スペースライダーの歴史、現在の課題、展望に焦点を当てる
-2019年4月25日のニュース-
貨物を輸送するスペースシャトルの開発はトレンディです
非常に秘密ですが、アメリカの自律シャトルX-37Bは宇宙での長期滞在のためにアメリカ軍によって定期的に使用されるようです。ペイロードを軌道に送り、軌道に乗せることができるのは、軍隊だけでなく、非常に興味深い機能です。現時点では、ヨーロッパがコントロールできないのは能力ですが、この状況は今後数年で変化する可能性があります。
1970年代以来、CNESとESAは、スペースシャトル、ロケットの特定の特性と飛行機の特定の特性を備えた軌道ビークルの概念に非常に興味を持っていました。シャトルの主な関心は再利用可能であることであり、理論的には関連するミッションのコストを下げる必要があります。後知恵とアメリカのシャトルの経験により、私たちは現実がより複雑であることを知っています。したがって、ヨーロッパは米国と同様に、有人宇宙飛行にスペースシャトルを使用するという考えを捨てました。
しかし、貨物輸送はそれほど要求の少ない活動です。一方、スペースシャトルの概念は真のルネッサンスを経験しています。ボーイングX-37Bシャトルは2010年から飛行しています。米国では、数年以内にシエラネバダドリームチェイサーに参加する必要があります。ヨーロッパでは、最終的にヨーロッパが軌道からペイロードを持ち込むための独立した方法を持つようになる再利用可能なスペースシャトル、スペースライダーの到着を楽しみにしています。
ヨーロッパのスペースシャトルSpace RiderはIXVデモンストレーターの相続人です
スペースシャトルスペースライダーは、2021年に最初の飛行を行うことが期待されています。しかし、その起源はさらに詳しく調べることができます。ヨーロッパは、1990年代初頭までESAを占有していたエルメスとして知られるプロジェクトである居住スペースシャトルの作成を長い間望んでいました。エルメスは、アメリカのスペースシャトルよりも軽い乗り物だったでしょう。アリアン5によって打ち上げられ、上段を置き換えました。アリアン5が設計されたのは、この種のミッションを念頭に置いたものです。有人飛行のヨーロッパの夢は、その時以来実現していません。
ESAは、しかし、再利用可能な軌道ビークルを作成するという野心を放棄していません。 1998年、Ariane 5の3回目の飛行が大気圏再突入実証機の打ち上げに使用されました。このアポロ型宇宙カプセルは、大気圏再突入に関連する多くの技術を検証するためのものでした。ミッションは完全に成功しました。宇宙カプセルの熱シールドは摂氏900度近くの非常に良好な温度に耐えました。その飛行システムにより、計画地点からわずか5 kmで着陸しました。この成功により、2005年に新しいプロジェクトが開発されました。イタリアで、IXV（中間実験車両）デモンストレーターの推進力が生まれました。
アイデアは、1998年に行われたデモ飛行を再開することですが、完全に異なる車両を使用します。 IXVは、X-37Bシャトルとはまったく似ていません。これは、翼のないリフティングボディと呼ばれる宇宙船のカテゴリの一部です。しかし、彼らの胴体は、大気中で非常に高速で揚力効果を生み出すために研究されています。これにより、軌道速度での再突入時の制約が緩和されます。実際、翼はシャトル型車両にとって最も重要な加熱ポイントの1つです。一方、速度が十分に低下すると、揚力体は非常に不安定になります。したがって、Dream ChaserやX-37Bのように滑空しても着陸できません。
スペースライダーはまだ多くの課題に直面しています
このような車両の設計には、イタリアとそのヨーロッパのパートナーにとって多くの新しい開発が必要です。 繰り返しますが、問題の核心は熱保護です。 IXVの形状は、以前のデモンストレーターの形状とはまったく異なります。 したがって、そこから学べる教訓は限られています。 アメリカのスペースシャトルのように、新しいヨーロッパのデモンストレーターは、鼻を上に向けて帰還しなければなりません。
また、空力的に操縦できなければなりません。 このため、背面に配置された2つのフラップが装備されています。 滑走中は着陸できないため、速度が十分に低いときに開く必要があるパラシュートに乗り出します。 IXVは回収される前に海でコースを終了する必要があります。
デモンストレーターもサイズの制約を受けます。 確かに、ESAが利用できる最も強力でないロケット、ランチャーベガの小さな鼻の下に配置できる必要があります。 したがって、IXVは特に軽量でコンパクトでなければなりません。
スペースライダーの最初のデモ飛行は2015年に行われました
これらの数多くの技術的課題は、このミニスペースシャトルの実証飛行を見るために2015年まで待つ必要がある理由を説明しています。 2015年2月11日、ベガランチャーがIXVを弾道軌道に乗せます。軌道に到達せず、高度412 kmまで上昇します。その速度はまた、軌道再突入の速度に非常に近いです。今回も、成功です。スペースシャトルは計画どおりに動作します。センサーを使用すると、フライトのすべての段階での動作に関する貴重な情報を収集できます。この情報により、プログラムを続行できます。
このデモ飛行の翌年、ESAは運用車両の開発のための最初の資金をリリースします。ペイロードを軌道に乗せ、最大2か月間滞在し、スペースライダーという1つのピースで地球に戻ることができなければなりません。今回も、プロジェクトを推進するのは主にイタリアの宇宙機関とその産業パートナーです。 Space Riderの設計は、IXVの設計とほぼ同じですが、いくつかの顕著な違いがあります。
Space Riderは、IXVを推進したVegaランチャーよりもはるかに強力なVega Cランチャーのノーズの下で実行する必要があり、ノーズも大きくなります。 Space Riderがデモンストレーターの4.40メートルを超えることは驚くことではありません。これにより、新しいヨーロッパの宇宙船は、1人以上の顧客に代わって最大800 kgのペイロードを積み込むことができます。これは、それを微小重力または地球観測実験に着手し、おそらく小型衛星を展開できる真のマルチミッションツールにする必要があります。
Space Riderの特性により、優れた適応性が実現します
地球軌道では、スペースライダーは宇宙滞在中に操縦することができます。上部ステージは、宇宙船と電力供給用のソーラーパネルに推進能力を提供するサービスモジュールとして使用されます。ただし、再入の直前に削除されます。
スペースライダーは、デモンストレーターの再突入戦略とは少し異なる大気再突入戦略を選択します。速度が十分に低下すると、パラシュートではなくパラグライダーでレースを終了します。これにより、軌道の終点を大きく制御できます。その着陸も、水平速度が速い飛行機のように見えます。 IXVとは異なり、スペースライダーは再利用できるため、この着陸方法は回復を促進します。
ランチャーのように、スペースライダーはフランス領ギアナのクーロウから離陸します。ミッションのプロファイルに応じて、いくつかの着陸地点が可能です。ガイアナ、アゾレス諸島、またはカリブ海にあるキュラソー島。 2021年頃に行われるはずの最初の飛行を超えて、スペースライダーが欧州の宇宙戦略においてどれほど重要かは明らかではありません。その頭字語によると、それはまだデモンストレーターです。したがって、ESAは来年も他の宇宙船とのコンセプトを開発し続けることができます。
スペースライダーなどのスペースシャトルが提供する可能性は、多くの人々にとって興味深いものです。
ただし、スペースライダーの役割は、単純な技術的デモンストレーションを超えます。 ESAは、さまざまな飛行中に宇宙船の船倉を埋めるための呼び出しをすでに開始しています。 X-37Bとは異なり、軍隊にはスペースライダーの独占権はありません。顧客の国籍にも制限はありません。スペースシャトルは、世界中の機関や商業施設からペイロードを積み込むことができます。顧客は1.2立方メートルの貨物倉を共有する必要があります。それほど大きくはありませんが、ロボットアームを使用して軌道上で操作を実行することも可能です。
ESAは当初、運用を管理する予定ですが、Space Riderの民営化は既に想定されています。その後、2025年頃にArianespaceのグループに分類される可能性があります。したがって、同社は軌道のリターンサービスを提供することができます。その仕様に従って、Space Riderは少なくとも6回は再利用可能で、各フライトの間に6か月の復元が必要です。最初のコピーが他のコピーと結合して実際の艦隊を構成するかどうかはまだわかりません。
おそらく最初のスペースライダーの商業的成功にかかっているでしょう。これまでのところ、このプログラムには非常に限られた資金で比較的経済的であるという利点があります。これにより、ローンチ価格とリターン価格が単純なローンチ価格よりもわずかに高くなる可能性があります。
今後数年間は、スペースライダーとヨーロッパの宇宙船の開発にとって重要です。
小型シャトルの経済的実行可能性について質問する前に、数年待つ必要があります。将来のヨーロッパの宇宙船は、IXVのように、最初の飛行に備えて批判的なレビューといくつかのテストにまだ合格していません。今年から早くもいくつかの落下試験が期待できます。パラグライディング降下システムは、実際の条件で実際に検証する必要があります。
スペースライダーは、その小型サイズと小型ランチャーにもかかわらず、ヨーロッパの宇宙能力の革命となるでしょう。全世界は現在、高度に操縦可能な宇宙船を軍事目的の軌道に開発しようとしています。欧州が同じ道を歩んでいるが、市民的および商業的アプローチを採用していることを確認するのは安心です。 Space Riderが当然の成功を収めることを願っています。その後、特にAriane Nextなどの再利用可能なランチャーを方程式に追加する場合、ヨーロッパがこの新しいスキルを作成できることを夢見ることができます。ドッキング機能を備えたより大規模なスペースライダーを想像してみてください。このような車両は、ISSまたはLOP-Gからも貨物を運んで運ぶことができます。
