雅子 訳
NASAは2027年に打ち上げ予定のアルテミスIIIミッションで、有人月面着陸に踏み切る前に、低軌道上でのオリオン宇宙船と民間月着陸船とのランデブーおよびドッキング運用を試験する、本格的なリハーサルを実施する。
NASAが7月15日に詳細を発表したこの実証ミッションでは、4人の宇宙飛行士がスペース・ローンチ・システムロケットで打ち上げられ、SpaceX社とBlue Origin社が建造中の月着陸船の試験機とのドッキング訓練を行う。月面着陸を想定していた当初のアルテミスIII計画とは異なり、改訂されたミッションでは乗組員を地球軌道に留め、2028年を目標とするアルテミスIV着陸に先立ち、重要なシステムと手順を検証する。
「複数の射場にわたる過酷な打ち上げシーケンスと、地上および飛行乗組員にとって同様に厳しいミッション運用を伴う、高度に練られた舞踏となるでしょう。NASAがこれまでに引き受けた中で最も複雑で野心的なミッションの一つです」とNASAのアルテミスプログラムマネージャー、ジェレミー・パーソンズ氏は述べた。「実証ミッションは、次の大きな飛躍への舞台を整えるものです。」
2機の着陸船、1つのミッション
このミッションでは、短時間のうちに複数の射場から3回の別々のロケット打ち上げが行われる。Blue Origin社の試験機がニューグレンロケットで最初に打ち上げられ、地上チームが点検を行う間、最大30日間軌道上で待機できる。その後、4人の乗組員がオリオンに搭乗し、ケネディ宇宙センターの第39B射点からスペース・ローンチ・システムで打ち上げられる。Blue Origin社のドッキング段階終了後、SpaceX社のスターシップ試験機がスーパーヘビーロケットで打ち上げられ、オリオンとランデブーし、2回目のドッキング試験を実施する。
SpaceX社は、最新のバージョン3設計に基づいたスターシップ有人着陸システムの試験バージョンを飛行させる。全長52メートル（171フィート）の宇宙船の機首にドッキングシステムが搭載される。宇宙飛行士はアルテミスIII中にスターシップ試験機に入ることはないが、NASAとSpaceX社はオリオンとスターシップの統合スタックの挙動を評価する。これには制御性試験と通信試験が含まれる。
Blue Origin社のブルームーン・マーク2試験着陸船は、完全運用可能な有人機により近い。アビオニクス、飛行ソフトウェア、制御システム、環境制御・生命維持システム（ECLSS）、および乗員室を搭載する。最大2名の乗組員がオレンジ色のオリオン乗組員生存システムスーツを着用し、ハッチを開けてBlue Origin社の試験着陸船に入り、内部環境を評価する。この着陸船には、アルテミスIで飛行したムーニキンに類似した計器付き宇宙服質量シミュレーターも搭載されており、乗員室内の状況に関するリアルタイムのフィードバックを提供する。
「着陸船のプロトタイプ設計は将来の開発努力に情報を提供し、来年にかけて成熟し続けるでしょう」と、アラバマ州ハンツビルにあるマーシャル宇宙飛行センターのNASA有人着陸システムプログラムマネージャー、スティーブ・クリーチ氏は述べた。
重要なリスク低減ステップ
NASAはアルテミスIIIを、宇宙飛行士が月面着陸に踏み切る前に技術的不確実性を排除するためのリスク低減ミッションと位置づけている。地球軌道での実証中に収集されたデータは、両社が計画している月での無人試験飛行を補完し、宇宙船と打ち上げ機への信頼を構築する。
ドッキング試験は、将来の有人月着陸に向けて計画されているのと同じ運用構成を再現する。オリオンが追跡宇宙船として機能し、着陸船が目標となる。第一段階では、オリオンが乗員室に隣接するブルームーン試験着陸船の横にドッキングし、オリオンの飛行ソフトウェアがドッキングスタックを制御する。分離後、オリオンははるかに大きなスターシップ試験機と機首同士でドッキングし、ミッションのその部分ではSpaceX社のソフトウェアが制御を担当する。
両社は既にドッキングハードウェアを地上で認定している。SpaceX社は2023年にスターシップのドッキングシステムを検証し、Blue Origin社は今年初めに加圧ドッキングシステムの地上開発試験を完了した。NASAは、乗組員の接近を許可する前に両試験着陸船の徹底的な検証を実施し、車両が機能、性能、安全性の要件を満たしていることを確認する。
「各有人着陸システムプロバイダーはアルテミスIIIミッションに対して異なるアプローチを取っています」とクリーチ氏は述べた。「最終的に、SpaceX社とBlue Origin社は、有人着陸に先立って宇宙船と打ち上げ機への理解と信頼の両方を得られるよう、月での今後の無人実証ミッションを補完することを目的とした野心的な目的と目標のリストを提示しました。」
地上チームの訓練
軌道上の運用に加えて、アルテミスIIIはNASAの地上運用にとっての本格的ストレステストとして機能する。二重打ち上げキャンペーンは、全米の複数のサイトにわたって、地上処理クルー、射点チーム、管制センター、ネットワーキング、およびデータ交換を訓練する。異なる射点から数日以内に世界最強のロケット3機を打ち上げることは、アポロ時代以来NASAが直面したことのない物流上の課題である。
3機のロケットはすべて、月ミッションが許容するよりも頻繁な打ち上げ機会の恩恵を受ける。オリオンは約430キロメートル（230海里）の高度の円軌道を飛行し、このプロファイルにより両方の民間着陸船が1回の打ち上げで指定高度に到達できる。この軌道は、いずれかの機体に遅延が生じた場合にも大きな柔軟性を提供する。
アルテミスIIIの乗組員には、ランディ・ブレスニック船長、欧州宇宙機関のルカ・パルミターノ操縦士、およびアンドレ・ダグラスとフランク・ルビオの各ミッションスペシャリストが含まれる。4人の宇宙飛行士は約2週間を軌道上で過ごし、ドッキング運用を実施した後、太平洋に着水する。
アルテミスIVへの道を開く
2027年の実証ミッションは、2028年にアルテミス計画初の有人月着陸として現在計画されているアルテミスIVを直接支援する。地球軌道試験から得られた教訓は、両方の民間着陸システムの最終設計と運用に反映され、宇宙飛行士が月面に降り立つ際には、宇宙で既に実証された機体を使用できるようにする。
SpaceX社にとって、スターシップ試験機は、地上では不可能な規模と複雑さで統合オリオン・スターシップスタックを検証する初期の機会を提供する。Blue Origin社にとって、乗組員がブルームーンキャビンに入り評価する機会は、初の月着陸ミッションに向けた機体認証に向けた重要な一歩となる。
NASAの二重供給業者戦略は、SpaceX社とBlue Origin社の両方に有人着陸システム契約を授与することで、冗長性と相互検証を確保する。一方のシステムに開発遅延が発生した場合、他方のシステムが月への道を提供する。アルテミスIII実証ミッションは、両機が乗組員と共に飛行し、アルテミス時代の月探査を定義する相互運用性を試験する初めての機会となる。
パーソンズ氏が述べたように、「システム工学と統合、ならびに低軌道での打ち上げおよびミッション運用におけるNASAの専門知識がミッションを一つにまとめるでしょう。」
ケネディ宇宙センターで既にハードウェアが積み上げられ、両方の民間プロバイダーが試験機を改良している中、NASAがこれまでに試みた中で最も複雑な有人宇宙飛行ミッションの一つと呼ばれるものに向けて、ピースが揃いつつある。アルテミスIIIが2027年に成功すれば、2028年の月への道は大幅に明確になる。
注目画像：アルテミスIII実証ミッションの一環として、NASAのオリオン宇宙船とドッキングした、地球軌道上のBlue Origin社ブルームーン・マーク2有人着陸システム試験機のアーティストコンセプト。クレジット：NASA