NASA SLS Artemis(アルテミス)II の詳細

原文 : April 08, 2025 : NASA´s First Flight With Crew Important Step on Long-term Return to the Moon, Missions to Mars
 

Imahe caption :
NASA の ミッション・スペシャリストの Christina Koch(クリスティーナ・コック)、Victor Glover(ビクター・グローバー)操縦士、Reid Wiseman(リード・ワイズマン)司令官、および CSA(カナダ宇宙庁)のミッションスペシャリスト、Jeremy Hansen(ジェレミー・ハンセン)
Image Credit : NASA/Josh Valcarcel
 

Artemis(アルテミス)II 月周回試験飛行は、アルテミス計画における NASA 初の有人ミッションとなる。NASA の Orion(オリオン)宇宙船に初めて搭乗する宇宙飛行士たちは、深宇宙の実際の環境下で乗員を乗せた状態において、宇宙船の全システムが設計通りに動作することを確認する。アルテミス計画を通じて、NASA は科学的な発見と経済的利益のため、そして人類初の有人火星ミッションの基盤を築くために、宇宙飛行士を月探査に送り出す。これはすべての人々の利益となる。

ユニークなアルテミス II ミッション計画は、無人飛行試験であるアルテミス I の成果を基盤とし、深宇宙ミッションに必要な SLS(スペース・ローンチ・システム)とオリオン宇宙船の幅広い能力を実証する。本ミッションは、オリオンの重要な生命維持システムが今後の長期ミッションで宇宙飛行士を支える準備が整っていることを証明し、アルテミス III 以降の成功に不可欠な運用手順を搭乗員が実践する機会を提供する。
 

Leaving Earth(地球離脱)

このミッションでは、NASA KSC(ケネディ宇宙センター、フロリダ州)から四名の宇宙飛行士を乗せた SLS ロケットのブロック 1 構成機が打ち上げられる。オリオン宇宙船は複数の軌道変更を行い、地球周回軌道を上昇させ、最終的に月周回軌道に投入する。この軌道では、月を周回した後、地球の重力が自然にオリオンを帰還させる。アルテミス II の搭乗員は、NASA の Reid Wiseman(リード・ワイズマン)司令官、Victor Glover(ビクター・グローバー)操縦士、ミッション・スペシャリストの Christina Koch(クリスティーナ・コック)、および CSA(カナダ宇宙庁)のミッションスペシャリスト、Jeremy Hansen(ジェレミー・ハンセン)である。

初期打ち上げはアルテミス I と同様に、SLS がオリオンを宇宙へ打ち上げた後、ブースター、サービス・モジュールパネル、打ち上げ中止システムを分離する。その後、コア・ステージ・エンジンが停止し、コア・ステージが上段および宇宙船から分離する。乗員を乗せた本ミッションでは、オリオンと中間極低温推進段(ICPS)と呼ばれる上段が地球を 2 周し、地球に近いうちにオリオンのシステムが想定通りに動作することを確認する。
宇宙船はまず楕円軌道(高度約 115 マイル x 1,400 マイル)に到達する。この軌道は 90 分強持続し、軌道維持のための ICPS 初点火が行われる。初周回後、ICPS はオリオンを高高度地球軌道へ投入する。この操作により、月へ向けた最終推進に必要な速度を宇宙船が蓄積できる。二つ目のより大きな軌道では、約 23.5 時間かけて地球上空約 115 マイルから 46,000 マイルの楕円軌道で飛行する。比較としては、国際宇宙ステーションは地球上空約 250 マイルのほぼ円形の軌道で飛行している。

高高度地球軌道投入のための燃焼後、オリオンは上段ロケットから分離する。この用途が済んだ上段は地球大気圏で廃棄される前に最後の役割を果たす。宇宙船の搭乗員が近接操作実証の標的として使用するのだ。実証中、ヒューストンの NASA ジョンソン宇宙センターにあるミッション管制官は、宇宙飛行士が宇宙船を手動モードに移行させ、オリオンの飛行経路と姿勢を操縦する様子を監視する。搭乗員は、ICPS(近接操作推進システム)に接近・離脱しながら、オリオンの搭載カメラと窓からの視界を活用して ICPS との位置合わせを行い、オリオンの操縦特性および関連ハードウェア・ソフトウェアを評価する。この実証試験により得られる性能データと運用経験は、地上では容易に得られないものであり、重要なランデブー、近接操作、ドッキング、ならびにアルテミス III ミッション以降に月軌道で開始される離脱操作に向けた準備に役立つ。
 

Checking Critical Systems(重要システムのチェック)

近接運用実証の後、搭乗員はオリオン宇宙船の制御権をジョンソン宇宙センターのミッション管制官に返還し、軌道上の残りの時間を宇宙環境における宇宙船システムの性能検証に充てる。打ち上げ時に着用するオリオン乗員生存システムのスーツを脱ぎ、地球大気圏再突入と海洋回収に備えて再びスーツを着用するまで、月周回ミッションの残りの期間は普段着で過ごす。

地球に接近した状態において、搭乗員は呼吸可能な空気を生成し、宇宙飛行士の呼吸・会話・運動時に発生する二酸化炭素や水蒸気を除去する生命維持システムの性能を評価する。地球周回軌道が長いことを利用し、搭乗員の代謝率が最高となる運動期間と最低となる睡眠期間の両方でシステムを試験する機会を得る。生命維持システムの「スーツ・モード」と「キャビン・モード」間の切り替え、ならびに運動時・睡眠時におけるシステムの性能評価により、生命維持システムの全機能範囲を確認し、月周回飛行ミッションへの準備態勢を確保する。

オリオンは通信・航法システムも点検し、月への旅に備えた準備が整っていることを確認する。地球の楕円軌道上にある間、宇宙船は一時的に GPS 衛星および NASA 宇宙ネットワークの追跡・データ中継衛星の通信圏外に飛び出し、宇宙局の深宇宙通信ネットワーク(DSN)の通信・航法能力を早期に点検する。オリオンが月へ向かい周回する際、ミッション管制は DSN に依存して宇宙飛行士との通信、地球への画像送信、宇宙船への指令を行う。

チェックアウト手順を完了後、オリオンは次の推進操作である月周回軌道投入(TLI)燃焼を実行する。ICPS がオリオンを高高度地球軌道に投入する大部分の作業を完了した後、サービス・モジュールが月へ向かう軌道に乗せるための最後の推進力を提供する。TLI バーンにより、乗組員は約四日間の往路飛行を開始し、月の裏側を周回。最終的に地球から 23 万マイル(約 37 万 km)以上に及ぶ「8 の字」軌道を形成した後、オリオンは帰還する。
 

To the Moon and “Free” Ride Home(月周回、そして「無消費」の帰還)

残りの航行中、宇宙飛行士は宇宙船システムの評価を継続する。具体的には地球離脱・帰還操作の実証、緊急手順の訓練、放射線遮蔽装置の試験などが含まれる。

アルテミス II の宇宙飛行士は月の裏側からさらに約 4,700 マイル(約 7,560 km)離れた地点まで到達する。この位置からオリオンの窓越しに地球と月を視認可能で、月は前景に近く、地球は背景に約 25 万マイル(約 40 万 km)離れた位置に映る。

往復約四日間の帰還行程を含め、ミッション全体は約十日間続く見込みだ。帰還時に推進力を必要としないこの燃料効率の高い軌道は、地球と月の重力場を利用している。これにより、月の裏側を周回した後、オリオンは地球の重力に自然に引き寄せられ、ミッションのフリー・リターン(無推進帰還)段階を遂行する。
 

Two Missions, Two Different Trajectories(二つのミッション、二つの異なる軌道)

アルテミス II に続き、オリオン宇宙船とその搭乗員は再び月へ向かう。今度はアルテミス III において、次の宇宙飛行士が月面歩行という歴史的偉業を達成する。

アルテミス計画を通じて、NASA はこれまで以上に月を探査し、深宇宙における持続的な存在を確立する。
 



Akira IMOTO

Editorial Chief, Executive Director and Board of Director for The Planetary Society of Japan

Japanese Translation : A. IMOTO TPSJ Editorial Office