国際月資源探査構想
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| プログラム概要 | |
|---|---|
| 国 | アメリカ合衆国ソビエト連邦 |
| 組織 | NASAとロスコスモス |
| 目的 | 有人月面探査 |
| 状態 | 構想段階でキャンセル |
| プログラム履歴 | |
| 料金 | 30年間で5000億ドル |
| 間隔 | 研究: 1993-1994 |
| 初飛行 | フェーズ1フライト1 |
| 初の有人飛行 | フェーズ1フライト4 |
| 発射場 | バイコヌール宇宙基地 |
| 車両情報 | |
| 有人車両 | ILREC有人着陸機 |
| 打ち上げ機 | シャトルCエネルギア |
国際月資源探査構想（ILREC）は、ジョージ・H・W・ブッシュ大統領の宇宙探査イニシアチブ（SEI）に基づき、ジョンソン宇宙センターのエンジニアであるケント・ヨーステンが提案したミッションアーキテクチャである。 この計画は、主にソビエト連邦を中心とした国際パートナーの支援を得て、月面基地と持続可能な月面輸送サービスを構築することを目的としていた。
宇宙探査イニシアチブ
1989年7月20日、アポロ11号の月面着陸20周年にあたるこの日、当時のアメリカ合衆国大統領ジョージ・H・W・ブッシュは、後に宇宙探査イニシアチブ（SEI ）として知られる計画を発表しました。国立航空宇宙博物館の階段で行われた演説で、ブッシュ大統領はフリーダム宇宙ステーションの建設、人類の月面への再滞在、そして最終的には火星探査のための宇宙飛行士の派遣といった計画について説明しました。ブッシュ大統領は、アポロ計画のような10年計画ではなく、上記の3つの要素に基づく長期にわたる継続的な取り組みを提案し、「明日への旅、別の惑星への旅、そして火星への有人ミッション」で締めくくりました。ブッシュ大統領は、探査は人類の運命であり、主導権を握るのはアメリカの運命であると指摘しました。大統領はダン・クエール副大統領に、国家宇宙会議を率いて、これらのミッションを遂行するために必要な資金、人員、技術を決定するよう指示しました。
90日間調査では、SEIの長期的なコストは20年から30年で約5,000億ドルと推定されました。NASAの主任歴史家であるスティーブ・ディック氏によると、米国科学アカデミーはNASAの調査に概ね同意しましたが、ホワイトハウスと議会は主にコスト見積もりを理由にNASAの計画に敵対的な反応を示しました。特に民主党議員はブッシュ大統領の計画をほぼ即座に批判しました。予算委員会の委員長であるジム・サッサー上院議員は、「大統領は空想的な政治的レトリックに大きく踏み込みましたが、財政責任については小さな一歩さえ踏み出していません。厳しい現実として、現政権は来年の宇宙政策の優先事項すら定めておらず、ましてや次の世紀の優先事項など考えられません」と述べました。テネシー州選出の同僚上院議員アル・ゴアもブッシュ大統領の計画を批判し、「資金もスケジュールも計画もない月への再訪を提案することで、ブッシュ大統領は国民に刺激を与える挑戦ではなく、束の間の娯楽のための白昼夢を提示しているに過ぎない。ジョージ・ルーカスの映画のように派手で、現実との関連性もほとんどない白昼夢だ」と述べたと伝えられている。ブッシュ大統領は国際的なパートナーを探したが、この計画は国際的な取り組みとしてさえ費用がかかりすぎると考えられた。
結局、この計画の実行はNASAに委ねられたが、この計画は次期大統領ビル・クリントンの政権下では長く続かなかった。[ 1 ]
車両
この計画では、アポロ計画の月周回軌道ランデブー（LOR）ではなく、月面で複数の宇宙船が燃料補給のために集まる複数回の月面ランデブー（LSR）が採用される予定でした。NASAジェット推進研究所はアポロ計画にLSRを提案しましたが、現場資源利用（In-situ resource utilization ）などの開発が必要となる技術の多さから、すぐに却下されました。 [ 2 ]
片道自動運転貨物車両
着陸機は長方形の構造を持ち、機体の両端に燃料タンクとエンジンブロックが配置される。中央部分は空で、地上に展開可能なペイロードを搭載する。ペイロードは11トンの搭載が可能だ。NASAが設計・製造し、ソ連のエネルギアロケットで打ち上げられる。米国で組み立てられ、C-5ギャラクシーまたはアントノフ124/225輸送機でロシアへ輸送される。その後、バイコヌール宇宙基地へ輸送され、そこで打ち上げられる予定だった。[ 3 ]
ILREC有人着陸機
有人着陸機の設計は、従来の着陸機と軌道カプセルを組み合わせたものでした。乗員室はアポロCMを継承していましたが、前部ドッキングポートは備えていませんでした。水平方向に3本脚で設置される着陸機の前部に搭載される予定でした。着陸脚は、シャトルC、あるいは当時開発中だったナショナル・ローンチ・システム（NLS）などのシャトル派生型ロケットによる上昇中、流線型のシュラウドの内側にある着陸機の下面に折り畳まれる予定でした。
機体には着陸脚のすぐ前に下向きのハッチが設けられ、着陸脚に取り付けられた梯子を介して月面へのアクセスが可能となる。発射台では、このハッチから機体へのアクセスが可能となる。窓は機体に組み込まれ、乗組員は月面を観察できる。機体は機体下部に搭載された同じスラスタを用いて着陸と打ち上げを行い、直接上昇機として機能する。
月面への降下中、エンジンは地球の酸素と水素を燃焼します。月面着陸後すぐに、着陸機は自動化された月面酸素プラントから液体酸素を補給されます。
上昇中、宇宙船は地球で生成された水素と月で生成された酸素を燃焼する。[ 4 ]着陸機全体は月の駐機軌道に上昇し、最終的には帰還軌道に乗る。
有人カプセルは動力ステージから分離し、アポロカプセルと同様に、熱シールドを大気圏に向けて再突入の姿勢をとる。カプセルは操縦可能なパラセールパラシュートを展開し、ケネディ宇宙センターなどで地上に回収される。着陸機部分は大気圏で燃え尽きる。[ 3 ]
加圧月面バスローバー
月面バスは、2人の乗客を数日間または数週間にわたって収容できるように設計された大型ローバーです。少なくとも2台のローバーが仮設前哨基地に配置され、乗組員の宿舎および移動式研究室として機能します。4人の乗組員は2人1組のチームに分かれ、それぞれ1台のローバーに搭乗し、別々のミッションに向けて前哨基地を出発します。ローバーは、前哨基地が完成するまでの初期居住施設としても使用されます[ 3 ]。
エネルギア
エネルギア（ロシア語：Энергия、Energiya、「エネルギー」）（GRAU 11K25）は、ソ連のロケットで、 NPOエネルギアによって設計された。ブラン宇宙船を含む様々なペイロードを搭載可能な、重量物の部分回収型打ち上げシステムとして設計された。制御システムの主要開発企業は、ハルトロンNPO「エレクトロプリボール」であった。エネルギアは、それぞれがケロシン/液体酸素を燃料とする4室式RD-170エンジンで駆動するストラップオン式ブースター4基と、液体水素/液体酸素を燃料とする1室式RD-0120（11D122）エンジン4基を搭載した中央コア段を備えていた。
打ち上げシステムには、機能的に異なる 2 つの運用バリエーションがありました。1 つは、 Polyusシステムをペイロードを軌道に乗せる最終段階として使用する初期テスト構成のEnergia-Polyus 、もう 1 つは、 Buran宇宙船がペイロードであり、軌道投入インパルスのソース であるEnergia-Buranです。
このロケットは、低軌道に約100トン、静止軌道に最大20トン、月周回軌道を経由して月周回軌道に最大32トンを運ぶ能力を持っていた。
このロケットは1987年と1988年にそれぞれ1回ずつ、わずか2回軌道に乗せられた。[ 5 ]
シャトルC
シャトルCは、スペースシャトルの打ち上げスタックを専用の無人貨物打ち上げ機に改造するというNASAの研究でした。スペースシャトルの外部燃料タンクと固体ロケットブースター（SRB）を、シャトルオービターの代わりになる貨物モジュールと組み合わせ、スペースシャトルのメインエンジンを搭載する計画でした。1984年から1995年にかけて、様々なシャトルCのコンセプトが検討されました。
シャトルC構想は、理論上、シャトル計画のために開発された技術を再利用することで、大型打ち上げ機の開発コストを削減するものでした。使用済みとなったスペースシャトルの機材も活用される予定でした。コロンビア号やエンタープライズ号を使い捨て貨物打ち上げ機に改造するという提案もありました。スペースシャトル・チャレンジャー号の喪失以前、NASAは年間約14回のシャトル飛行を予定していました。チャレンジャー号の事故後、様々な理由からこの打ち上げ頻度は実現不可能であることが明らかになりました。シャトルCでは、無人機であるためメンテナンスと安全要件が低いため、より高い飛行頻度が可能になると考えられていました。
1990年代初頭、NASAのエンジニアたちは火星有人ミッションを計画しており、スペースシャトルCの設計案として、再利用できない80トンのセグメント6つを打ち上げて地球周回軌道上に2機の火星探査機を建設する計画も検討していました。しかし、ジョージ・W・ブッシュ大統領が2010年までにスペースシャトルの運用を終了すると表明したことで、この提案は棚上げされました。[ 6 ]
ミッションコンセプト
フェーズ1
フェーズ1は主にロボットミッションで、乗組員の帰還に備えて液体酸素プラントを設置する予定でした。第1フライトと第2フライトでは、酸素プラントとISRU機器に加え、物資と燃料電池電力を運ぶ小型ローバーのような「カート」を組み立てる予定でした。第3フライトでは、宇宙飛行士用の与圧式ムーンバスや科学機器などの機器を運び込む予定でした。第4フライトでは、ILREC有人着陸機で2名の乗組員を乗せ、前哨基地に着陸させる予定でした。乗組員は宇宙飛行士1名と宇宙飛行士1名で構成され、滞在期間はわずか数日間でした。[ 3 ]
| ミッション | 打ち上げ機 | 着陸機 | クルー | 客観的 |
|---|---|---|---|---|
| フライト1 | エネルギア | 片道自動運転貨物車両 | 該当なし | 原子炉と自動液体酸素製造施設を遠隔操作カートで運ぶ（後者は着陸船に取り付けられたままになる） |
| フライト2 | エネルギア | 片道自動運転貨物車両 | 該当なし | 遠隔操作の掘削機、レゴリス運搬車、酸素タンカー、補助燃料電池電源と消耗品補給用のカートを配送する |
| フライト3 | エネルギア | 片道自動運転貨物車両 | 該当なし | 将来の宇宙飛行士のために加圧されたムーンバスローバーと科学機器を届ける |
| フライト4 | シャトルC | ILREC有人着陸機 | 二 | 宇宙飛行士と宇宙飛行士からなる最初の乗組員を送り出す |
フェーズ2
フェーズ2では、さらなる探査と初の長期ミッションのための高度な機器を設置する予定でした。フライト1～3では、別のムーンバス・ローバーと科学機器、エアロックと居住空間を備えたローバー支援モジュール、そして車輪付きの補給物資を搭載した与圧クルーモジュールを月面に輸送する予定でした。フライト4では、宇宙飛行士と宇宙飛行士の半々の4人のクルーを月面に輸送する予定でした。クルーは2つのチームに分かれ、それぞれがムーンバスに駐留することになりました。ミッションは6週間続きました。[ 3 ]
| ミッション | 打ち上げ機 | 着陸機 | クルー | 客観的 |
|---|---|---|---|---|
| フライト1 | エネルギア | 片道自動運転貨物車両 | 該当なし | 将来の宇宙飛行士のために、2台目の与圧ムーンバスローバーと科学機器を納入 |
| フライト2 | エネルギア | 片道自動運転貨物車両 | 該当なし | エアロックと居住スペースを備えたローバーサポートモジュールを配送する |
| フライト3 | エネルギア | 片道自動運転貨物車両 | 該当なし | 消耗品やその他の物流機器、科学機器を搭載したカート搭載の宇宙ステーション由来の与圧モジュールを配送する |
| フライト4 | シャトルC | ILREC有人着陸機 | 4つ | 宇宙飛行士と宇宙飛行士からなる最初の長期滞在クルーを6週間の月面滞在に派遣する |
参照
参考文献
- ^ 「宇宙探査イニシアチブ」history.nasa.gov . 2019年11月28日閲覧。
- ^ 「宇宙飛行の歴史：SEIのスワンソング：国際月資源探査コンセプト（1993）」。宇宙飛行の歴史。2019年11月29日閲覧。
- ^ a b c d e「宇宙飛行の歴史：SEIスワンソング：国際月資源探査コンセプト（1993）」。宇宙飛行の歴史。 2019年11月28日閲覧。
- ^ Portree, David SF (2013年7月2日). 「国際月資源探査構想（1993年）」 . Wired . ISSN 1059-1028 . 2019年12月4日閲覧。
- ^ "Energia" . www.russianspaceweb.com . 2019年11月28日閲覧。
- ^ “Shuttle C” . www.astronautix.com . 2016年7月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年11月28日閲覧。
