SpaceXは600万ドルのフェアリングを「キャッチ」するのをやめ、海から引き揚げる方式に切り替えた

SpaceXは2015年にファルコン9のブースターの着陸を始め、2年以内に再利用を実現した。第1段には9基のエンジンが搭載され、ロケットの製造コストのおよそ半分を占める。残されたのはペイロードフェアリングだった。張り子のように積層された複合材の2つの半殻で、1対あたり約600万ドルかかる。イーロン・マスクはチームに「捕まえてみろ」と挑んだ。「600万ドルが空から降ってくるんだぞ」。

エンジニアたちは、半殻が海水に触れることは決してないと考えていた。塩水による腐食が繊細な電子機器を台無しにするからだ。そこで彼らは精巧な回収システムを構築した。各半殻はパラフォイルを飛行させて自ら進路を操り、自動制御システムが船を旋回させて距離を詰める。2020年1月、最初のフェアリングの捕獲に成功した。「うまくいった。やったぞ」とSpaceXの打ち上げ担当副社長キコ・ドンチェフは語った。しかし規則的には成功しなかった。大西洋はほとんどの場合「7〜9フィートの波がある荒れた厄介な状態」であり、実際の回収率は50%未満、およそ40%にとどまり、打ち上げペースを滞らせるほど低かった。

解決策はSpaceXの5段階の設計アルゴリズムから生まれた。すなわち、要件をより愚かにする、部品または工程を削除する、それを繰り返す、そして最適化し、加速し、自動化する、というものだ。要件を問い直すと、前提が誤っていたことが分かった。複合材のフェアリングは帆船のように浮くのであり、敏感な部品を高い位置に移せば、着水しても壊れないのだ。今ではクレーンを備えた標準的な船が半殻を海から引き揚げている。回収成功率は約40%から99%に上昇し、改修には数週間かかり、同社は今では保管場所に困るほど多くのフェアリングを抱えている。

SpaceXのアルゴリズムの第2段階、すなわち部品を削除する、という問いは「なぜ捕まえる必要があるのか」を突きつけた。フェアリングの半殻は複合材の船であり、電子機器を上に移せば、どんなクレーン船でも回収できる。

難しい問題は自ら招いたものだった。「着水前に捕まえる」は事実ではなく要件であり、それを削除することで、パラフォイルと追跡船による自動化の仕組みがクレーン1台に集約された。

着水しても耐えられる設計にするには、電子機器の配置を移す必要があった。専用の回収船と自動ランデブーに比べれば取るに足らないコストだ。

40%の回収率は打ち上げペースへの負担だった。99%になると、フェアリングはスケジュール上の制約ではなくなった。

自動化がほとんど機能しないときは、調整する前に要件そのものを問い直すべきだ。最も安上がりなサブシステムは削除したものだ。「素早く回収する」ために「空中で捕まえる」必要はないかもしれない。

2023年までにドンチェフはフェアリングを解決済みの些事として語った。常に準備が整い、同社が保管できる量を上回っているという。そしてこの出来事を、Summit at Seaプログラムでの講演で、SpaceXの5段階アルゴリズムの実例として用いた。