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スペースX CRS-1

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア（Wikipedia）』
スペースX CRS-1
任務にんむ種別しゅべつISSの補給ほきゅう
運用うんよう者しゃNASA
COSPAR ID2012-054A
特性とくせい
宇宙うちゅう機種きしゅ別べつドラゴン
製造せいぞう者しゃスペースX
任務にんむ開始かいし
打うち上あげ日び2012年ねん10月がつ8日にち 0時じ34分ふん7秒びょう (UTC)[1][2][3]
ロケットファルコン9 v1.0
打上うちあげ場所ばしょケープカナベラル空軍くうぐん基地きち SLC-40[4][5]
打うち上あげ請負うけおい者しゃスペースX
任務にんむ終了しゅうりょう
廃棄はいき種別しゅべつ回収かいしゅう
着陸ちゃくりく日び2012年ねん10月がつ28日にち 19時じ22分ふん (UTC)[6]
軌道きどう特性とくせい
参照さんしょう座標ざひょう地球ちきゅう周回しゅうかい軌道きどう
体制たいせい低てい軌道きどう
傾斜けいしゃ角かく51.6 度ど
ISSのドッキング（捕捉ほそく）
ドッキング ハーモニー 天底あめそこ
RMSの捕捉ほそく 2012年ねん10月がつ10日とおか 10時じ56分ふん (UTC)
ドッキング（捕捉ほそく）日にち 2012年ねん10月がつ10日とおか 13時じ3分ふん (UTC)[7]
分離ぶんり日び 2012年ねん10月がつ28日にち 11時じ19分ふん (UTC)[8]
RMS切きり離はなし 2012年ねん10月がつ28日にち 13時じ29分ふん (UTC)
berth時間じかん 17日にち 22時じ間あいだ 16分ふん
輸送ゆそう
重量じゅうりょう400 kg
加圧かあつ400 kg

スペースX CRS-1はスペースX社しゃのドラゴン無人むじん宇宙うちゅう補給ほきゅう機きの3回かい目めの飛行ひこう。SpX-1[9]とも。ファルコン9ロケットの4度目どめの飛行ひこうであり、スペースXとNASAの商業しょうぎょう補給ほきゅうサービス契約けいやくの最初さいしょの実じつ運用うんようであった。2012年ねん10月がつ7日にち20時じ34分ふん(EDT、世界せかい標準時ひょうじゅんじでは2012年ねん10月がつ8日にち0時じ34分ふん)に打うち上あげられた[1][3][10][11]。

歴史れきし

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2012年ねん5月がつ、CRS-1ファルコン9がケープカナベラル空軍くうぐん基地きちに搬入はんにゅうされたことが報告ほうこくされた[12]。CRS-1ドラゴンは2012年ねん8月がつ14日にちに搬入はんにゅうされた[13]。 2012年ねん8月がつ31日にち、CRS-1ファルコン9のウェット・ドレス・リハーサル（英語えいご版ばん）が完了かんりょうし、9月29日にちに静的せいてき燃焼ねんしょう試験しけんが完了かんりょうした、これら両方りょうほうの試験しけんはロケットの積つみ込こみ部ぶにドラゴン宇宙船うちゅうせんが取とり付つけられていない状態じょうたいで行おこなわれた[14][15]。計画けいかくは2012年ねん10月がつ5日にちに打うち上あげ準備じゅんび評価ひょうかに合格ごうかくした[11]。

打うち上あげは2012年ねん10月がつ8日にち0時じ34分ふん(UTC)に行おこなわれ成功裏せいこうりにISSと会合かいごうする軌道きどうに投入とうにゅうされた。打うち上あげの間あいだ、飛行ひこう中ちゅうに9機きのエンジンの1機きが突如とつじょ80秒びょう程度ていど圧力あつりょくを失うしない、エンジンの即時そくじ運転うんてん停止ていしが発生はっせいした。夜間やかん打うち上あげの遠望えんぼう映像えいぞうには破片はへんが見みられた。残のこった8機きのエンジンは長時間ちょうじかん燃焼ねんしょうを続つづけ、飛行ひこう制御せいぎょソフトは正確せいかくな低てい軌道きどうの近ちかくにドラゴンを投入とうにゅうすべく軌道きどうを修正しゅうせいした[16]。

タイムライン

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打うち上あげ

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CRS-1 ファルコン9の打うち上あげ
CRS-1 ファルコン9の打うち上あげの動画どうが

NASAが事前じぜんに発表はっぴょうしたミッション計画けいかくは以下いかのようなものであった。打上うちあげ1分ふん10秒びょう後ごで音速おんそくを超こえる。それから10秒びょう後ごまでに最大さいだい動どう圧あつ領域りょういきを通過つうかする。打上うちあげ後ご2分ふん30秒びょうごろに加速かそくを和やわらげるために、9機きの第だい1段だんエンジンのうちの2機きが停止ていしされる。90kmの高たかさで音速おんそくの10倍ばいに達たっする。すぐ後のちに、第だい1段だんの残のこりのエンジンも全すべて停止ていしする（MECO（第だい1段だん（メイン）エンジン停止ていし、Main Engine Cut Off））。MECOの5秒びょう後ご、第だい1段だんを分離ぶんり。その7秒びょう後ご、第だい2段だんのマーリンバキュームエンジンに点火てんか（第だい2段だんは6分間ふんかん14秒びょうの間あいだ運転うんてんされ、ドラゴンを低てい軌道きどうに投入とうにゅうする）。第だい2段だんエンジン点火てんか40秒びょう後ご、フェアリングをパージ。打うち上あげ9分ふん14秒びょう後ご、第だい2段だんエンジン停止ていし（Second Engine Cut Off, SECO）。その35秒びょう後ご、ドラゴンは分離ぶんりされ、初期しょき軌道きどうに投入とうにゅうされる[17]。

ドラゴンは初期しょき軌道きどうに投入とうにゅうされた後のち、ソーラーアレイを展開てんかいし、ランデブーに必要ひつようなセンサーと把持はじ固定こてい具ぐ（英語えいご版ばん）を保護ほごしている誘導ゆうどう航法こうほう制御せいぎょベイのドアを開ひらく[17]。

ドッキング

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ISSへ接近せっきんするCRS-1

ドラゴンはISSを追おいかけながら、COTS超ちょう高周波こうしゅうは通信つうしん装置そうち(CUCU)を使つかってUHF通信つうしんを確立かくりつした。また、ステーション搭載とうさいのクルー指令しれいパネル(CCP)を使つかって、長期ちょうき滞在たいざいのクルーが近接きんせつを監視かんしした。クルーにとってドラゴンに指令しれいを送おくるための能力のうりょくはミッションのランデブーと離脱りだつに際さいして重要じゅうようであった[17][出典しゅってん無効むこう]。

最終さいしゅう接近せっきんの間あいだ、行動こうどう判断はんだんはヒューストンミッションコントロール（英語えいご版ばん）で行おこなわれ、ホーソーンのスペースXのチームはステーションから250mの位置いちまで近ちかづける別べつの制御せいぎょを行おこなった。この距離きょりで、ドラゴンはLIDARと熱ねつ画像がぞうなどで構成こうせいされる近距離きんきょり誘導ゆうどうシステムの利用りようを開始かいしした。システムはドラゴンの熱ねつ画像がぞうとドラゴンが受うけ取とったLIDAR画像がぞうの比較ひかくによってドラゴンの位置いちと速度そくどが加速かそくしていることを確認かくにんした。ジョンソン宇宙うちゅうセンターの国際こくさい宇宙うちゅうステーション飛行ひこう制御せいぎょ室しつのNASAの飛行ひこう制御せいぎょチームの支援しえんの下した、ホーソーンのドラゴン飛行ひこう制御せいぎょチームは宇宙うちゅう機きに現在げんざいの位置いちから宇宙うちゅうステーションに近接きんせつするように指令しれいした。 ヒューストンとホーソーンチームによって更さらなる行動こうどう判断はんだんが行おこなわれ、進入しんにゅう禁止きんし範囲はんい[注釈ちゅうしゃく 1](keep-out sphere、KOS)への進入しんにゅうが許可きょかされ、ドラゴンはステーションから30mの位置いちに自動的じどうてきに進すすみ、この行動こうどうが完了かんりょうした。 ドラゴンは10mの捕獲ほかく地点ちてんの位置いちに進すすんだ。最終さいしゅう的てきな行動こうどう判断はんだんが行おこなわれ、ヒューストンコントロールセンターチームはドラゴンの把持はじを行おこなうクルーに通知つうちした[17][出典しゅってん無効むこう]。

第だい33次じ長期ちょうき滞在たいざいのクルーでJAXAの星ほし出いずる彰彦あきひこは17.6mあるロボットアームのカナダアーム2を使つかって、10時じ56分ふん(UTC)にドラゴンを把持はじした[7]。星ほし出では、第だい33期き長期ちょうき滞在たいざいの司令しれいでNASAのスニータ・ウィリアムズの協力きょうりょくの下した、ドラゴンをハーモニーモジュールの地球ちきゅうに面めんした側がわに移動いどうさせた後のち、ウィリアムズと星ほし出では持もち場ばを変かわり、ウィリアムスが13時じ3分ふん(UTC)にドラゴンをハーモニーの共通きょうつう結合けつごう機構きこうに係留けいりゅうした[7]。

ハーモニーとドラゴン間あいだのハッチの開放かいほうはもともと10月がつ11日にちに予定よていされていたが、繰くり上あげられて17時じ40分ふん(UTC)に行おこなわれた[7]。

その後ご

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キューポラ (ISS)からみたCRS-1、2012年ねん10月がつ14日にち

それからの2週間しゅうかん半はん、ISSのクルーはドラゴンの搭載とうさい貨物かもつをISSに下おろし、地球ちきゅうへ戻もどす荷物にもつをドラゴンに搭載とうさいした[17][出典しゅってん無効むこう]。

軌道きどう実験じっけん室しつでのミッション完了かんりょう後ご、新あたらしく訪おとずれた第だい33次じ長期ちょうき滞在たいざいのフライトエンジニアケビン・A・フォード（英語えいご版ばん）がカナダアーム2を利用りようしてハーモニーからドラゴンの係留けいりゅうを解除かいじょし、CRS-1は15mの開放かいほう位置いちまで移動いどうさせて開放かいほうされた。ドラゴンは3回かいのエンジン燃焼ねんしょうを行おこない、ステーションから離脱りだつした。ドラゴンがステーションを発たってからおおよそ6時じ間あいだ後ご、10分間ふんかんの軌道きどう離脱りだつ噴射ふんしゃを行おこなった。ソーラーアレイなどが取とり付つけられているドラゴンの後部こうぶのトランク部ぶはこのとき放棄ほうきされた。[17][出典しゅってん無効むこう]。

港みなとに戻もどってきたCRS-1、2012年ねん10月がつ30日にち

大気圏たいきけん再さい突入とつにゅう時どきの着陸ちゃくりくはドラコスラスターの自動じどう飛行ひこうで制御せいぎょされた[出典しゅってん無効むこう]。慎重しんちょうに時とき系列けいれつ順じゅんの要素ようそがこなされ、安定あんてい化かと減速げんそくのために13700mの高度こうどで2枚まいの減速げんそく用ようパラシュート（英語えいご版ばん）が展開てんかいされた。減速げんそく用ようパラシュートの完全かんぜんな展開てんかいが引ひき金がねとなって、3000mの高度こうどでそれぞれ35mの直径ちょっけいを持もつ3枚まいのメインパラシュート開放かいほうされた。減速げんそく用ようパラシュートは宇宙うちゅう機きから切きり離はなされ、メインパラシュートがさらに宇宙うちゅう機きの降下こうかを4.8-5.4m/sの速度そくどに遅おくらせた。ドラゴンはもしメインパラシュートの1枚まいが失うしなわれたとしても、2枚まいの残のこりで安全あんぜんに着陸ちゃくりく可能かのうであった。ドラゴンのカプセルは南みなみカリフォルニア海岸かいがんの450km沖おきの太平洋たいへいようへの着水ちゃくすいが予想よそうされた。スペースXはAフレームやクレーンを装備そうびした30mほどのボート1艘そう、テレメトリを運用うんようする27mの乗員じょういんボート1艘そう、7mほどの硬質こうしつ船体せんたいゴムボート2艘そうなどを回収かいしゅう任務にんむに利用りようした。これらのボートにはエンジニアや技術ぎじゅつ者しゃ約やく十じゅう数すう名めいだけでなく、4名めいの潜水せんすいチームも乗のっていた。 ドラゴンカプセルが着水ちゃくすい後ご、回収かいしゅうチームはカプセルを回収かいしゅうし、陸ろくに運はこぶためにデッキに乗のせてた[出典しゅってん無効むこう][17]。

技術ぎじゅつ者しゃはカプセルのサイドハッチを空あけ、至急しきゅうを要ようする貨物かもつを回収かいしゅうした。これらの貨物かもつは高速こうそくボートに乗のせられ、カリフォルニアに運はこばれ最終さいしゅう的てきにNASAに渡わたされ、NASAは貴重きちょうな科学かがく物品ぶっぴんを取とり仕切しきり、試料しりょうの飛行ひこう後ごの解析かいせきを取とり扱あつかった[18]。残のこりの貨物かもつはいったんドラゴンがテキサス州しゅうマグレゴーのスペースXの試験しけん施設しせつに到着とうちゃくしてから下おろされた[19]。

搭載とうさい貨物かもつ

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CRS-1のために準備じゅんびが行おこなわれているドラゴン

主要しゅよう貨物かもつ

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CRS-1の打うち上あげ時じ、ドラゴンは合計ごうけい905kgであり、輸送ゆそう機き自身じしんの重量じゅうりょうを除のぞけば400kgの貨物かもつを積つんでおり[17]、クルーへの補給ほきゅう品ひん118kg、166種しゅの実行じっこう中ちゅうの実験じっけんや66の新しん実験じっけんなど向むけの支援しえん用ようの物資ぶっし177kg、ステーション用よう機材きざい設備せつび102kg、その他た3.2kgなどであった[17]。

地上ちじょうへの降下こうか時じ、ドラゴンは合計ごうけい905kgであり、輸送ゆそう機き自身じしんの重量じゅうりょうを除のぞけば759kgの貨物かもつを積つんでおり[17]、クルー用品ようひん74kg、化学かがく実験じっけん品ひんや実験じっけんハードウェア393kg、ステーション用よう機材きざい設備せつび235kg、宇宙うちゅう遊泳ゆうえい用品ようひん33kg、その他た25kg程ほどなどであった[17]。

副ふく貨物かもつ

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打うち上あげ数すうヶ月かげつ前まえ、ピギーバック衛星えいせいとしてファルコン9の第だい2段だんで150kgの第だい2世代せだいオーブコム衛星えいせい試作しさく機きを打うち上あげることが計画けいかくされていた[20][21]。

第だい2貨物かもつはファルコンロケット打うち上あげ時じの第だい1段だんエンジンが1基き故障こしょうしたため、副ふく貨物かもつのピギーバック衛星えいせいもドラゴン投入とうにゅう軌道きどうに投入とうにゅうされた。

主要しゅよう貨物かもつの契約けいやく者しゃであるNASAは99%より大おおきい想定そうてい成功せいこう確かく率りつを要求ようきゅうしており、副ふく貨物かもつはISSと類似るいじした軌道きどう傾斜けいしゃ角かくで、軌道きどうの目標もくひょうはISSよりも高たかい位置いちであった。エンジン故障こしょうによりファルコン9は想定そうていより多おおい燃料ねんりょうを使用しようしており、成功せいこう確かく率りつの推定すいてい値ちは95%に減少げんしょうしていた。このため、第だい2段だんエンジンは第だい2回かい燃焼ねんしょうを行おこなえず、オーブコム第だい2世代せだい実験じっけんは使用しよう不能ふのうな軌道きどうに残のこされ[22][23]、打うち上あげ4日にち後ごに地球ちきゅうの大気圏たいきけんで燃もえ尽つきた[24][25]。

スペースXとオーブコム両者りょうしゃがミッション前まえに副ふく貨物かもつの衛星えいせいはドラゴン投入とうにゅう軌道きどうの低ひくい軌道きどうに残のこるという高たかいリスクを知しっており、これは副ふく貨物かもつの打うち上あげ費用ひようを劇的げきてきに低ひくくしたことでオーブコムが合意ごういしたリスクであった[24]。

ファルコン9のエンジン異常いじょう

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打うち上あげ時じ、ファルコン9の第だい1段だんの9基きのエンジンのうち1基きにエンジン異常いじょうが発生はっせいした。スペースXは数すう年ねん前まえからファルコン9の第だい1段だんは「エンジン燃焼ねんしょう停止ていし能力のうりょく」を持もって設計せっけいされており、この能力のうりょくで誤作動ごさどうしたエンジン数すう基きを停止ていし可能かのうで、その状態じょうたいでも打うち上あげを成功せいこうさせることができると強つよく主張しゅちょうしている[26]。 打うち上あげ中ちゅう、CRS-1の第だい1段だんは1番ばんエンジンを停止ていしし、結果けっかとして、輸送ゆそう機きを予定よてい通どおりの軌道きどうに投入とうにゅうするため残のこりの8基きのエンジンを想定そうていよりもやや推力すいりょくを減少げんしょうさせて長ながく燃焼ねんしょうさせることで打うち上あげは継続けいぞくされた [27]。スペースXは「予定よてい外がいの急速きゅうそくな分解ぶんかい」に言及げんきゅうしており[28]、これは意図いとせずも、最初さいしょの飛行ひこう中ちゅうのファルコン9の「燃焼ねんしょう停止ていし」設計せっけいの実証じっしょうとなり[16][29]、「燃焼ねんしょう停止ていし能力のうりょくの明快めいかいな実証じっしょうを提供ていきょうした」[28][30]としている。

この異常いじょうに対たいしてNASAとスペースXは共同きょうどうでCRS-1飛行ひこう後ご調査ちょうさ委員いいん会かいを立たち上あげた[31]。飛行ひこう後ご調査ちょうさ委員いいん会かいからの予備よび情報じょうほうは1番ばんエンジンのノズルの上うえの燃料ねんりょうドームが爆発ばくはつしなかったものの破裂はれつしたことを示しめしている。飛行ひこうビデオ記録きろくに見みられるように、エンジン停止ていし前まえに終了しゅうりょうした燃料ねんりょう燃焼ねんしょうはフェアリング破損はそんの原因げんいんとなった[32]。その後ごの調査ちょうさでおそらくエンジン製造せいぞう時じに起おこったエンジン機関きかん被覆ひふくの検出けんしゅつされない素材そざいの欠陥けっかんの結果けっかと問題もんだいを特定とくていしたと議会ぎかい公聴こうちょう会かいで示しめされた。飛行ひこう中ちゅう、データは素材そざいの欠陥けっかんが最終さいしゅう的てきに主しゅ燃焼ねんしょう室しつの裂さけ目めにつながったことを示唆しさしていた。この裂さけ目めは主しゅ燃料ねんりょう経路けいろの方向ほうこうに高温こうおんのガスと燃料ねんりょうの噴射ふんしゃを開放かいほうし、これが2次じ漏もれの原因げんいんとなり、エンジン圧力あつりょくが急激きゅうげきに低下ていかした。結果けっかとして飛行ひこうコンピューターは第だい1エンジンを停止ていしさせ、ファルコン9はISSとのランデブーのためのドラゴン投入とうにゅうにむけて行程こうていを継続けいぞくした[33]。

ギャラリー

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  • NASA理事、チャールズ・ボールデンとファルコン9CRS-1、2012年8月23日
    NASA理事りじ、チャールズ・ボールデンとファルコン9CRS-1、2012年ねん8月がつ23日にち
  • ウェット・ドレス・リハーサルの日のドラゴンなしのファルコン9、2012年8月31日
    ウェット・ドレス・リハーサルの日ひのドラゴンなしのファルコン9、2012年ねん8月がつ31日にち
  • ドラゴンが取り付けられたファルコン9、2012年9月30日
    ドラゴンが取とり付つけられたファルコン9、2012年ねん9月がつ30日にち
  • 展開実証で発射台で起こされたファルコン9、2012年10月2日
    展開てんかい実証じっしょうで発射はっしゃ台だいで起おこされたファルコン9、2012年ねん10月がつ2日にち

註

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注釈ちゅうしゃく

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  1. ^ 衝突しょうとつの危険きけんを減へらすためステーションから200mの範囲はんいに指定していされた仮想かそうの球状きゅうじょうの範囲はんい

参照さんしょう

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  29. ^ Hennigan, WJ (2012年ねん10月がつ8日にち). “SpaceX rocket engine shuts down during launch to station”. Los Angeles Times. http://www.latimes.com/business/money/la-fi-mo-spacex-engine-problem-20121008,0,67936.story 2012年ねん10月がつ8日にち閲覧えつらん。 
  30. ^ Money, Stewart (2012年ねん10月がつ9日にち). “Falcon 9 Loses an Engine (and Fairing), Demonstrates Resiliance”. Innerspace. http://innerspace.net/2012/10/09/falcon-9-loses-an-engine-and-fairing-demonstrates-resiliance/ 2012年ねん10月がつ10日とおか閲覧えつらん. "provides a clear demonstration of the engine out capability." 
  31. ^ Lindsey, Clark (2012年ねん10月がつ12日にち). “SpaceX CRS-1: Review board formed to investigate engine failure”. NewSpace Watch. オリジナルの2013年ねん1月がつ29日にち時点じてんにおけるアーカイブ。. https://archive.is/20130129203156/http://www.newspacewatch.com/articles/spacex-crs-1-review-board-formed-to-investigate-engine-failure.html 
  32. ^ Bergin, Chris (2012年ねん10月がつ19日にち). “Dragon enjoying ISS stay, despite minor issues – Falcon 9 investigation begins”. NASAspaceflight.com. http://www.nasaspaceflight.com/2012/10/dragon-iss-stay-minor-issues-falcon-9-investigation/ 2012年ねん10月がつ21日にち閲覧えつらん. "9基きのマーリン1Cエンジンのうちの1つである1番ばんエンジンに関係かんけいした第だい1段だんの問題もんだいによってノズルの上うえの燃料ねんりょうドームが破損はそんされたと考かんがえられている。エンジンは爆発ばくはつしなかったが、エンジン圧力あつりょくの開放かいほうによってエンジンを空そら力りょく負荷ふかから保護ほごしているフェアリングの破裂はれつ、落下らっかを引ひき起おこした。" 
  33. ^ “SpaceX: Engine Anomaly Overview”. Aviationweek.com. 2013年ねん10月がつ8日にち閲覧えつらん。

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