ファルコン・ヘビー

ファルコン・ヘビーはスペースXの超大型ロケットで、ファルコン9の第1段コア3本を束ね、27基のエンジンを同時に噴射する。現在、商業顧客が予約できる中で最も能力の高いロケットであり、使い捨てで飛ばせば地球低軌道に約6万3800kgを運べる。地球低軌道は、ほとんどの衛星や有人カプセルが最初に入る低い高度の軌道である。初飛行は2018年2月6日で、2026年10月1日までに14回飛行した。

ファルコン・ヘビーとは？

ファルコン・ヘビーは、ファルコン9のコア3本でできた1機のロケットである。中央のコアの両側に2本のサイドブースターを取り付けている。各コアにマーリン1Dエンジンが9基ずつ載っており、ロケット全体ではエンジンは27基になる。高さは70m、根元の幅は12.2mである。2018年の初飛行は、その積み荷で有名になった。チェリーレッドのテスラロードスターで、運転席には宇宙服を着たマネキン「スターマン」が座っていた。ロケットはこの車を、火星の軌道と交差する太陽周回軌道に送り込んだ。

ファルコン・ヘビー誕生の背景

スペースXは2011年4月、ワシントンD.C.での記者会見でこの設計を発表し、2013年の初飛行を掲げた。考え方は明快だった。実績があり量産されているファルコン9のコアを3倍にすれば、巨大なロケットを一から設計しなくても、運用中のどのロケットのおよそ2倍のペイロードを運べる。これによって、最も重い静止衛星、深宇宙探査機、そして将来はほかの惑星への有人輸送の物資を運ぶ道が開け、再使用できるブースターが1回ごとの打ち上げコストを少しずつ削っていった。初飛行は2018年に実現し、価格はロケットの飛ばし方によって大きく変わる。

仕組み

離昇時には27基のエンジンがすべて同時に燃焼し、海面上で2,268トンを超える推力（約2万2819キロニュートン）を生み出す。2本のサイドブースターが先に燃料を使い切って切り離され、戻ってくる。2018年の初飛行では、2本がケープカナベラルにそろって着陸し、演出かと思うほど息の合った着陸だった。中央のコアはそのあともしばらく飛び続け、上段に引き継ぐ。上段がペイロードを最終的な軌道まで届ける。運搬能力は1つの数字では表せず、目的地が遠く、必要な速度が大きいほど、運べる質量は小さくなる。

地球低軌道までなら重いペイロードを運べるが、同じロケットでも静止トランスファー軌道を狙えば運べる量はずっと少なくなり、火星へ向かう軌道ならさらに少なくなる。このトレードオフがあるからこそ、ファルコン・ヘビーは商業用の静止衛星として史上最も重い約9.2トンのエコースター24を運べる一方で、NASAの探査機サイキを追加のブースター段なしで小惑星帯まで送り出すこともできる。

ファルコン・ヘビーの経済学

ファルコン・ヘビーの経済性は再使用に支えられている。スペースXは2022年、ブースターを回収する飛行の価格を約9700万ドルとした。2018年にイーロン・マスクが示した、完全使い捨てで最大ペイロードの飛行の約1億5000万ドルを大きく下回る。この差は、同等のロケットがずっと高く、1回しか飛ばない従来の大型ロケットの事業者に圧力をかけた。サイドブースターを再び飛ばすことで、ファルコン・ヘビーはミッションの計画者に、商業向けで最大の静止軌道への輸送枠と、別の上段を買わずに小惑星帯や木星へ直接向かう手段を提供した。打ち上げ回数が少ないことも計算に含まれている。ほかにこの仕事をこなせるロケットがほとんどないため、1回ごとに割増料金を取れるのである。

ファルコン・ヘビーの現状

ファルコン・ヘビーは最も重い仕事が求められるときに飛ぶため、その日程は顧客に合わせて決まる。2018年の実証飛行と2019年の2回のミッションのあと、次の大型ペイロードの準備が整うのを待った。

ファルコン・ヘビーは2022年11月、米宇宙軍のミッションで飛行を再開し、2023年には5回飛んだ。運んだのは宇宙軍のペイロード、通信衛星のViaSat-3とエコースター24、NASAの小惑星探査ミッション「サイキ」である。2024年には米海洋大気局（NOAA）の気象衛星GOES-Uと、木星へ向かうNASAのエウロパ・クリッパーを打ち上げた。2026年は3回打ち上げた。4月29日のViaSat-3 F3、8月30日のNASAのナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡、そして10月1日のNROL-97である。NROL-97は、米国の偵察衛星を運用する米国家偵察局（NRO）にとって初のファルコン・ヘビーのミッションだった。

今後の展望

スペースXは、完全再使用型ロケットのスターシップでこのコスト面の強みをさらに押し広げる計画である。スターシップは、ペイロードと1kgあたりの価格の両方でファルコン・ヘビーを上回ることを目指している。スターシップがこうしたミッションを担うまでは、ファルコン・ヘビーが最も重い静止衛星と最も厳しい深宇宙への打ち上げを受け持つスペースXのロケットである。

まとめ

ファルコン・ヘビーは、既製品のファルコン9のコア3本をスペースXで最も強力な現役ロケットに変え、大型ロケットの事業が再使用できる機体と低い価格で成り立つことを証明した。その過程で、ロードスターを火星の先へ、探査機を金属の小惑星へ、そして旗艦級の科学ミッションを木星へと送り出した。