失敗に至る道―4月28日の出来事

2015年4月28日に打ち上げられた無人補給船「プラグリェースM-27M」は、ロケットからの分離直後に原因不明の問題に襲われ、制御不能に陥った。プラグリェースM-27Mには国際宇宙ステーションに補給するための物資が搭載されていたが、復旧できずにドッキングを断念、そのまま高度を落とし、5月8日に地球の大気圏に再突入して消滅した。

プラグリェースM-27Mは、いったいなぜ制御不能に陥ったのだろうか。

この連載の第1回では、事故の簡単な経緯と、今後の影響について紹介した。第2回となる今回は、事故の経緯について、打ち上げ当日の出来事に絞り、もう少し詳しく見ていきたい。

問題発生

プラグリェースM-27Mはモスクワ時間2015年4月28日10時9分(日本時間2015年4月28日16時9分、以下同)、サユース2.1aロケットに搭載され、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。

無事に打ち上げられたかに見えたプラグリェースM-27Mに、何らかの問題が起きたことがわかったのは、打ち上げから約9分後の、ロケットから分離された直後のことだった。プラグリェース補給船はロケットからの分離後、太陽電池パドルと展開式のアンテナを開くことになっており、またその結果は地上へ知らされることになっている。だが、送られてきたデータからは、太陽電池が開いたことは確認できたものの、クールスと呼ばれるシステムで使われる6基のアンテナのうち、2基の展開しか確認できなかった。

クールスは国際宇宙ステーション(ISS)に自動で接近し、ドッキングを行うことができるシステムで、接近速度を測ったり、ISSとの相対角度を測ったりするために6基のアンテナを使う。これらのアンテナは打ち上げ時には折り畳まれており、ロケットから分離された後に開くようになっている。また一部のアンテナは、ISSとのドッキング前に収容されることにもなっている。

当初プラグリェース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、この問題が起きたことで延期され、2日間かかる飛行計画に変更された。実は過去にも、プラグリェース補給船や、またよく似た設計のサユース宇宙船で、アンテナが展開しないという問題が何度か起きていたが、あとになって展開に成功し、問題なくドッキングできたことがあった。また、アンテナのうちいくつかが展開していない状態でもドッキングする術がないわけではなかった。したがって、まだ絶望視するような状況ではないと思われた。NASAやロシア連邦宇宙庁(ロスコスモス)は、この時点ではまだ、問題さえ解決すれば4月30日には到着できるだろうという見通しを述べていた。

だが実のところ、このときすでに、モスクワ郊外にあるミッション管制センター、通称ツープ(TsUP)は、より悪い状況に陥っていることを認識していた。プラグリェースM-27Mからのテレメトリー(宇宙機や搭載機器の状態を示す信号)は途切れ途切れにしか届いておらず、またプラグリェースM-27Mに搭載されているコンピューターがクラッシュしていることが確認された。さらに、センサーの数値から、2系統ある推進システムのうち一方の圧力が出ていないことも確認されていた。

また、ツープに勤めている人物が後に明かしたところによると、このとき、プラグリェースM-27Mが乗っている軌道を測ったところ、地表から最も遠くなる地点(遠地点)が、計画より約40kmも高いことが判明していたという。事故への対処に当たっていた調査チームはこの時点で、サユース2.1aロケット側の問題を疑ったそうだが、ロケットを製造したRKTsプラグリェース社の職員は「ロケットの飛行は正常であり、測定の方が間違っている」と見解を述べ、その根拠となるデータも提示していたという。だが、プラグリェースM-27Mが軌道を2周した後になって態度を変え、そのデータは実際の測定値ではなく計画値であったことを認め、さらにテレメトリーが不足しており、補給船とロケットの分離すら、直接には確認できていないことも認めたという。

11時30分(17時30分)には、軌道上の物体を追跡している米戦略軍(USSTRATCOM)・宇宙統合機能構成部隊(JFCC SPACE)・統合宇宙運用センター(JSpOC)は、プラグリェースM-27Mと、ロケットの第3段と思われる物体の軌道のデータを発表した。その数値は計画値とは大きく異なるものであった。これは観測初期に起こりがちな測定誤差であり、後に訂正されているが、その差に違いはあれど、計画値と異なる軌道に乗っていたことだけは確かだった。

回転していたプラグリェースM-27M

打ち上げから約1時間半後の11時44分(17時44分)、プラグリェースM-27Mは地球を一周し、再びロシアの管制センターとの通信が可能な範囲に入った。だが、相変わらずテレメトリーは途切れがちで、地上からの指示も受け付けない状態だった。そのまま軌道2周目は終わり、3周目に入ってもそれは続いた。

打ち上げから約6時間半後の14時44分(20時44分)、ロシアの地上局がプラグリェースM-27Mと通信できる4度目の機会が訪れた際、途切れがちのテレメトリーから、プラグリェースM-27Mのコンピューターがエラーを認識しており、また角速度センサーや姿勢制御システムが稼動していないことが確認された。さらに、何らかの理由で、推進剤が大量に減っていることも確認されている。

さらに、船の搭載カメラが撮影した映像データを受信することにも成功した。だが、そこには地球と宇宙空間が目まぐるしく交互に映る様子が収められており、プラグリェースM-27Mがおよそ4秒で1回転という速度で回転していることが判明した。もちろん、プラグリェース補給船がこのような回転をすることは、通常ではありえないことだった。

ツープはすぐさま、この回転を止めるための指令をプラグリェースM-27Mに送った。だが、その直後に地上と通信できる範囲から飛び去ってしまったため、回転が止まったかどうかがわかるのは、さらに地球をもう1周し、ロシアの地上局との通信ができる範囲に入ってくるのを待つ必要があった。

16時17分(22時17分)、5度目となる通信の機会が訪れた。しかし、回転が止まったか否か以前に、プラグリェースM-27Mからの通信自体が途絶えていた。モスクワ時間で4月28日中に通信ができる機会はこれが最後で、次の機会は約11時間後まで待たねばならなかった。

(続く)

参考

・http://roscosmos.ru/21459/
・https://blogs.nasa.gov/spacestation/2015/04/29/progress-
59-cargo-craft-updates/
・http://www.russianspaceweb.com/progress-m27m.html
・http://www.spaceflight101.com/progress-m-27m-mission-updates.html
・http://www.vandenberg.af.mil/news/story.asp?id=123447520