2003.01.28.
     もうすぐ宇宙に飛びます(後篇)         野口 幹夫

NASDAのパンフレットを使って聡一のフライトSTS114のミッション概要を紹介します。
1,国際宇宙ステーション建設とSTS−114 http://jem.tksc.nasda.go.jp/iss/ulf1/index.html
国際宇宙ステーションは、人類の宇宙への期待を担って、世界15ヶ国が参加して組立中です。1998年から組立が始まり、現在は約3分の1が組み立てられました。2006年の完成を目指しています。
 

STS−114ミッションは、国際宇宙ステーション(ISS)の組立てと補給のためのフライトです。実験装置、生活物資などの補給や、故障している部品の交換など、今後も数十回予定されているフライトにおいて非常に重要なものです。また、このフライトでISSの長期滞在クルーが交代します。
日本は独自の実廉棟「きぽう」の開発・運用などでISS計画に参加しており、このSTS−114ミッションでは日本人宇宙飛行士がISS組立ての重要な任務を行うという人的貢献を果たします。

 

2,ミッションの具体的な内容
● 多目的補給モジュール(MPLM)による物資補給
 STS・114フライトでは、スペースシャトルの貨物室に多目的補給モジュールが搭載されます。
 MPIJMはイタリア宇宙機関(ASI)が開発した与圧補給品をISSへ運ぶモジュールで、3機が開発されており、それぞれ、「レオナルド」、「ラファエロ」、「ドナテロ」という愛称が付けられています。STS・114で搭載されるのは、2号機の「ラファエロ」です。
 MPLMはシャトルのペイロードベイに乗せて打ち上げられ、シャトルに結合して、物品の搬入搬出を行います。作業終了後は、再びシャトルの貨物室に積み込み地球へ持ち帰ります。
 MPLM内には、最大16台のラックを搭載でき、このうち、最大5台のラックには電力を供給することができるので、冷凍冷蔵庫ラックなども電力を供給しながら打ち上げることができます。また、ラックで囲まれた中央の空間にも補給品などを積むコンテナを最大4個搭載することができます。

 

● 船外保管プラットフォーム2の取付け
 船外保管プラットフォーム2(ESP・2:ExbrnalStowagePlatrm2)は、ISSの故障に備え、主要な船外機器の予備品(ORU)を保管するプラットフォームで、ISSのエアロック「クエスト」の飛行方向側に固定されます。 
       CMG(Control Moment Gyroscope)の交換
CMGはフラホイールと呼ばれる円盤の回転により得られる力を利用してISSの姿勢制御を行うジャイロスコープです。宇宙ステーションには4基あり、そのうち1基が故障,現在は正常な2基で運転しています。故障した1基の交換を行い、故障したCMGを持ち帰ります。
 ● 材料暴露実験装置(MISSE:Material ISS Experiment)の交換回収
 MISSEは約1年半から2年程度の間、様々な試験用の部品・材料をISS外部の曝露空間にさらすことにより宇宙環境の物質に与える影響調査、将来の宇宙機に使用する物資の研究を行う目的で実施されているプロジェクトです。スーツケースのような箱に約300以上もの部品・材料の見本を詰め込んで中身を宇宙空間にさらします。MISSE 1 & 2という2つのPECはSTS-105にて軌道上に運ばれ、ISS Joint Airlock外部にEVAにて取り付けられました。
 PEC内の部品・材料-
部品 スイッチ、センサー、太陽電池、半導体、光ファイバー、モーター等-
材料 ポリマー、セラミック、コーティング類、絶縁体、ラベル、シールド、マーカー等
今回のミッションではMISSE 3, 4という2つのPECを軌道上に運び、現在取り付けられているPEC 1, 2と交換します。MISSEはMPLMに収められ搭載される予定です。PECはNASA Langley Research Centerにて開発されていますが、4つのPECにより計1,500以上もの部品・材料の研究を行うことになります。
 STS・105/7A・1(2001年8月)、MISSEを収納した容器2個が、エアロック「クエスト」の先端と高圧ガスタンクのハンドレールに各1個づつ取り付けられました。1年以上宇宙環境に曝露させた後、今回のミッションで回収する予定です。
 MISSEは、MAラングレー研究センターのプロジェクトであり、将来の人工衛星で使う可能性がある材料を曝露試験することで開発リスクを低減させたり、費用を低減させる狙いを持っており、ジョンソン宇宙センタ、マーシャル宇宙飛行センタ、グレン研究センター、空軍研究ラボ、ボーイング社のファントムワークスがこのプロジェクトに参加しています。

 

● 船外カメラと研究用電位測定装置の取付け
ISS組立てからその後の長期に渡ってISS周辺の電界環境を計測する装置が取り付けられます。現在、同様の計測装置がISSに取り付けられていますが、信頼できるデータが取得できていません。今回の装置は信頼性が高いといわれており、またElectronの密度Plasma Impedance Probeといった計測装置も含まれています。この計測装置の先端及びProbeの一部には表面が金色に塗られている箇所があります。これらは非常にセンシティブな箇所であり、EVAクルーは触れてはいけないことになっています。また、FPMU移動中、ISS構体にぶつけてもいけないので取り扱いには注意が必要です。
 
カメラにはPan/Tilt,Zoom機能があり、ロボットアーム運用、船外活動時の支援や、トラス等のインスペクションに使用されます。

3,ミッションクルー(乗組員)http://jem.tksc.nasda.go.jp/iss/ulf1/noguchi_trrep02_02.html
 コマンダー:アイリーン・コリンズ(Eileen Marie Collins)
米空軍大佐。1956年ニューヨーク州生まれ。宇宙システム分野の修士。1979−1990年まで米空軍パイロットとして活躍、30種類の飛行機を乗りこなし、飛行時間の合計は5000時間以上。空軍勤務時代に知り合ったパット・ヤング氏と結婚、二児の母。1991年に宇宙飛行士に認定される。ミールと初ドッキングを果たしたSTS・63(1995年2月)で女性初のパイロットとして飛行。スペースシャトルがミールにドッキングする6度目のミッションとなったSTS・84(1997年5月)でパイロット、チャンドラ]線天体望遠鏡を放出したSTS・93(1999年7月)で女性初のコマンダーとして飛行。STS・114は4回目のフライト。

 

パイロット:ジェームス・ケリー(James. M.Kelly)
米空軍中佐。1964年5月14日 アイオワ州生まれ。航空宇宙工学修士、1996年4月にNASA宇宙飛行士として選抜され、2年後にパイロット宇宙飛行士として認定された。第2次ISS滞在クルーが乗船し、第1次ISS滞在クルーが帰還したSTS・102(2001年3月)でパイロットとして飛行。STS・114は2回目のフライト。

 

ミッションスペシャリスト1:野口聡一
NASDA宇宙飛行士。1965年4月15日、神奈川県横浜市生まれ。1989年3月東京大学工学部航空学科卒業。1991年3月同大学院工学系研究科航空学専攻修士課程終了。1991年4月石川島播磨重工業(株)に入社、航空宇宙事業本部技術開発事業部研究開発空カグループに所属の後、国際宇宙ステーションの組立・運用に参加するミッションスペシャリスト候補者として1996年6月、宇宙開発事業団入社。1996年8月より米国航空宇宙局(NASA)ジョンソン宇宙センターなどにて実施されるMS基礎訓練コースに参加し、1998年4月にMSの資格を取得した。1998年7月から8月9日にかけてロシアのガガーリン宇宙飛行士訓練センターにて体験調査を行い、同年8月から引き続きNASA MS訓練を実施、および国際宇宙ステーションの「きぼう」日本実験棟開発支援業務に携わっている。STS・114は初飛行。
ミッションスペシャリスト2:スティーブン・ロビンソン(Stephen K。Robinson)
 1955年10月26日 カリフォルニア州生まれ。機械工学博士。1994年12月にNASA宇宙飛行士として選抜され、1年後に宇宙飛行士として認定された。日本初の宇宙ロボットアーム(MFD)の飛行実証試験を行ったSTS・85(1997年8月)でミッションスペシャリスト、向井千秋宇宙飛行士の2度目の宇宙飛行となったSTS・95(1998年10−11月)でペイロード・コマンダーとして飛行。ISS第4次滞在クルーのバックアップクルーでもあった。STS・114は3回目のフライトになる。
他に第7次長期滞在クルー3名が乗り込み帰りに第6次クルーがこのスペースシャトルで帰還します。

4,日本人初!船外活動で国際宇宙ステーションの組立てに参加
真空、高温、低温といった過酷な宇宙環境下での国際宇宙ステーションの組立ては、主にスペースシャトルやISSのロボットアームを使って行われています。しかし、現在の技術では能力に限界があるため、ケ一ブルの接続や装置の取り付けなどの細かな作業には宇宙飛行士の船外活動(EVA)が欠かせません。ISSの組立てには合計で1260時間以上ものEVAが必要とされています。 宇宙服(EMU)内の気圧は、真空状態の船外環境を考点して1/3気圧こしています。そのため、急な減圧によって生じる減圧症を避けるために、スペースシャトルのEVAでは、12時間前から船内を0・7気圧にし、緩やかに低気圧状態に体を慣らしてきました。ISSのEVAでは、運動をしながら体内の窒素を追い出すことで、2時間20分ほどで船外にでられるようになりました。
今回のEVAでは、船外実験プラットフォームの取付けや姿勢制御装置の換、ISSへの外部テレビカメラや計測装置の取付けなどが行われる予定です。
 野口宇宙飛行士は、ロビンソン宇宙飛行士と共に、今回のフライトで合計3回の船外活動(EVA)をする予定です。日本人宇宙飛行士によるEVAは1997年にスペースシャトルでEVAを行った土井隆雄宇宙飛行士についで2人目ですが、国際宇宙ステーションを組み立てるためのEVAは野口宇宙飛行士が日本人として初めてとなります。
野口宇宙飛行士は、この任務を確実かつ手際よく行うため、フライトの1年前から、国際宇宙ステーションの実寸大模型をしずめた巨大なフールの中で宇宙空間さながらの作業を行って訓練を繰り返しました。

 参考:野口宇宙飛行士訓練レポート 第5回 船外活動について
http://jem.tksc.nasda.go.jp/iss/ulf1/noguchi_trrep02_05.html

 5,日程表 2003年1月現在 2003年3月1日発射予定
1日目  スペースシャトル「アトランティス号」の打上げ

3日目  ISSとシャトルのランデブー、ドッキング

4日目  ISSへの荷物の移送など

5日目  第1回目の船外活動(プラットフォーム取付け)。荷物の移送など

6日目  荷物の移送など

7日目  第2回目の船外活動(CMG交換)。荷物の移送など

8日目  ISS滞在クルーの引き継ぎ

9日目  第3回目の船外活動(外部テレビカメラ、計測装置の設置)。荷物の移送など

10日目 荷物の移送など

11日目 ISSとシャトルのアンドッキング(ドッキング解除)

13日目 スペースシャトルの帰還


6,聡一のメッセージ 

「翔べ!きぼうの未来圏へ」

 2003年春、私はスペースシャトル・アトランティス号で初めて宇宙へ翔び立ちます。
 私がいつも大切に思っているもの、それは「情熱とチームワーク」です。私は、情熱をもって多くの人が力を合わせれば、必ず大きな目標を達成できると信じています。国際宇宙ステーション建設という壮大なプロジェクトも、宇宙への熱い思いと世界の国々の協力によって、着実に完成への道を歩んでいます。このようなプロジェクトに参加できることを、非常に嬉しく、そして誇りに思っています。
 国際宇宙ステーションの建設をひとつのステップとして、私たちの夢と希望は、月へ、火星へ、さらにその先の未知の空間「未来圏」へと、無限大に広がってゆくことでしょう。このミッションが、人類がもっと大きな夢へと羽ばたくための架け構になるよう、精一杯がんばるつもりです。そして日本の代表として、未来をになう子供たちに希望を与えられるような活運をしたいと思っています。
 宇宙から戻りましたら、宇宙から見た地球の美しさ、国際宇宙ステーションの様子、そして宇宙開発によって変わってゆく私たちの暮らしについて、みなさんとおはなしできることを楽しみにしています。

    NASDA宇宙飛行士  野口 聡一