Rocket Lab (ロケットラボ) 次のエレクトロン打ち上げ枠を設定、アノマリーレビューの最新情報を提供。
After 7 weeks of intensive analysis, 12,000 data channels reviewed, 200+ sub investigations and countless hours of testing, we’ve identified the probable cause of our September 19th launch anomaly and mapped out the plan for return to flight later this month.
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— Rocket Lab (@RocketLab) November 8, 2023
打ち上げサービスと宇宙システムの世界的リーダーである Rocket Lab (ロケット・ラボ / Nasdaq: RKLB) は2023年11月8日、エレクトロンロケットの打上げ予定時刻を決定したと発表しました。
Rocket Lab は、2023年11月28日から12月にかけて、日本を拠点とする地球画像処理会社iQPS（株式会社Q-shu Pioneers of Space）のために、エレクトロン専用ミッションで射点1に戻る予定です。
Rocket Lab は、2023年9月19日に打ち上げられた41回目のエレクトロンミッションの損失をもたらした異常の原因に関する広範なレビューの結論に近づいているため、エレクトロンの打ち上げを再開する。この異常は、20回連続で軌道ミッションに成功し、政府および商業衛星オペレータのために全体で37回のエレクトロンミッションに成功し、171個の衛星が軌道に投入された後に発生した。
9月19日のミッションでは、リフトオフ、マックスQ通過、ロケットの第1段と第2段の分離が完了した。ミッション開始151秒後、第2段の電源システムからの高電圧が急激に低下した。ステージは1秒足らずで完全に電力を失い、ミッションのペイロードを運搬するための軌道速度に達することができず、その後大気圏に再突入してミッションは終了した。Rocket Lab の安全プロトコルに従い、公共の安全には影響はなかった。
このミッションの製造、試験、飛行データを7週間以上にわたって徹底的に分析した結果、ラザフォード・エンジンのモーター・コントローラーに高電圧を供給する電源システム内で予期せぬ電気アークが発生し、ロケットの第2段に電力を供給するバッテリー・パックがショートしたことが、調査の結果、圧倒的に明らかになった。
この故障モードを再現するための徹底的なテストと分析により、調査チームは、アークは複数の条件が稀に相互作用することによってのみ発生した可能性が高いと判断した。これらの要因が1つだけでは第2段の故障を引き起こさない可能性が高いが、宇宙空間の低圧環境で同時に発生すると、パッシェンの法則が規定する閾値に達し、アークが形成され進行する。パッシェンの法則とは、電圧、圧力環境、電極間の距離、電気アークが形成され進行するのに必要なガスの有無の関係を数式化したものである。
パッシェンの法則に基づくアーク放電の閾値に達するには、低圧の宇宙環境で以下の3つの稀な条件が同時に存在しなければならなかった。
・ステージの電源システムに供給される直流（DC）高電圧の電気に交流（AC）が重畳されること
・エレクトロンの第1段と第2段の間の段間に存在したわずかな濃度のヘリウムガスと窒素ガス
・電源システム内の高圧織機の絶縁に感知できない欠陥があったこと
これらの要因が組み合わさり、ヘリウムと窒素の両方が存在し、分圧環境下にあり、高電圧織機の故障に拘束されず、パッシェン曲線上の電気アークが形成され進行するポイントに整列した交流電流によって悪化した。
この非常に複雑な条件は、地球上ではもちろんのこと、模擬的な宇宙環境であっても、予測やテストが極めて困難である。1つは地上での試験を改善するためのもので、もう1つは、同様の不具合が新たな強化された試験プロセスを回避した場合に、飛行中に同様のアークが発生する可能性を排除するためのものである。
第2段の電源システムの打ち上げ前試験は、すでに圧力、イオン化レベル、電圧など、その動作パラメータの全範囲をカバーしているが、強化された試験ルーチンは、試験から飛行までのマージンの増加や飛行を代表する電圧波形など、宇宙で経験するよりもさらに過酷な条件を考慮するようになった。
さらなる冗長性機能として、ロケットラボは高電圧電源システムを搭載するエレクトロンのバッテリーフレーム部を改良し、打ち上げからキックステージからの分離まで最適なガス圧を維持できるようにしました。この部分を加圧することで、アークが発生する可能性を大幅に減らすことができる。
Rocket Lab の創設者兼CEOであるピーター・ベックは、次のように述べている。
これは非常に複雑で、ありえず、回避可能な問題であり、チームは絶え間なく調査し、修正することで、より優れたロケットをパッドに戻すことができます。私たちは、この徹底的な調査プロセスを通じて、お客様とFAAの継続的なサポートに感謝しています。私たちのチームへの信頼に感謝します。私たちは、37回のエレクトロンミッションの成功の後、業界が信頼するようになった軌道への頻繁で信頼できるアクセスを提供するために、是正措置を整えて飛行に戻ることを楽しみにしています。
Rocket Lab は、今後数週間以内に異常調査を正式に終了する予定である。また、Rocket Lab はすでに連邦航空局（FAA）から、第1射点からのエレクトロン打上げを再開する許可を得ている。エレクトロン打上げの詳細については、打上げ間近に発表される予定である。