事故による国際宇宙ステーションへの影響は

2015年4月28日、カザフスタン共和国にあるバイカヌール宇宙基地から、無人補給船「プラグリェースM-27M」を積んだ「サユース2.1a」ロケットが打ち上げられた。プラグリェースM-27Mには国際宇宙ステーション(ISS)に補給するための物資が満載されており、打ち上げから約6時間後にISSにドッキングする計画だった。

だが、地球をまわる軌道に到達した直後、プラグリェースM-27Mに何らかの問題が発生し、制御不能に陥った。ISSにドッキングすることは叶わず、このまま軌道を下げ、5月8日前後に地球の大気圏に落ちる予定だ。

プラグリェース

「プラグリェース」補給船は、宇宙ステーションに補給物資を輸送するために開発された無人の補給船である。船の基本的な構造は、有人宇宙船「サユース」を基にしているが、人を乗せたり、地球に帰還させたりすることを考えていないため、生命維持システムや、大気圏への再突入に耐える能力などは省略され、その分物資をより多く載せられるようになっている。

プラグリェース補給船の1号機は1978年に打ち上げられ、当時ソヴィエト連邦が運用していた「サリュート6」に物資を輸送し、その後も「サリュート7」や「ミール」といったソ連の宇宙ステーションに向けて打ち上げられ、2000年からは「国際宇宙ステーション」(ISS)へも物資を運んでいる。

今回のプラグリェースM-27Mは、ISSに向けて打ち上げられたものとしては59機目、1978年の1号機から数えると通産150機目となるプラグリェース補給船であった。また、打ち上げたロケットの側面には、対ドイツ戦勝70周年を記念したロゴも入れられていた。しかし、その記念すべき飛行は、一転して悲劇となった。

ロスト・イン・スペース

プラグリェースM-27Mを載せた「サユース2.1a」ロケットは、カザフスタン時間2015年4月28日13時9分(日本時間2015年4月28日16時9分)、カザフスタン共和国にあるバイカヌール宇宙基地の31/6発射台から離昇した。プラグリェースM-27Mには、ISSに補給するための水や食料、日用品、燃料や酸素など、2357kgの物資が搭載されていた。

当初、ロケットは順調に飛行し、予定通りの軌道にプラグリェースM-27Mを乗せ、打ち上げは成功したかに思われた。しかしその直後、プラグリェースM-27Mに装備されているいくつかのアンテナが展開しないという問題が報告された。もともとの予定では、プラグリェースM-27Mは打ち上げから約6時間後にISSに到着する予定だったが、この問題により2日後へと延期された。

ところが実際は、アンテナの問題がかすんで見えるほど、もっと悪い状況に陥っていた。まず地上とプラグリェースM-27Mとの通信が断片的にしか取れず、船の状態がどうなっているか十分に把握できない状態にあった。やがて、その断片的な情報から、エンジンなどのシステムが壊れていること、そして、通常ではありえない向きと速度で回転をしていることが判明した。回転を止めるべく指令が送られたが反応はなく、その後通信も完全に途絶えた。プラグリェースM-27Mは完全に制御不能の状態に陥り、ISSとのドッキングは断念された。

その後も機能回復に向けた努力が続けられているが、補給船は依然として沈黙を続けている。現在プラグリェースM-27Mは、大気との抵抗で徐々に高度を下げており、このままいくと、5月8日前後に地球の大気圏に再突入すると予測されている。

ISSへの衝突や地上への落下の可能性は

プラグリェースM-27Mは制御不能の状態にあるとはいっても、暴走しているわけではなく、また軌道の高度が低いこともあって数日で地球の大気圏に落ちるため、ISSや、他の衛星に衝突するといった危険性はない。

ただ、大気圏再突入後に、地表に破片が落下する可能性はゼロとはいえない。プラグリェースは有人のサユース宇宙船とは違い、大気圏再突入時の熱で燃え尽きるように造られているが、例えばチタン製のタンクなど、燃えにくい素材の部品が落下する可能性はある。また、通常であれば、ほぼ確実に燃え尽きるような角度で、なおかつ人家のない南太平洋上に落下するように制御して再突入が行われるが、制御不能の状態ではそれができない。

地表の約70%が海であることや、陸地の中で人口密集地はまばらであることなどを考えると、破片が燃え残り、なおかつそれが人が住んでいるところに降ってくる可能性は、まずないと言ってよいが、それでも注意するのに越したことはない。

衛星がまわる軌道がどのように減衰していくかは、大気の状態や、衛星の姿勢などによって変わってくる。しかし、大気の状態は太陽の活動などの関係しており、時々刻々と変わっているため、いつ、どこで大気圏に再突入するか、正確に予測することは難しい。

ISSの運用への影響は

プラグリェースM-27MがISSに物資を送り届けられなくなったことで、最も心配されるのはISSに滞在している宇宙飛行士たちへの影響だろう。ISSは自給自足ができないため、定期的に物資を補給しなければならない。

これについて、米国の宇宙開発ニュース・サイトである『Spaceflight now』は、「最低4か月間は正常な運用が可能なだけの量が蓄えてある」と報じている。また、宇宙航空研究開発機構(JAXA)も「数か月間は通常通り、食べる量を減らしたりなどの制限をすることなく、運用できるだけの量があると聞いている」としており、当面は問題なさそうである。

ただ、今後打ち上げられる他の補給船にとっては、失敗が許されないということになる。6月には米スペースX社のドラゴン補給船運用7号機が、8月には日本の「こうのとり」5号機が打ち上げられる予定だが、これらも失敗することがあれば、ISSの運用はいよいよ危うくなる。

今後のサユース宇宙船やプラグリェース補給船の打ち上げへの影響は

今回の事故でもうひとつ心配されるのは、今後のサユース宇宙船やプラグリェース補給船の打ち上げへの影響だろう。現時点ではISS内の物資は十分にあるものの、プラグリェース補給船の飛行停止が続くようなら、いずれは不足するものも生じてくるだろうから、一日でも早い飛行再開が望まれる。

また5月27日には、JAXA所属の油井亀美也宇宙飛行士ら3人が乗ったサユースTMA-17M宇宙船の打ち上げが予定されている。今のところ打ち上げを延期するという話はないが、今回の事故の原因が判明し、対策が行われるまでは当然打ち上げはできないため、延期される可能性は十分にあるだろう。

最初の事故の調査結果は、5月13日以降に発表される予定だが、5月5日現在、事故の原因は、ロケットの第3段にあったという見方が濃厚だ。今回プラグリェースM-27Mを打ち上げたサユース2.1aロケットと、サユースTMA-17Mを打ち上げるサユースFGロケットとは、同じ部分もあれば、異なる部分もある。今回の事故の原因がロケットの側にあったのであれば、それがロケットのどの部分で起きたのかが、延期するか否かを決めるにあたって重要となろう。

参考までに、2011年8月24日にプラグリェースM-12Mがロケットの打ち上げ失敗によって墜落した際には、次のプラグリェースM-13Mが打ち上げられるまでに3か月がかかっている。このときの失敗の原因はロケット側の技術的な問題にあった。もし今回も同様にロケットの技術的な問題が原因であれば、打ち上げ再開までには数カ月かかると見てよいだろう。

ちなみに5月15日には、今回プラグリェースM-27Mを打ち上げたのと同じ、サユース2.1aロケットが、軍事衛星を載せて打ち上げられる予定となっている。これも延期されるのか、されるとしたらどれぐらいの期間か、といった点も注目される。

次回では、事故の経緯をもう少し詳しく紹介すると共に、その原因について推測してみたい。

参考

・http://roscosmos.ru/21459/
・http://spaceflightnow.com/2015/04/28/breaking-russians
-scramble-to-restore-cargo-ship-communications/
・https://blogs.nasa.gov/spacestation/2015/04/29/progress
-59-cargo-craft-updates/
・http://www.russianspaceweb.com/progress-m27m.html
・http://www.mcc.rsa.ru/progress_m27m.htm