国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）に係留していた物資補給機「こうのとり」９号機が１９日未明、ＩＳＳを離脱した。２０日午後に大気圏に突入し、大半が燃え尽きる。こうのとりは今回が最後で、約１１年に及ぶ運用に幕を下ろす。
９号機は１８日未明、不用品を積み込んでハッチを閉じた。ロボットアームでＩＳＳの下方に運ばれた後、廃棄するため放出された。大気圏突入後、安全が確認された時点で運用を終了する。
こうのとりは、宇宙飛行士が滞在するＩＳＳに水や食料、実験機器、修理部品などを運ぶ無人宇宙船。平成２１年にＨ２Ｂロケットで打ち上げられた初号機以来、計９回の補給任務を全て成功させた。
物資補給は米国やロシアの無人宇宙船も担ってきたが、打ち上げやＩＳＳへのドッキングの際に失敗を経験した。こうのとりは輸送能力が最大で無事故を誇り、日本の技術力の高さを示した形だ。
宇宙航空研究開発機構(JAXA)は10月31日、現在開発中の「新型宇宙ステーション補給機」(HTV-X)に関する記者説明会を開催し、概要や開発状況について報告した。HTV-Xは、いま運用中の宇宙ステーション補給機「こうのとり」(HTV)の後継機。2021年度に、H3ロケットによる打ち上げを予定している。
HTVは、国際宇宙ステーション(ISS)への物資輸送を目的に開発。2009年に初号機を打ち上げて以降、これまでに8機が運用されているが、その全てのミッションで成功しており、信頼性は非常に高い。HTVは次の9号機が最後になることが決まっており、HTV-Xはそれ以降のISSへの補給ミッションを担う役割がある。
HTV-Xの大きな3つの特徴とは？
両機の打ち上げ時重量はほぼ同じだが(HTVが16.5トン、HTV-Xが16.0トン)、構成は大きく異なる。まず外観で目立つ変更は、太陽電池パドルの追加だ。ボディに貼り付けていたHTVに比べると、発電量が増加。どの季節でも効率的に太陽光を得られるよう、両翼のパドルは水平から30°下向きに固定されている。
モジュール構造の採用は従来通りだが、この構成も大きく変わる。HTVは上から「与圧部」「非与圧部」「電気モジュール」「推進モジュール」という順番だったのに対し、HTV-Xは「曝露カーゴ搭載部」「サービスモジュール」「与圧モジュール」となる。
HTVの非与圧部は、上に乗る与圧部の荷重を支えつつ、大きな開口部がある難しい設計を実現していたが、HTV-Xでは廃止。その代わり、HTV-Xでは一番上に曝露カーゴ搭載部を設ける。与圧部を支える必要が無いため、外壁を不要としており、フェアリングに収まる限り、より大きな装置の搭載も可能になった。
電気/推進モジュールは、サービスモジュールに統合される。HTVのスラスタは機体全体に取り付けられていたが、HTV-Xではサービスモジュールに集約。衛星バスとしての機能を全て持っており、モジュール単体での使用も可能になるという。なお、HTVにあった500Nのメインエンジン×4基は廃止され、120Nの姿勢制御スラスタ×24基のみとなる。
HTV-Xの3つの大きな特徴
JAXAの伊藤徳政プロジェクトマネージャはまず、HTV-Xの3つの大きな特徴を紹介した。
1つめは、輸送能力の強化だ。HTVの搭載量は4トン(正味重量)だったが、HTV-Xは5.82トンと、約1.5倍に増強される。HTV初号機の開発費が約680億円だったのに対し、HTV-X初号機は約350億円と、低コスト化も図られており、ロケット側の低コスト化(H-IIB→H3)と合わせ、輸送コストは大幅に低減される見通しだ。
また、利用者へのサービス面での改良も進められた。従来のレイトアクセスは打ち上げの3日前までだったが、HTV-Xではこれが24時間前まで短縮され、より直前まで荷物を積み込むことが可能になった。そのほか、輸送中に与圧カーゴへ電源供給することも新たに可能になっている。
3つめは、将来ミッションに対応することを想定し、発展性を持たせていることだ。現在、ポストISSの国際宇宙探査プロジェクトとして、米国を中心に月周回有人拠点(Gateway)の建設が検討されている。日本も参画する方針で進んでおり、これにHTV-Xの活用を見込む。
こうのとり後継機「HTV-X」は何が変わる？ 将来的には月への輸送も検討
2号機では自動ドッキングの実証も
Gatewayへの補給ミッションに活用する場合の検討例としては、以下の軌道が示された。
HTV-Xを投入するのは、近地点高度300km、遠地点高度16万km程度の長楕円軌道。ただ、この軌道にHTV-Xを投入するにはロケットの能力が足らないため、打ち上げは2回に分けて行われる。まずサービスモジュールを打ち上げて軌道上で待機させ、続けて打ち上げた与圧モジュールとドッキングを行う。
その後、WSB(Weak Stability Boundary)と呼ばれる領域を通り、月へ向かう。WSBを経由する方法だと、直接向かうより時間は余計にかかるものの、推進剤の消費を抑えられるメリットがある。なおHTV-Xでメインエンジンが廃止されることは前述の通りだが、Gatewayのミッションではサービスモジュールに搭載する必要があるそうだ。
ここで、キーになる技術が自動ドッキングである。現行のHTVは、ISSの直下10mまで接近してから、ISS側のロボットアームで捕獲される方式を採用している。HTV-Xでも、ISSへの補給ミッションではこの方式を踏襲する計画だが、Gatewayでは自動ドッキングを行う必要がある。
そこで、HTV-Xの2号機では、自動ドッキングの事前実証を行う計画。2号機では、曝露カーゴ搭載部にドッキング機構を搭載、補給ミッション完了後にISSから分離し、向きを変えて、ISSにドッキングを試みる。ドッキングに必要となる航法センサーやドッキング機構は、自主開発する予定だという。
국제 우주 스테이션(ISS)에 계류하고 있던 물자 보급기 「황새」9호기가 19일 미명, ISS를 이탈했다.20일 오후에 대기권에 돌입해, 대부분이 모두 불탄다.황새는 이번이 최후로, 약 11년에 이르는 운용에 막을 내린다.
9호기는 18일 미명, 불용품을 싣고 해치를 닫았다.로봇 암으로 ISS의 하부에 옮겨진 후, 폐기하기 위해(때문에) 방출되었다.대기권 돌입 후, 안전이 확인된 시점에서 운용을 종료한다.
황새는, 우주비행사가 체재하는 ISS에 물이나 식료, 실험 기기, 수리 부품등을 옮기는 무인 우주선.헤세이 21년에 H2B 로켓으로 발사 된 창간호기 이래, 합계 9회의 보급 임무를 모두 성공시켰다.
물자 보급은 미국이나 러시아의 무인 우주선도 담당해 왔지만, 발사나 ISS에의 도킹 시에 실패를 경험했다.
우주 항공 연구 개발 기구(JAXA)는 10월 31일, 현재 개발중의 「신형 우주 스테이션 보급기」(HTV-X)에 관한 기자 설명회를 개최해, 개요나 개발 상황에 대해 보고했다.HTV-X는, 지금 운용중의 우주 스테이션 보급기「황새」(HTV)의 후계기.2021년도에, H3로켓에 의한 발사를 예정하고 있다.
HTV는, 국제 우주 스테이션(ISS)에의 물자 수송을 목적으로 개발.2009년에 창간호기를 쏘아 올린 이후, 지금까지 8기가 운용되고 있지만, 그 모든 미션으로 성공하고 있어 신뢰성은 매우 높다.HTV는 다음의 9호기가 마지막에 되는 것이 정해져 있어 HTV-X는 그 이후의 ISS에의 보급 미션을 담당하는 역할이 있다.
HTV-X가 큰 3개의 특징이란?
양 비행기의 발사시 중량은 거의 같지만(HTV가 16.5톤, HTV-X가 16.0톤), 구성은 크게 다르다.우선 외관으로 눈에 띄는 변경은, 태양전지 패들의 추가다.보디에 붙이고 있던 HTV에 비하면, 발전량이 증가.어느 계절이라도 효율적으로 태양광을 얻을 수 있도록, 양익의 패들은 수평으로부터30°하향에 고정되고 있다.
모듈 구조의 채용은 종래대로이지만, 이 구성도 크게 바뀐다.HTV는 위로부터 「여압부」 「비여압부」 「전기 모듈」 「추진 모듈」이라고 하는 차례였는데 대해, HTV-X는 「폭로 카고 탑재부」 「서비스 모듈」 「여압 모듈」이 된다.
HTV의 비여압부는, 위를 타는 여압부의 하중을 지지하면서, 큰 개구부가 있다 어려운 설계를 실현하고 있었지만, HTV-X에서는 폐지.그 대신해, HTV-X에서는 맨 위에 폭로 카고 탑재부를 마련한다.여압부를 지탱할 필요가 없기 때문에, 외벽을 불요로 하고 있어, 페어링에 들어가는 한, 보다 큰 장치의 탑재도 가능하게 되었다.
전기/추진 모듈은, 서비스 모듈에 통합된다.HTV의 스라스타는 기체 전체에 장착되고 있었지만, HTV-X에서는 서비스 모듈에 집약.위성 버스로서의 기능을 모두 가지고 있어 모듈 단체로의 사용도 가능하게 된다고 한다.덧붙여 HTV에 있던 500 N의 메인 엔진ࡪ기는 폐지되어 120 N의 자세 제어 스라스타吔기만된다.
HTV-X의 3개가 큰 특징
JAXA의 이토 덕정 프로젝트 매니저는 우선, HTV-X의 3개의 큰 특징을 소개했다.
1개째는,수송 능력의 강화다.HTV의 탑재량은4톤(정미 중량)이었지만, HTV-X는
또, 이용자에게의 서비스면에서의 개량도 진행되었다.종래의 레이트아크세스는 발사의 3일전까지였지만, HTV-X에서는 이것이 24시간전까지 단축되어보다 직전까지 짐을 싣는 것이 가능하게 되었다.그 외 ,수송중에 여압 카고에 전원 공급하는 일도 새롭게 가능하게되어 있다.
3개째는, 장래 미션에 대응하는 것을 상정해, 발전성을 갖게하고 있는 것이다.현재, 포스트ISS의 국제 우주 탐사 프로젝트로서 미국을 중심으로 달주회 유인 거점(Gateway)의 건설이 검토되고 있다.일본도 참가할 방침으로 진행되고 있어 이것에 HTV-X의 활용을 전망한다.
황새 후계기 「HTV-X」는 무엇이 바뀌어? 장래적으로는 달에의 수송도 검토
2호기에서는 자동 도킹의 실증도
Gateway에의 보급 미션에 활용하는 경우의 검토예로서는, 이하의 궤도가 나타났다.
HTV-X를 투입하는 것은, 근지점 고도 300 km, 원지점 고도 16만 km정도의 장 타원 궤도.단지, 이 궤도에 HTV-X를 투입하려면 로켓의 능력이 부족하기 때문에, 발사는 2회로 나누어 행해진다.우선 서비스 모듈을 쏘아 올려 궤도상에서 대기시켜, 계속해 쏘아 올린 여압 모듈과 도킹을 실시한다.
그 후, WSB(Weak Stability Boundary)로 불리는 영역을 대로, 달로 향한다.WSB를 경유하는 방법이라고, 직접 향하는 것보다 시간은 불필요하게 걸리지만, 추진제의 소비를 억제되는 메리트가 있다.또한 HTV-X로 메인 엔진이 폐지되는 것은 상술한 대로이지만, Gateway의 미션에서는 서비스 모듈에 탑재할 필요가 있다 그렇다.
여기서, 키가 되는 기술이 자동 도킹이다.현행의 HTV는, ISS의 직하 10 m까지 접근하고 나서, ISS측의 로봇 암으로 포획 되는 방식을 채용하고 있다.HTV-X에서도, ISS에의 보급 미션에서는 이 방식을 답습할 계획이지만, Gateway에서는 자동 도킹을 실시할 필요가 있다.