月別アーカイブ: 2018年3月

SpaceXがたったひとつのボルトでロケットごと宇宙輸送船を吹っ飛ばした理由

crs-7

2015年6月、SpaceXがドラゴン輸送船の打ち上げ(CRS-7)中に第2段の爆発が起き、国際宇宙ステーションへの積荷ごとドラゴンが失われたという事故があった。それから2年9ヵ月、2018年の3月になって、NASAの独立調査チームによる報告書が発表になり、SpaceXが当初発表した第2段圧力容器周りの材料欠陥ではなく、「設計ミス」の可能性が大きいとしている。

NASA Independent Review Team
SpaceX CRS-7 Accident Investigation Report Public Summary
Date of Event: June 28th, 2015
Date of Report: March 12th , 2018
CRS-7事故の引き金になったのは、Falcon9ロケット第2段のLOx(液体酸素)タンクの圧力容器コンポーネント部分。コンポーネント内のヘリウムボトルを支える「アイボルト」「ロッドエンド」※(先端に太いリングが付いたボルト)の破損による。

※「『アイボルト』は他のボルトを指すため、正しくは『ロッドエンド(ロットエンド)』または『ボールロットエンド』の呼称が適切とのご指摘をいただき、修正いたしました。

public_summary_nasa_irt_spacex_crs-7_final

このロッドエンド破損から圧力容器コンポーネント全体に破損が起きて、ロケット第2段の爆発事故につながった。SpaceXの調査チームは当初このロッドエンド破損を「材料欠陥によるもの」としており、NASAの打ち上げ計画(Launch Services Program)チームもこの報告を支持していたという。

今回発表になったのは、LSPとは別のNASA独立調査チームによる報告だ。報告書によると、SpaceXはロッドエンドの素材として17-4PHという析出硬化型ステンレス鋼の素材を選択していた。参照した資料によると17-4PHも「航空機・ロケットなどの構造材」として用途があるため、まるっきり用途違いの素材を持ってきたというわけではないようだ。ただ、SpaceXは一定の安全係数をかけて部品を製造、実装するにとどまり、負荷試験などを行っていなかったという。

メーカーには航空宇宙グレードの推奨素材もあったそうだが、SpaceXはこれを選択しなかった。結果として17-4PH SS製のロッドエンドは極低温条件と飛行環境に耐えられずに破損、事故につながった、というのが事故の大きな原因として挙げられている。

オフザシェルフによるコストダウンの努力が結果としてめっちゃ高くついたという感じだ。それだけでなく、当時SpaceXはFalcon9のフライトコンピューターの実装方式を変更していて、飛行テレメトリ周りでレイテンシが増えるものになっていた。結果としてデータがまだバッファに溜まっているときに事故が起きてしまい、異常を示すデータもだいぶ失われてしまったという。個人的にはこうした「事故の原因になったわけじゃないけどそれやっちゃダメなやつ」の存在はとても気になる。そうした経緯があったからか、NASAは2年以上かけて事故のデータを保存し、今回の報告書を発表したという。

報告書に関するQuartzの報道によると、事故当時と同型のFalcon9はもう製造されておらず、その後は31回の打ち上げに成功している(2016年9月の打ち上げ失敗をのぞく)。そのため、本当の原因に対処できないままFalcon9を打ち上げてしまった、というわけではないようだが、2016年のNASAの文書でも「部品の取り付け方法に何か問題があったのでは?」という疑問を呈しており、SpaceXに対してハードウェア・サプライチェーンの管理を確実かつ安全性の高いものにしてほしい、という要望を持っていたようだ。

広告

中国システム工学の父、銭学森

guggenhiem_groupphoto-news-web

カリフォルニア工科大学のJPL創設メンバーと銭学森(中央)。左から2番めはJPL2代目所長のフランク・マリナー。 Credit: Caltech Archives

銭学森(アルファベット表記ではQian Xuesenとも、Tsien Hsue-shenとも)は、私にとって現在の強力な中国宇宙開発の礎となったロケット工学者であり、研究半ばでアメリカを追われた悲劇の人物、というイメージだ。東西冷戦の時代とはいえ、赤狩りで合衆国はあたら有為の人材を失ったのだと思っていたし、悲劇を越えて「中国ロケットの父」と讃えられるのはそれだけの業績ゆえと思っていた。その評価が今でも変わるわけではないが、Science誌の2018年3月16日号にまったく新しい、従来イメージとは異なる銭学森の人物評価が掲載されていた。「Master Planner」と題された記事について、衝撃が消えないうちに書いておきたい。

はじめに、私の知る銭学森の前半生を簡単にまとめておく。銭学森は1911年、杭州生まれ。1935年に渡米してマサチューセッツ工科大学に留学後、カリフォルニア工科大学に移って数学者セオドア・フォン・カルマンの元で研究を始める。カルテクでは後にジェット推進研究所(JPL)の母体となった学生ロケット研究グループ「スーサイド・スクワッド」に参加していた。そのままフォン・カルマンが初代所長となったJPLに加わり、陸軍の資金を受けてJPL初期の活動である「コーポラル」といったミサイル開発に関わる。銭自身が優れたロケット研究者であったのみならず、ナチス・ドイツのロケット工学者ウェルナー・フォン・ブラウンがペーパークリップ作戦後に合衆国に移送された際には、最初の面談を行い、その技術をアメリカのミサイル(ロケット)開発に融和させる役割も果たした。

フォン・ブラウンと入れ替わるように反共産主義、赤狩りの中で銭学森は共産主義者との嫌疑を受け、1950年から5年近く自宅軟禁状態に置かれる。1955年、軟禁を解かれて中国に帰国。中国のミサイル、ロケット開発を率いて、東風ミサイルや長征ロケットの発展に尽くす。

***

というわけで、私が知っていたのはロケット工学者としての銭の一面だけだった。だが、Scienceによれば銭は「中国システム工学の父」でもあるのだという。キャリアの初期に米国流のシステム工学を身に着けたことから、これを中国に持ち込み広めたというのだ。ロケットのような複雑なシステムをいくつものサブシステムに分解してモデル化することで課題を解決する。銭はこの手法を中国に根付かせ、1964年の中国初の核兵器開発にも参加した。のみならず「社会は何百万ものサブシステムを含むシステムである」と提唱し、社会問題の解決にも同じ手法が利用できるとした。

一方で、銭を追い出した米国ではシステム工学でなんでもできるわけではない、という事例が見られるようになりつつあった。1950年代後半、銭が後にしてきたJPLと、フォン・カルマンが設立したエアロジェット社(ロケットやミサイル推進システムなどを開発する、現在のエアロジェット・ロケットダイン社)とが共同で、子供の学習歴やIQ、出席率などのデータを解析して教育予算の優先順位決定を支援するプログラムを開発したのだという。開発費は当時で数百万ドルもしたというが、「政策決定者は関係ない変数の話ばかりしているし、だいたいそれだけのお金があったらもっと教師を雇えたはずだ」という現在からすると実にもっともな批判を受け、プログラムは廃止された。

ハードウェア開発でうまくいったからといって、社会的な課題解決もシステム工学一本槍でできるわけではない、という論調が形成されていったというのだが、一方で中国では共産党とこの手法は分かちがたく結びついたのだという。その例が、私でも知っているような中国の国家的巨大プロジェクトとなった。

1970年代後半に銭の弟子であるミサイル科学者・宋健が率いるチームは、コンピューターを用いたモデルによって「2080年までに中国の人工は40億人になる」と予測を発表した。この予測は、厳格な産児制限の裏付けとして採用され、1980年代になって一人っ子政策となって結実する。また(銭との人的つながりは不明だが)三峡ダム建設にあたってのフィージビリティ・スタディにもシステム工学者が関わり、地質学、生態学、人口動態など14のサブシステムグループからなる研究グループを形成し、最終的に「最適の貯水量は水位175メートルである」との結論に達した。

とはいっても、一人っ子政策のために中国の労働年齢人口は急激に減少し、政策はつい2年前の2015年に廃止された。また、三峡ダム建設時には130万人もの人々に移住を強いることとなったのだが、住民説明などに十分な時間を持たなかったとの批判もあるという。

中国の偉大な工学者、銭学森の名は今でも伝記やTV番組で繰り返し取り上げられ、国家的英雄となっている。提唱したシステム工学的アプローチは、現在でも監視社会の仕組みづくりにも取り入れられて機能している。だが、「魂のない脳」との批判も受け、もっと社会システムに関わる人々との関係を取り入れ、社会的関係に重点を置くような手法に変化が起きつつある、というのが「Master Planner」の趣旨だ。

この記事には、長征ロケットの名も、東方紅1号の打ち上げ成功によって中国が世界で5番目の人工衛星打ち上げ国となったことも出てこない。だが、銭学森という人物が中国に与えた影響は、ロケットや国立大学設立といった「成果」よりもある意味でよくわかると思う。