国際宇宙ステーションの運用への影響は

2015年6月28日に発生した「ファルコン9」ロケットの打ち上げ失敗は、大きく2つの点で衝撃を与えた。1つは、かねてより滞っていた国際宇宙ステーション(ISS)への物資の補給がさらに輪をかけて滞る事態になったこと、もう1つは「新たなる宇宙開発の形」という期待を受け、民間企業の主導によって開発されたロケットが、昨年10月の別のロケットに続いて、ファルコン9も打ち上げに失敗したことだ。

はたしてISSの運用と、民間の宇宙開発の今後は大丈夫なのか。そもそも今回の失敗はなぜ起きたのか。本連載では打ち上げ再開までの動きを追っていく。

第1回では、ファルコン9ロケットの概要について紹介した。第2回の今回は、ドラゴン補給船の概要と、今回の失敗で失われたISSへの補給物資が、ISSの運用にどのような影響を与えたのかについて見ていきたい。

ドラゴン補給船運用7号機

今回打ち上げに失敗した「ファルコン9」ロケットには、国際宇宙ステーション(ISS)に物資を送り届ける「ドラゴン補給船運用7号機(CRS-7)」が搭載されていた。

第1回で採り上げたファルコン9と同じく、ドラゴンもまた、スペースX社が開発を手掛けた。開発の背景には、やはりファルコン9と同じく、米航空宇宙局(NASA)が進める、ISSへの物資や宇宙飛行士の輸送を民間の会社に担わせるという計画があった。スペースX社は物資を運ぶためのドラゴン補給船と、宇宙飛行士を運ぶためのドラゴン宇宙船、そしてそれらを打ち上げるロケットのファルコン9を、並行して開発した。

ちなみに同じ計画の下で、オービタル・サイエンシズ社(現オービタルATK社)も「アンタリーズ」ロケットと「シグナス」補給船を開発している。ドラゴンとシグナスの一番の差は、補給船に再突入能力があるかないかという点で、シグナスはミッション終了時に大気圏に再突入して燃え尽きるが、ドラゴンは再突入に耐え、地球に帰還できるように造られているため、たとえばISSでの実験の成果物などを搭載して、地球に持ち帰ることが可能となっている。また有人版のドラゴン宇宙船を開発する際の基礎にもなっている。

今回の失敗までに、ドラゴンは8機が打ち上げられている。試験機1号機(ミッション名「SpX-C1」)は2010年12月8日に打ち上げられ、スラスターや通信機器の試験を行い、地球を2周した後、地球に帰還した。試験は滞りなく進み、船体も無事に太平洋に着水し、ミッションは大成功に終わった。

続く試験機2号機(SpX-C2+)は2012年5月22日に打ち上げられ、早くもISSとのランデヴー(接近)と、ISSのロボット・アームによる把持、結合までやってのけた。当初の計画では安全性を重視し、ISSとのランデヴーまで行い、そのまま結合はせずに地球に帰ってくることになっており、把持と結合はこの次の試験機3号機(SpX-C3)で行われる予定だった。しかし、試験機1号機の試験結果が良好だったことなどを踏まえ、SpX-C2+でまとめて行われることになった。SpX-C2+の「+」の記号は、SpX-C3のミッション内容が足された、ということを表している。

そして同年10月8日、NASAとの契約に基づいて商業補給を行う、実運用1号機(CRS-1)が打ち上げられた。この打ち上げではファルコン9の第1段が問題を起こしたものの、打ち上げは成功し、ドラゴンは問題なくISSに到着、補給を行った。続くCSR-2は2013年3月1日に打ち上げられたが、ロケットからの分離後にドラゴンのスラスターが故障する問題に見舞われた。その後、問題は解決し、予定は遅れたもののミッションは成功している。

その後も2014年にはCRS-3とCRS-4の2機が、また2015年にはCRS-5とCRS-6の2機がすでに打ち上げられおり、いずれも成功している。ドラゴンが「宇宙の宅配便」として大きな成果を挙げていた矢先の、今回の失敗だった。

ドラゴンCRS-7の積み荷

ドラゴンCRS-7には合計1867kgの補給物資が搭載されていた。内訳としては、食料品や衣服などの日用品が676kg、ISSで使われるハードウェアが461kg、科学機器が529kg、コンピューターやカメラなどの部品が35kg、船外活動(EVA)用の装置が166kgとなっている。また地球への帰還時には、620kgの物資が代わりに搭載されることになっていた。

今回の積み荷の中で最も注目されていたのは、インターナショナル・ドッキング・アダプター(IDA)と呼ばれる部品だった。IDAは新しく開発された宇宙船のドッキング機構で、スペースX社が開発中の宇宙船「ドラゴンV2」や、ボーイング社の「CST-100」などをドッキングさせるために使われる。IDAの取り付けに備えて、5月27日にはISSのモジュールを移設するという大掛かりな作業も行われていた。

ただ、IDAは2か所に設置されることになっていたため、今も地上に1つが残ってはおり、またNASAによると再生産も可能とされるため、計画が遅れる以外に大きな影響はないだろう。

最も残念だったのは、学生が開発したり、計画に参加したりしている実験機器などが失われたことだ。いくつかの機器については予備機があったり、また再生産したりすることで再挑戦できる機会があるが、すべてがそうというわけではない、また、論文の執筆などに影響も出るだろうし、卒業し、実験にかかわれなくなる人もいることだろう。それを考えると、非常に残念な結果となってしまった。

8か月間で3回の補給失敗

今回のドラゴンCRS-7の失敗で最も大きな影響を受けたのは、ISSに滞在している宇宙飛行士たちだった。ISSは、水などの再利用はいくらか行われているものの、基本的には地球からの補給物資に頼って運用されている。それらが届かないということは、ISSが兵糧攻めに遭うようなものである。

さらに悪いことに、2014年10月28日にはシグナス補給船運用3号機(Orb-3)が、そして2015年6月28日にはプラグリェースM-27M補給船が打ち上げに失敗しており、8か月の間に7機中3機の補給線が失敗するという前代未聞の事態となった。もちろん、補給がなくともある程度は運用が続けられるように物資は蓄えてあるが、それにも限度がある。ただでさえ蓄えが少なくなっているところに、追い討ちをかけるように今回の失敗が起きたのだ。

ドラゴンCRS-7が失敗した直後、NASAは「現時点で、今年10月いっぱいまでは通常通り運用できるだけの蓄えがある」と発表した。補足すると、これは11月1日以降に食べる量を減らすなどの運用に多少の制限が生じる恐れがある、という意味であり、10月いっぱいで食料や水が底を尽く、ということではない。ただ、それでもISSの運用計画を大幅に見直すことになるため、その影響は計り知れない。

また、あくまでドラゴンCRS-7が失敗した時点での話であるため、今後打ち上げられる補給船によって、蓄えの量は徐々に回復されていくことにはなる。ただ、言うまでもなく成功すればの話であり、今後も補給船が打ち上げに失敗し、物資がISSに届かないようなことがあれば、ISSの運用に支障が出る可能性が残り続けることになる。

7月3日には「プラグリェースM-28M」補給船が打ち上げに成功し、約3か月ぶりにISSに物資が送り届けられた。また8月16日には日本の補給機「こうのとり」5号機の打ち上げも予定されている。その後も、9月21日には「プラグリェースM-29M」補給船、11月21日には「プラグリェースMS」補給船、12月3日には「シグナス補給船運用4号機」(昨年アンタリーズ・ロケットが失敗したため、アトラスVロケットが使われる)の打ち上げが続く予定だ。

だが何よりも、ドラゴン補給船とファルコン9が、いつ打ち上げ再開できるのかが重要であろう。ドラゴンがなければ、補給回数は当初の計画よりも少ないままで、またドラゴン以外の補給船の失敗が再び起こらないとも限らず、心許ない状態が続くことになる。何より、プラグリェース、シグナス、こうのとりは、大気圏の再突入に耐える能力はないため、ドラゴンの打ち上げが再開されない限り、ISSから実験装置や成果物などを持ち帰ることができない状態も続き、ISSでの実験計画に影響が出続けることになる。

ただ、この記事を書いている7月15日現在も、打ち上げ失敗の調査が続けられており、打ち上げ再開の目処は立っていない。

(続く)

参考

・https://www.youtube.com/watch?v=LxqZOb68mrA
・https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/
spacex_crs7_mission_overview.pdf
・http://spaceflightnow.com/2015/06/28/falcon-9-rocket-
destroyed-in-launch-mishap/
・http://spaceflightnow.com/2015/06/29/spacex-failure-adds-
another-kink-in-station-supply-chain/
・https://blogs.nasa.gov/spacex/2015/06/28/nasa-administrators-
statement-on-crs-7/