NASA、スターライナー故障の原因は「熱劣化」と特定

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Boeing Starliner spacecraft docked to the ISS with Earth's blue curve and black space in the background.
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NASAの担当官は、ボーイングのスターライナー有人飛行試験に関する調査の包括的な結果を発表し、国際宇宙ステーションへのドッキング中に発生した具体的な技術的失敗の詳細を明らかにする。今回のブリーフィングは、宇宙船の無人帰還を余儀なくさせた推進システムの異常とヘリウム漏れに関する数ヶ月にわたる厳格な分析を受けて行われるものである。

NASAの関係者は、本日東部標準時(EST)午後2時に行われる注目度の高い記者会見において、2024年のBoeing Starliner(スターライナー)有人飛行試験(CFT)調査の最終的な包括的結果を発表する予定です。**Administrator Jared Isaacman**と**Associate Administrator Amit Kshatriya**が主導するこのブリーフィングでは、ミッション本来の飛行プロファイルを大幅に変更させた推進システムの異常とヘリウム漏れに関する詳細な技術的事後分析(ポストモーテム)が提供されます。スラスター劣化の根本原因を調査することで、同局は**Commercial Crew Program**における宇宙船の最終的な認証に向けた明確なロードマップを確立することを目指しています。

Starlinerの推進系の問題の根本原因は何だったのか?

**Starlinerの推進系の問題**の根本原因は、スラスターバルブ内にあるポペットと呼ばれる**Teflonシール部品**の熱劣化と膨張であると特定されました。高頻度の噴射サイクルと激しい太陽熱にさらされたことで、これらのシールが推進剤の流れを制限し、大幅な推力低下とサービスモジュールのマニホールドシステム内での**ヘリウム漏れ**を同時に引き起こしました。

技術調査により、反動制御システム(RCS)スラスターを収容する「ドッグハウス」と呼ばれる筐体が、**International Space Station**(ISS)とのドッキング段階で予想以上の高温に達していたことが判明しました。この局所的な加熱により、**Teflon (PTFE) ポペット**が膨張し、推進剤の経路を部分的に遮断しました。**NASA**のエンジニアリングチームは、スラスターパルスの頻度とサービスモジュールの環境が相まって「ヒートソーク(熱浸透)」効果を生み出し、材料の変形を悪化させたと指摘しています。この発見は、有人ミッションのドッキングシーケンスという特有の運用上のストレス下でのみ顕在化した、特定の材料の脆弱性を浮き彫りにしたという点で極めて重要です。

さらに、**ヘリウム漏れ**に関する調査により、推進マニホールドのシールが持続的な圧力下で軽微な構造的故障を起こしやすいことが確認されました。ヘリウムは推進剤タンクを加圧するために使用されますが、2024年の飛行中に観察された漏洩率は、配管系の長期的な完全性に対する懸念を引き起こしました。**Boeing**と**NASA**の研究者は、White Sands Test Facilityでの地上試験を利用してこれらの条件を再現し、化学物質への曝露と熱サイクルの組み合わせがシールを弱化させたことを確認しました。これらの知見により、今後の飛行準備レビューが承認される前に、バルブアセンブリのハードウェアを再検討する必要があります。

なぜNASAはStarlinerではなくSpaceXで宇宙飛行士を帰還させる決断をしたのか?

**NASA**は、宇宙飛行士の**Butch Wilmore**と**Suni Williams**を**SpaceX Crew Dragon**ミッションで帰還させることを選択しました。これは、Starlinerのスラスター性能に関する不確実性が許容可能な安全マージンを超えたためです。同局は、重要な軌道離脱噴射中にスラスターが故障するリスクが高すぎ、乗組員が不安定または回復不可能な軌道に取り残される可能性があると判断しました。

帰還便に**SpaceX**を利用するという決定は、同局の「安全第一」の文化を強調する歴史的な転換となりました。2024年6月のドッキング試行中に5基のRCSスラスターが故障し、最終的に4基は復旧したものの、劣化の予測不能な性質は、エンジニアが重大な局面である大気圏再突入時の性能を保証できないことを意味していました。**Associate Administrator Amit Kshatriya**は、当時のスラスターの挙動に関する決定的な「物理学に基づいた」モデルが欠如していたため、帰還中の致命的な故障の可能性を排除することは不可能であったと強調しました。

その結果、**NASA**はStarlinerのミッションを無人帰還に移行し、2024年後半に無事成功させましたが、WilmoreとWilliamsはISSに留まりました。この措置により、**Commercial Crew Program**は人命を危険にさらすことなく、無人着陸から貴重なデータを収集することができました。その後、**SpaceX Crew-9**ミッションは2つの空席を設けて飛行するように再構成され、ベテラン宇宙飛行士たちが地球に帰還するための検証済みの安全な輸送手段を確保しました。この緊急時対応計画は、冗長性のあるアメリカの有人輸送システムを同時に運用することの極めて重要な重要性を示しました。

BoeingのStarlinerは再び宇宙飛行士を乗せて飛ぶのか?

**BoeingのStarliner**が再び宇宙飛行士を乗せて飛行するのは、ハードウェアの再設計が成功し、**NASA**の監督下で厳格な再認証プロセスを経た後になると予想されます。同局は、バルブとスラスターの問題が解決されたという決定的な証拠を求めており、それにはサービスモジュールの設計変更や、修正を検証するための追加の無人デモンストレーション飛行が含まれる可能性があります。

**Starliner**の今後の道筋には、プラットフォームの信頼性に対する信頼を回復することを目的とした、いくつかの必須のマイルストーンが含まれています。**NASA**は、**Boeing**が次回の有人ミッションの前に以下の技術的要件に対処しなければならないと示唆しています:

  • 熱膨張に対してより耐性のある材料を使用した**RCSスラスター・ポペット**の再設計。
  • ISSでの長期滞在中の漏洩を防ぐための**ヘリウムマニホールドシール**のアップグレード。
  • スラスターの噴射パターンを最適化し、熱ストレスを軽減するための飛行制御ソフトウェアの更新。
  • 「最悪の事態」のドッキングおよび離脱シナリオをシミュレートするための統合推進システム試験の実施。

2024年の有人飛行試験は不可欠なデータを提供した一方で、定期的な乗員交代ミッションのための宇宙船の正式な認証を遅らせることにもなりました。**NASA**は、SpaceXとBoeingという2つの独立したプロバイダーを維持することが、**International Space Station**への継続的なアクセスを確保するための戦略的優先事項であるため、**Boeing**とのパートナーシップに引き続きコミットしています。次回の飛行スケジュールは、ハードウェアの変更結果と同局による最終的な安全審査を待つ間、流動的なままです。

国際宇宙ステーションのロジスティクスと将来のミッションへの影響

**Starliner**の調査に伴う遅延により、**International Space Station**(ISS)のスケジュールと乗員交代サイクルに大幅な調整が必要となりました。暫定的に**Commercial Crew Program**が**SpaceX**に大きく依存する中、**NASA**はCFT乗組員の滞在延長に対応しつつ、ステーションに十分な人員を確保するために、複雑な「軌道上の舞踏(オービタル・バレエ)」を管理しなければなりませんでした。このロジスティクス上の課題は、主要な輸送車両の1つが技術的な理由で地上待機となった際の宇宙ステーション運用の脆弱性を浮き彫りにしています。

これらの障害にもかかわらず、**NASA**の指導部は、厳格な調査を**Public-Private Partnership**(官民パートナーシップ)モデルの堅牢性の証であると考えています。本日の記者会見で共有される調査結果の透明性は、公衆の信頼を高め、2024年の試験飛行から得られた教訓が**Artemis**計画を含む将来の深宇宙探査への取り組みに応用されることを確実にすることを目的としています。これらの複雑なエンジニアリング上の問題を今解決することで、**NASA**は次世代の宇宙船がより安全になり、低軌道およびその先における長期的な人類の存在を維持する能力をさらに高めることを保証します。

今後、同局は**Boeing**チームが推奨された変更の物理的な実施を開始するのに合わせ、ライブアップデートと技術ブリーフィングの配信を継続します。本日午後2時(EST)のブリーフィングは、**Commercial Crew Program**の歴史における重要な分岐点であり、調査段階の終了とStarliner宇宙船の「修正と飛行」時代の始まりを告げるものです。メディア関係者および一般の方は、**NASAのYouTubeチャンネル**でライブ配信を視聴し、アメリカの宇宙飛行の未来を形作る具体的なエンジニアリングデータについてさらに深い洞察を得ることができます。

Mattias Risberg

Mattias Risberg

Cologne-based science & technology reporter tracking semiconductors, space policy and data-driven investigations.

University of Cologne (Universität zu Köln) • Cologne, Germany

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Readers Questions Answered

Q スターライナーの推進系トラブルの根本的な原因は何でしたか?
A スターライナーの推進系トラブルの根本的な原因は、スラスターバルブ内の「ポペット」と呼ばれる小さなテフロン製シール部品の過熱でした。繰り返される噴射コマンド、特に直射日光下での手動制御により、これらのシールが変形して推進剤の流れを制限し、その結果、推進システムにおけるスラスターの故障とヘリウム漏れが引き起こされました。
Q ボーイングのスターライナーは再び宇宙飛行士を乗せて飛行しますか?
A スターライナーの将来の有人ミッションは、現在進行中の根本原因の調査結果と潜在的なハードウェアの再設計を待っているため、依然として不透明です。宇宙船が定期的な有人ミッションの認証を受ける前に、ボーイングとNASAはスラスターの故障とヘリウム漏れを特定し、実証可能な形で修正する必要があります。これには、ハードウェアの再設計、材料の更新、手順の変更、あるいは別の無人試験飛行が含まれる可能性があります。
Q なぜNASAはスターライナーではなくSpaceXで宇宙飛行士を帰還させることに決めたのですか?
A NASAがブッチ・ウィルモア飛行士とスニ・ウィリアムズ飛行士をスターライナーではなくSpaceXのCrew-9ミッションで帰還させることに決めたのは、推進系の問題がNASAのリスク要件を満たすレベルまで解決できなかったためです。NASAは、スラスターの劣化に関する未確認の懸念や、ドッキング解除および軌道離脱噴射のフェーズを通じてスラスターの性能を確実に予測できないことから、宇宙飛行士を再びスターライナーに乗せるのはリスクが高すぎると判断しました。

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