SLS（スペース・ローンチ・システム）
NASA Artemis月計画専用ロケット
1 概要
SLS（Space Launch System）は、NASAが開発した超大型打上げロケットであり、Artemis月計画の主力機である(1)。
基本情報: - 開発: NASA（主契約: Boeing、Northrop Grumman） - 初打上げ: 2022年11月16日（Artemis I） - 初有人打上げ予定: 2026年2月（Artemis II） - 状態: 運用中（限定的運用） - ペイロード能力（LEO）: 70-130 ton（構成により変動） - ペイロード能力（TLI）: 27-42 ton（月軌道投入）
技術的特徴: - 🌕 Artemis月計画専用（有人月面着陸計画） - 🚀 史上最強の運用ロケット（単一打上げ） - ♻️ Space Shuttle遺産活用（RS-25エンジン、SRB技術） - 💰 極めて高コスト（約41億ドル/回、議会・メディアで批判） - 🔴 消耗型（再使用なし、エンジン含め全廃棄）
市場ポジション: NASA専用、商業市場不参入
2 開発歴史
2.1 Constellation計画からの移行（2005-2011）
Constellation計画（2005-2009）(2) - 2005年、NASA有人宇宙飛行計画として開始 - 目標: ISS完成、2020年までの月面帰還 - ロケット: Ares I（有人）、Ares V（貨物、130 ton LEO） - 2009年Augustine委員会報告: Constellation「実行不可能」
オバマ政権による中止（2010年） - 2010年10月、Constellation計画中止 - Space Shuttle退役後の能力喪失懸念 - テキサス州・フロリダ州選出議員の強い反発
議会による救済とSLS誕生（2010-2011）(3) - 2010年10月: NASA Authorization Act of 2010可決 - Constellation完全中止を拒否 - Orion宇宙船継続 - 新重量級ロケット「SLS」開発を議会が指示 - 目標: 70-100 ton LEO、将来130 tonへ発展 - 期限: 2016年12月31日までに運用開始 - 2011年9月14日: NASA、SLS設計正式発表 - Charlie Bolden長官「史上最強のロケット」
2.2 開発遅延の歴史（2011-2022）
当初計画(4): - 2011年: 2016年末運用開始目標 - 2011年: 初飛行2017年に延期
度重なるスケジュール遅延: - 2017年: 累積2年遅延、初飛行2019年へ - 2018年: 初飛行2020年6月へ - 2019年: 初飛行2020年末、または2021年中頃へ - 2022年: 最終的に2022年11月16日打上げ
遅延原因: - Boeing社の管理・技術的問題 - インフラ整備遅延 - コスト超過による作業遅延 - 合計26回のスケジュール変更、約6年遅延
2.3 Block進化計画（2022-2030s）
Block 1（2022-2026）(5) - Artemis I-III使用 - ICPS上段（RL10B-2エンジン1基） - LEO 95 ton、TLI 27 ton
Block 1B（2028-） - Artemis IV初飛行（2028年9月予定） - EUS上段（RL10C-3エンジン4基） - LEO 105 ton、TLI 38-42 ton - 全高111.6m（Block 1比+13m）
Block 2（2030s-） - Artemis IX以降使用 - BOLE固体ブースター（複合材ケーシング） - LEO 130 ton以上 - 打上げ推力41 MN（9.2 million lbf）
3 基本仕様
3.1 寸法・質量（Block 1）
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 98.0 m（321 ft、Block 1） |
| 全高 | 111.6 m（366 ft、Block 1B） |
| コア直径 | 8.4 m（27.6 ft） |
| コアステージ高 | 64.7 m（212.2 ft） |
| 打上げ時質量 | 2,600,000-2,950,000 kg |
比較: Saturn V（111m）より小型、Starship（120m）より小型、N1（105m）より小型
3.2 ペイロード能力比較
| 構成 | LEO | TLI（月軌道投入） | 備考 |
|---|---|---|---|
| Block 1 | 95 ton | 27 ton | ICPS上段、Artemis I-III |
| Block 1B | 105 ton | 38-42 ton | EUS上段、Artemis IV- |
| Block 2 | 130+ ton | - | BOLE、Artemis IX-、2030s |
4 推進システム
4.1 第1段コアステージ: RS-25エンジン
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| エンジン名 | RS-25（Space Shuttle Main Engine）(6) |
| エンジン数 | 4基 |
| 推進剤 | LOX/LH₂（液体酸素/液体水素） |
| 海面推力 | 1,860 kN/基 × 4基 = 7,440 kN |
| 真空推力 | 2,279 kN/基（512,000 lbf） |
| 比推力 | 366秒（海面）、452秒（真空） |
| 燃焼時間 | 8.5分（軌道到達まで） |
Space Shuttle遺産(7): - 開発実績: 3,000回以上の始動、累積100万秒の試験・飛行実績 - Shuttle時代: 再使用（飛行後取り外し、整備、再使用） - SLS時代: 消耗型（海上落下、廃棄） - Artemis I-IV: Shuttle時代の在庫エンジン使用 - Artemis V-: 新造エンジン（Aerojet Rocketdyne製） - 運転出力: 109%（定格出力の109%で運転） - 温度範囲: 423-6000°F（217-3316°C） - 質量: 7,775 lbs（3,527 kg）
技術的特徴: - ステージド燃焼サイクル（高効率） - 高圧燃焼室（204 bar） - 可変推力（65-109%） - ジンバル機構（±10.5°）
4.2 固体ロケットブースター（SRB）
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 名称 | 5セグメントSRB(8) |
| 製造 | Northrop Grumman |
| 本数 | 2本 |
| 1本あたり推力 | 14,136 kN（3,180,000 lbf） |
| 総推力 | 28,272 kN（2本合計） |
| 燃焼時間 | 約126秒（2分6秒） |
| 推進剤質量/本 | 680,400 kg（5セグメント×136,080 kg） |
Space Shuttle SRBとの比較(9): - Shuttle SRB: 4セグメント、12,500 kN/本 - SLS SRB: 5セグメント、14,136 kN/本（25%推力増加） - 高さ: 17階建ビル相当 - 推進剤消費: 6 ton/秒 - ケーシング: Space Shuttleで使用した鋼鉄製ケーシング再利用 - 断熱材: アスベスト不使用、860 kg軽量化
Space Shuttleとの相違: - Shuttle SRB: 再使用（パラシュート回収、整備、再充填） - SLS SRB: 消耗型（大西洋落下、回収なし）
4.3 上段: ICPS（Block 1）/ EUS（Block 1B/2）
ICPS（Interim Cryogenic Propulsion Stage）
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 使用Block | Block 1（Artemis I-III）(10) |
| エンジン | RL10B-2 × 1基 |
| 推進剤 | LOX/LH₂ |
| 真空推力 | 110 kN（24,750 lbf） |
| 比推力 | 465.5秒（真空） |
| ベース | Delta IVのDCSS上段改良型 |
EUS（Exploration Upper Stage）
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 使用Block | Block 1B/2（Artemis IV-）(11) |
| エンジン | RL10C-3 × 4基 |
| 推進剤 | LOX/LH₂ |
| 総推力 | 431 kN（97,000 lbf） |
| 直径 | 8.4 m（コアステージと同一） |
| 長さ | 45 ft（13.7 m） |
| 初飛行 | 2028年9月（Artemis IV） |
EUSの利点: - 推進剤量・推力ともにICPSの4倍 - TLI能力27 ton → 42 ton（+56%） - Orion + I-Hab同時打上げ可能
5 Orion宇宙船とEuropean Service Module
5.1 Orion宇宙船
NASA Orion Multi-Purpose Crew Vehicle: - 搭乗人数: 4-6名 - Crew Module製造: Lockheed Martin - 質量: 約10 ton（Crew Module） - Space Shuttle後継の有人宇宙船
5.2 European Service Module（ESM）
ESA/Airbus製[(12)](13): - 開発: ESA（欧州宇宙機関） - 製造: Airbus Defence and Space（ドイツ、Bremen） - ベース: ATV（Automated Transfer Vehicle）派生型
仕様: - 寸法: 直径4m、高さ4m - 質量: 13 ton（打上げ時） - 推進剤: 8.6 ton
推進システム: - メインエンジン: 1基、26.5 kN推力 - Space Shuttle OMS-E再利用 - 補助スラスタ: 8基（メインエンジンバックアップ） - 姿勢制御スラスタ: 24基 - 総エンジン数: 33基
電力システム: - 太陽電池パネル: 4翼（各7m長） - 全幅: 19m（展開時） - 発電量: 11.2 kW - 太陽電池数: 15,000個 - ESM使用分: 10%（1.1 kW） - Crew Module使用分: 90%（10.1 kW）
ESAの役割: NASA Artemis参加の見返りとしてESM無償提供
6 Artemis計画ミッション
6.1 Artemis I（2022年11月16日）
目標(14): - SLS初飛行試験 - Orion無人月周回飛行 - 全システム統合試験
打上げまでの経緯: - 2022年8月29日: 第1回試験（中止） - Engine 3温度異常（許容上限超過） - 通信遅延11分 - 燃料漏れ - 断熱材亀裂 - 2022年9月3日: 第2回試験（中止） - 水素燃料充填中に大規模漏洩 - 2022年11月9日: Hurricane Nicole（カテゴリー1） - KSC風速85 mph（137 km/h）、突風100 mph（160 km/h） - SLSを射点に残置（設計限界内と判断） - 2022年11月16日 01:47:44 EST（06:47:44 UTC）: 打上げ成功
ミッション結果: - 飛行時間: 25.5日（25日10時間53分） - 月最接近距離: 約130 km - 最遠到達: 地球から約432,000 km - Orion着水: 太平洋（カリフォルニア沖） - 結果: 完全成功
6.2 Artemis II（2026年2月予定）
目標(15): - 初の有人SLS打上げ - 有人月周回飛行（50年ぶり、Apollo 17以来） - Orion有人運用実証
クルー（4名）: 1. Reid Wiseman（NASA、船長/Commander） 2. Victor Glover（NASA、パイロット/Pilot） - 初の有色人種の月周回飛行士 3. Christina Koch（NASA、ミッション・スペシャリスト） - 初の女性月周回飛行士 4. Jeremy Hansen（CSA、ミッション・スペシャリスト） - 初の非米国籍月周回飛行士（カナダ宇宙庁）
飛行計画: - 飛行時間: 約10日 - 軌道: 自由帰還軌道（Free-Return Trajectory） - 最遠到達: 月裏側から7,400 km（史上最遠有人飛行） - 総飛行距離: 約100万km - 着水: 太平洋（サンディエゴ沖）
ミッション・プロファイル: 1. 地球周回軌道投入（24時間周期高楕円軌道） 2. 生命維持システム検証 3. ICPS使用したランデブー・近接運用デモ 4. 近地点でTLI（Trans-Lunar Injection）燃焼 5. 月自由帰還軌道 6. 地球帰還・大気圏再突入
6.3 Artemis III（2027年予定）
目標(16): - 50年ぶりの有人月面着陸（Apollo 17: 1972年12月以来） - 月南極近傍着陸 - 科学探査実施
着陸地点: - 月南極近傍: 9ヶ所の候補地域 - 理由: 水氷存在可能性、永続的日照地域あり
ミッション期間: 約30日 - 月軌道滞在: 約6.5日 - 月面滞在: 約6.5日 - 2名が月面、2名がOrionで軌道待機
着陸船: SpaceX Starship HLS（Human Landing System） - 契約: 2021年4月16日、$2.89B - 高さ: 約50m（15階建ビル相当） - 軌道上推進剤補給: 最低14回のタンカー打上げ必要 - エレベーター降下式（月面アクセス）
宇宙服: Axiom Space製Artemis III表面活動スーツ
運用シーケンス: 1. SLS打上げ → Orion月軌道へ 2. Starship HLS事前配置（推進剤補給済み） 3. Orion-HLS ドッキング（NRHO: Near-Rectilinear Halo Orbit） 4. クルー2名HLSへ移動、2名Orion残留 5. HLS月面降下・着陸 6. 月面活動（複数回の船外活動） 7. HLS月面離陸 → Orion再ドッキング 8. 全クルーOrion帰還
6.4 Artemis IV（2028年9月予定）
目標(17): - SLS Block 1B/EUS初飛行 - Lunar Gateway I-Hab搭載・設置 - Gateway経由での2回目月面着陸
Lunar Gateway: - 月周回宇宙ステーション - 国際協力（NASA、ESA、JAXA、CSA） - Artemis IVでI-Hab（International Habitation Module）追加
クルー: - 4名（1名はESA宇宙飛行士） - Gatewayドッキング - I-Hab設置作業 - 月面降下（2名）
技術的意義: - EUSの42 ton TLI能力実証 - Orion + I-Hab同時打上げ（Block 1不可能） - Gateway本格運用開始
7 コスト論争
7.1 NASA OIG報告（2021年11月）
打上げコスト[(18)](19): | 項目 | 金額 | |:—–|:—–| | 1回あたり総コスト | $4.1 billion（約41億ドル） | | ロケット製造 | $2.2 billion | | Orion製造 | $1.0 billion | | ESM | $0.3 billion | | 運用費 | 材料、労働、施設、間接費含む |
注: 開発費（$23B、2011-2022年）は含まず
Paul Martin監察官の証言（2021年11月、下院委員会）: > “Artemis最初の4ミッションは各$4.1Bのコストとなり、これは持続不可能（unsustainable）である”
総コスト: - 2011-2025年: $93 billion（Artemis計画全体）
7.2 コスト比較
| ロケット | コスト/回 | ペイロード（LEO） | コスト/kg |
|---|---|---|---|
| SLS | $4,100 M | 95 ton | $43,158/kg |
| Falcon Heavy | $150 M | 63 ton | $2,381/kg |
| Starship（目標） | $10-20 M | 100-150 ton | $67-200/kg |
SLSはFalcon Heavyの約27倍、Starship目標の約200-400倍のコスト
7.3 批判
「Senate Launch System」（議会利益誘導型ロケット）: - 議会がNASAに開発強制 - 契約先: Boeing（テキサス）、Northrop Grumman（フロリダ、ユタ） - 雇用維持が主目的との批判
コスト超過: - 開発費超過: 当初見積もりから大幅増 - スケジュール遅延: 2016年目標 → 2022年実際（6年遅延） - Boeing管理問題: NASA OIG、議会で厳しく批判
消耗型設計: - RS-25エンジン（$146M/基 × 4基 = $584M）を毎回廃棄 - SRB回収なし（Space Shuttleは回収・再使用） - 再使用不可 → コスト削減余地限定的
Cost-Plus契約: - Boeingにコスト管理インセンティブ欠如 - コスト超過分を政府が負担 - Paul Martin監察官が議会証言で批判
7.4 擁護論
即座の使用可能性: - Starship開発中（2024年時点で試験飛行段階） - Falcon Heavyでは有人月ミッション不可能（ペイロード不足） - 唯一の運用中有人月ロケット
Artemis計画の不可欠性: - 月面着陸にTLI 27-42 ton必要 - 政治的コミットメント（議会・大統領） - 国際協力（ESA、JAXA、CSA）
産業基盤維持: - 米国重量級ロケット技術基盤 - Space Shuttle技術者・施設継承 - サプライチェーン維持
8 Mobile Launcher問題
8.1 ML-1（Mobile Launcher 1）
当初計画(20): - Constellation/Ares I用に建造（$234M） - SLS用に改修必要
改修コスト超過: - 改修費: $693M（+$308M超過、3年遅延） - 総コスト: 約$1B（建造費+改修費）
問題点: - 設計エラー（配線・構造干渉） - 機器動作不良 - アンビリカル（推進剤・電力供給腕）製造問題 - NASA要求仕様確定遅延 → 大規模手戻り - タワー傾斜・捻れ（アンビリカル搭載時）
8.2 ML-2（Mobile Launcher 2）
深刻なコスト超過(21): | 項目 | 金額 | |:—–|:—–| | 当初見積もり（2019年） | $383M（2023年3月納入予定） | | 現在見積もり（2024年） | $1.8B | | NASA OIG予測 | $2.7B（6倍超過） | | 納入予定 | 2027年9月 |
問題点: - Bechtel社がスコープ・複雑性を過小評価 - Bill Nelson長官「Bechtelが入札で過小見積もり」 - 鋼材製造問題 - 重量管理問題 - アンビリカル11本中6本をNASA自前製造（Bechtel下請け問題）
Artemis IVへの影響: - ML-2がクリティカルパス（EUSより遅延） - ML-2遅延 → Artemis IV遅延リスク
9 探査機ミッション
9.1 Europa Clipper: SLS→Falcon Heavy切替
当初計画(22): - 議会、SLS使用義務付け（FY2020以前予算法） - 木星衛星Europa探査機
2021年7月切替決定(23): - Falcon Heavy採用: SpaceX契約$178M - 節約額: 約$2B
切替理由: 1. SRB振動問題: - SLS固体ブースター → 大きな振動 - Europa Clipper設計変更に$1B必要 - Falcon Heavy（液体燃料のみ）→ 振動小 2. SLS入手困難: Artemis計画で全機使用予定 3. 議会承認: 2020年12月、代替ロケット使用柔軟性付与
打上げ実績: - 2024年10月14日: Falcon Heavy打上げ成功 - LC-39A（Kennedy Space Center） - SLSの商業市場不参入を象徴
10 Block 2とBOLE
10.1 Block 2仕様（2030s）
目標性能(5): - LEO: 130 ton以上 - 打上げ推力: 41 MN（9.2 million lbf） - 初飛行: Artemis IX（2030s）
10.2 BOLE（Booster Obsolescence and Life Extension）
背景(24): - Space Shuttle鋼鉄ケーシング在庫枯渇（Artemis VIII以降） - 新ブースター開発必要
BOLE仕様: - 製造: Northrop Grumman - ケーシング: 複合材（カーボンファイバー） - 鋼鉄 → 複合材で大幅軽量化 - 同重量で燃焼室圧力上昇 → 推力増加 - ベース: OmegAロケット用ブースター技術 - 初飛行: Artemis IX（2030s前半）
試験状況: - 2025年6月: 初試験実施 - ノズル異常発生 - 開発継続中
技術的利点: - 複合材 → 鋼鉄より軽量 - 推力増加可能 - 製造プロセス近代化
11 運用射場
11.1 Kennedy LC-39B
| 項目 | 詳細 |
|---|---|
| 所在地 | Kennedy Space Center、フロリダ州 |
| 射点 | LC-39B（SLS専用改修） |
| 打上げ頻度 | 年間1-2回（Artemis計画ペース） |
施設: - Mobile Launcher: ML-1（現在運用中）、ML-2（2027年納入予定） - 高さ: 約120m（SLS+ML-1） - アンビリカル: 推進剤・電力・通信・環境制御供給アーム
詳細: Kennedy LC-39 記事参照
12 将来展望
12.1 Artemis計画スケジュール
| ミッション | 予定 | 内容 |
|---|---|---|
| Artemis II | 2026年2月 | 有人月周回 |
| Artemis III | 2027年 | 有人月面着陸（50年ぶり） |
| Artemis IV | 2028年9月 | Block 1B初飛行、Gateway I-Hab |
| Artemis V-VIII | 2029-2033年 | Gateway建設継続 |
| Artemis IX- | 2030s後半- | Block 2、BOLE使用 |
12.2 コスト削減努力
NASA目標: $2B/回以下への削減
課題: - 消耗型設計 → 根本的限界 - RS-25エンジン新造コスト高 - 製造プロセス効率化余地限定的 - Boeing契約形態（Cost-Plus）
現実: 大幅削減は困難、$3-4B/回が現実的上限
12.3 政治的リスク
トランプ政権FY2026予算案（提案、未確定）: - Artemis III後、SLS/Orion終了提案 - 民間ロケット（Starship等）への移行 - 議会承認必要（実現性不明）
議会支持: - SLS支持議員多数（雇用維持） - 簡単な中止は困難 - Artemis計画の政治的シンボル性
12.4 技術的展望
Block 1B移行（2028年）: - EUSによるペイロード能力向上 - Gatewayモジュール同時打上げ可能 - ミッション柔軟性向上
Block 2移行（2030s）: - BOLE複合材ブースター - 130 ton LEO達成 - 火星ミッション対応可能性