スペースX、スターライナー宇宙飛行士を地球に帰還させるミッションを開始

NASAの宇宙飛行士ニック・ハーグとロシアの宇宙飛行士アレクサンドル・ゴルブノフは土曜日、スペースXのドラゴン宇宙船に乗ってフロリダのスペースコーストから飛び立ち、国際宇宙ステーションでの5か月の遠征に向かう。

2人の乗組員は東部夏時間午後1時17分（協定世界時17時17分）にスペースXのファルコン9ロケットの頂上から打ち上げられ、荒天の休憩を利用して宇宙への上昇を開始した。 9基の灯油燃料マーリンエンジンがケープカナベラル宇宙軍基地から北東の軌道で飛行の第1ステージに動力を供給し、その後ブースターが切り離されてケープカナベラルへの着陸に戻り、ファルコン9の上段がスペースXのクルードラゴンを加速させた。 自由 宇宙船が軌道に投入される。

ヘイグさんは宇宙到着後、「楽しい旅だった」と語った。一見完璧な打ち上げに見えたハーグとゴルブノフは、日曜日の午後5時30分（東部夏時間）（協定世界時2130時）頃に宇宙ステーションに到着する予定だ。

空席

これは、2020年以来SpaceXの15回目の乗組員ミッションであり、NASAにとってSpaceXの10回目の宇宙飛行士の打ち上げであるが、土曜日の打ち上げはいくつかの点で異例であった。

「私たちのミッションにはそれぞれ特有の課題があり、今回のミッションは多くの人にとって記憶に残るものになると思います」とNASAの宇宙運用担当副管理官ケン・バウアーソックス氏は語った。

まず、スペースXのクルードラゴン宇宙船では、通常は4人の宇宙飛行士が参加するのではなく、2人だけが軌道に乗りました。 Crew-9として知られるこのミッションには当初、ハーグ、ゴルブノフ、司令官ゼナ・カードマン、NASA宇宙飛行士ステファニー・ウィルソンが参加していた。

しかし、ボーイング社のスターライナー宇宙船の試験飛行のトラブルにより、NASAの計画に大きな支障が生じた。スターライナーのミッションは、NASAの宇宙飛行士ブッチ・ウィルモア氏とスニ・ウィリアムズ氏とともに6月に打ち上げられた。ボーイングの宇宙船は宇宙ステーションに到着したが、スラスターの故障とヘリウム漏れがミッションを悩ませ、NASA当局者は先月、乗組員がスターライナーで地球に帰還するのは危険すぎると判断した。

NASAは2014年にスペースXとボーイングを数十億ドル規模の商用乗組員契約に選定し、両社は宇宙飛行士を国際宇宙ステーションに往復させる有人宇宙船の開発を担当した。スペースXは2020年に初めて宇宙飛行士を飛行させ、ボーイングも6月に打ち上げた試験飛行で同じマイルストーンを達成した。

最終的に、スターライナー宇宙船は9月6日にニューメキシコへの着陸に成功し、無事に地球に帰還した。しかし、ウィルモアとウィリアムズは、7人の宇宙飛行士と宇宙飛行士からなる研究室の長期クルーとともに宇宙ステーションに取り残された。宇宙ステーションの乗組員は、現在前哨基地にドッキングしているスペースXドラゴン宇宙船内に発泡材を使った2つの仮設座席を設置し、スターライナーの宇宙飛行士は緊急時に施設から避難する必要がある場合に乗って帰宅することになる。

これは、ドラゴン宇宙船が通常の4人ではなく6人で地球に帰還できるようにするための一時的な措置です。 NASA当局者は、Crew-9がすでにミッションを終了する予定だった2月にウィルモアさんとウィリアムズさんが乗って帰国できるよう通常の座席を空けるため、次回のSpaceX乗組員ミッションから宇宙飛行士2人を外すことを決定した。

スターライナー宇宙船を乗組員なしで地球に帰還させるという決定は、宇宙ステーションの運用にいくつかの二次的な影響を及ぼしました。ヒューストンにある NASA のジョンソン宇宙センターの管理者たちは、誰をクルー 9 ミッションから外し、誰を乗組員に残すかを決定する必要がありました。

ニック・ヘイグとアレクサンドル・ゴルブノフは結局クルー9便の座席を維持した。ヘイグはもともとCrew-9のパイロットとして訓練を受けており、NASAは彼がゼナ・カードマンの後任として指揮官となることを決定した。 49歳の宇宙軍大佐であるハーグ氏は、国際宇宙ステーションで長期ミッションを1回経験した退役軍人で、2018年にはロシアのソユーズロケットの失敗によるまれな飛行中の打ち上げ中止も経験している。

NASAは1月にCrew-9ミッションの当初の宇宙飛行士の割り当てを発表した。 36歳の地質生物学者であるカードマン氏は、テストパイロットの経験のない新人宇宙飛行士としては初めてNASAの宇宙飛行を指揮するはずだった。スペースシャトルに3回飛行したステファニー・ウィルソンさん（58歳）は、クルー9ミッションから外されたもう一人の宇宙飛行士だった。

NASAの宇宙飛行運用総局を監督するバウワーソックス氏は、Crew-9に誰を搭乗させるかの決定は「本当に危機一髪だった」と語った。 「彼らはゼナの飛行について非常に真剣に考えていましたが、この状況では、少なくとも1回の飛行経験がある人がいることは理にかなっていました。」

ゴルブノフ氏は初めての宇宙飛行を行うロシアの航空宇宙技術者、34歳で、クルードラゴン宇宙船の操縦席に移ったが、正式にはミッションスペシャリストに指定されたままである。同氏が乗組員に残ることは、米国の乗組員ミッションに参加するロシアの宇宙飛行士と、宇宙ステーションへ向かうロシアのソユーズ便に乗る米国の宇宙飛行士に座席を提供するNASAとロシアの宇宙機関との間の国際協定により、あらかじめ定められていた。

バウアーソックス氏は、NASAがカードマン氏とウィルソン氏を今後の飛行に再割り当てすると発表した。

運用の柔軟性

これは、SpaceX の最も利用者の多い発射台であるケープカナベラルの Space Launch Complex-40 (SLC-40) からの宇宙飛行士の最初の打ち上げでもありました。スペースXは、高さ200フィートを超えるタワーや、宇宙飛行士がファルコン9ロケットの上部にある宇宙船に搭乗できるようにする乗組員アクセスアームなど、クルードラゴン宇宙船での有人宇宙飛行ミッションの打ち上げをサポートするために必要な機器を発射台に装備した。 。

SLC-40は以前は「クリーンパッド」アーキテクチャに基づいており、ファルコン9ロケットがパッド上で垂直にある間にサービスやアクセスを行うための構造物はありませんでした。スペースXはまた、緊急時に宇宙飛行士や地上職員に発射台からの緊急避難経路を提供するためにスライドシュートも設置した。

スペースXは昨年クルータワーを建設し、3月の宇宙ステーションへのドラゴン貨物輸送ミッションの打ち上げに備えていた。土曜日の打ち上げは、これまですべてSLC-40の北数マイルにあるNASAのケネディ宇宙センターにあるローンチ・コンプレックス-39A（LC-39A）から出発していたスペースXの宇宙飛行士ミッションをサポートするパッドの能力を実証した。

SLC-40 で有人宇宙飛行の打ち上げ機能をオンライン化することで、SpaceX と NASA はスケジュールにさらなる柔軟性をもたらします。たとえば、LC-39A は、SpaceX の Falcon Heavy ロケットの飛行をサポートするように構成された唯一の発射台のままです。スペースXは現在、NASAのヨーロッパクリッパーミッションで10月10日にファルコンヘビーを打ち上げるため、LC-39Aの準備を進めている。このミッションは今年地球を出発し、2030年に目的地の木星に到着するまでの期間はわずか数週間しかない。

SLC-40 が宇宙飛行士の打ち上げに認定されたことで、SpaceX と NASA のチームは、スケジュールの競合を心配することなく、Crew-9 とヨーロッパ クリッパーのミッションをサポートできるようになりました。フロリダ宇宙港には現在、乗組員飛行用に認定された発射台が3つあり、そのうち2つはスペースXのドラゴン用、もう1つはボーイングのスターライナー用で、NASAは来年後半に月へのアルテミスIIミッションで人間が評価する4つ目の発射台を追加する予定だ。

NASAの副管理官パム・メルロイ氏は、「これは非常に興味深いことだ。これはNASAの宇宙計画における我々の位置を反映しているだけでなく、米国が開発してきた能力も反映していると思う。」と語った。

今週初め、ハーグ氏とゴルブノフ氏は打ち上げ日のドレスリハーサルに参加し、SLC-40に慣れる機会を得た。発射台は LC-39A と同じ機能を備えていますが、レイアウトが若干異なります。スペースXはまた、火曜日の夜にファルコン9ロケットの発射試験を行った後、ハリケーン・ヘレンの外側のバンドが中央フロリダを通過する際に、ロケットを水平に下げて格納庫に戻して保管した。

格納庫内でスペースXの技術者らは、試験発射中にドラゴン宇宙船の外側にファルコン9のエンジンからのすす状の排気ガスが蓄積しているのを発見した。地上チームは、宇宙船の太陽電池アレイと熱シールドから煤を拭き取り、金曜日に機体を発射台に戻す前に、ドラゴンのトランクセクションの端の周りにあるカプセルのラジエーターの部分を再塗装した。

「ラジエーターが適切な方法で熱を宇宙に放射することが重要なので、パネルに当たる太陽放射の正しい放射率、正しい反射率、吸収率に戻すために、新しい塗料を塗る必要がありました。熱を適切に遮断します」とSpaceXの製造および飛行信頼性担当バイスプレジデントであるビル・ガーステンマイヤー氏は述べた。

ゲルステンマイヤー氏はまた、地球への最終降下時にすべてのパラシュートが展開できなかった場合でも、クルードラゴン宇宙船が安全に着水するための新しいバックアップ能力についても概説した。これには、カプセルに搭載された 8 つの強力な SuperDraco スラスターを使用することが含まれます。通常は、打ち上げが中止される可能性が低い場合にのみ使用され、数秒間発射し、安全な着水のためにドラゴンの速度を低下させます。

「仕組みとしては、すべてのパラシュートが完全に故障した場合、基本的に最後にスラスターが点火することになる。これにより乗組員は基本的に安全に着陸し、車両から脱出するチャンスが得られる」とガーステンマイヤー氏は語った。したがって、部分的な条件では使用されません。シュート1つで着陸できます。シュート システムに他の障害が発生しても、着陸は可能です。しかし、これは4つのパラシュートがすべて作動しない場合に限られる。」

SpaceX が 10 年以上前に初めてクルードラゴン宇宙船を設計したとき、同社は SuperDraco スラスターを使用して、カプセルがヘリコプターのような推進力のある着陸を実行できるようにしたいと考えていました。最終的に、SpaceX と NASA は、より従来型のパラシュート支援着水方式に変更することで合意しました。

スーパードラコたちは、致命的な打ち上げ失敗の際にファルコン9ロケットからカプセルを押し出すためにクルードラゴン宇宙船に残った。 8 基の高推力エンジンは、互いに接触すると燃焼するヒドラジンと四酸化窒素推進剤を燃焼させます。

ガーステンマイヤー氏によると、バックアップオプションはこれまでの商用クルードラゴンミッションの一部では有効化されていたが、NASAの飛行では有効化されていなかったという。この能力は「乗組員に耐えられる着陸を提供する」と彼は付け加えた。 「つまり、これは本当に深刻な緊急事態です。私たちの哲学は、たとえ完全に認定されていないとしても、使用しないシステムを持つよりも、乗組員に本当に本当に悪い状況から逃れるチャンスを与えるということだと思います」 」

NASAの商用乗組員プログラムマネージャーのスティーブ・スティッチ氏は、3月から宇宙ステーションに滞在しているCrew-8ミッションの帰還に向けて、緊急推進着陸機能が有効になると述べた。クルー9のハーグとゴルブノフの到着、そしてウィルモアとウィリアムズのミッションの延長により、クルー8のミッションは10月初旬に宇宙ステーションを出発し、着水する予定である。

この記事は、打ち上げが成功したことを確認した後に更新されました。