宇宙うちゅう機きのドッキングおよび係留けいりゅう


ISSにドッキングするため慣性かんせい飛行ひこうして接近せっきんするプログレス補給ほきゅう船せん		カナダ製せいのロボットアームで係留けいりゅうされようとするドラゴン補給ほきゅう船せん

宇宙うちゅう機きのドッキングおよび係留けいりゅう（うちゅうきのドッキングおよびけいりゅう）は、概がいして2機きの宇宙うちゅう機きの結合けつごうのことを意味いみする。この結合けつごうとは一時いちじ的てきなものから、宇宙うちゅうステーションの区画くかくの結合けつごうのように恒久こうきゅう的てきなものまである。

ドッキングとは、特とくに慣性かんせい飛行ひこうしている2機きの宇宙うちゅう機きの結合けつごうを意味いみする^[1]^[2]^[3]^[4]。これに対たいし係留けいりゅう (berthing) は、自みずから動うごくことのない区画くかくまたは機体きたいを、ロボットアームを使用しようしてもう１機きの宇宙うちゅう機きの結合けつごう部ぶに配置はいちさせる操作そうさのことである^[1]^[3]^[4]。一方いっぽうで切きり離はなす場合ばあいにおいては、ロボットアームによる作業さぎょうは現在げんざいのところ手作業てさぎょうで困難こんなんが伴ともなうものであるため、緊急きんきゅう時じに乗員じょういんを迅速じんそくに退避たいひさせるような状況じょうきょうには適てきさないとされている^[5]。

ドッキングの状態じょうたい[編集へんしゅう]

ドッキングおよび係留けいりゅうの結合けつごう状態じょうたいには、「ソフト (暫定ざんてい的てき)」なものと「ハード (確定かくてい的てき)」なものがある。一般いっぱん的てきにドッキングの操作そうさは、宇宙うちゅう機きが自みずからのドッキング装置そうちを目標もくひょうの機体きたいのものと接触せっしょくさせ、留とめ金がねをかける「暫定ざんてい的てきドッキング」から開始かいしされる。暫定ざんてい的てき接続せつぞく状態じょうたいが確保かくほされ双方そうほうの宇宙うちゅう機きが与あずか圧おされると、「確定かくてい的てきドッキング」の段階だんかいに進すすむことができる。ドッキング装置そうちが双方そうほうの気密きみつを確保かくほし「確定かくてい的てき」な状態じょうたいになれば、内部ないぶハッチを安全あんぜんに開あけて搭乗とうじょう員いんや貨物かもつが移動いどうできるようになる。

有人ゆうじん宇宙船うちゅうせんのドッキング[編集へんしゅう]

雌雄しゆう型がた[編集へんしゅう]

ドッキングおよび係留けいりゅうの機構きこうは、機構きこうのどの部分ぶぶんを使つかって結合けつごうするかによって、無性むしょう型がたと有性ゆうせい型がたに分わかれる。初期しょきの宇宙うちゅう機きの結合けつごう装置そうちは、すべて有性ゆうせい型がたのものだった。有性ゆうせい型がたとは、結合けつごうする双方そうほうの機体きたいがそれぞれ独特どくとくの形状けいじょう (『雄ゆう』型がたと『雌めす』型がた) を持もち、ドッキングの過程かていにおいて特定とくていの役割やくわりを果はたすという設計せっけいのもので^[2]、その役割やくわりは交代こうたいすることはできない。さらに雄ゆうと雄ゆう、雌めすと雌めすなど、同おなじ形がたのものは結合けつごうできない。

対照たいしょう的てきに無性むしょう型がたのドッキング (また後のちには無性むしょう型がたの係留けいりゅう) では、双方そうほうの機体きたいが同型どうけいの接合せつごう部ぶを持もつ。無性むしょう型がたの結合けつごうでは接合せつごう部ぶは単一たんいつの形状けいじょうしかなく、それぞれは自身じしんの複製ふくせいと結合けつごうすることになる。これによりすべての2機きの宇宙うちゅう機きの間あいだで救出きゅうしゅつ作業さぎょうや共同きょうどう作業さぎょうができるようになるのはもちろんのこと、機構きこう的てきな段階だんかいにおける冗長じょうちょう性せい (役割やくわりの互換ごかん性せい) を持もつことが可能かのうになる。また柔軟じゅうなんな飛行ひこう計画けいかくを立たてたり、特殊とくしゅな飛行ひこうをする際さいの分析ぶんせきや訓練くんれんの手間てまを省はぶくことが可能かのうになる^[2]。

機構きこうおよび系統けいとうのリスト[編集へんしゅう]

名称めいしょう	方式ほうしき	内部ないぶ移動いどう	注記ちゅうき	形式けいしき
ジェミニドッキング機構きこう	ドッキング	不可能ふかのう	ジェミニ宇宙船うちゅうせん (能動のうどう) とアジェナ標的ひょうてき機き (受動じゅどう) とのドッキングを可能かのうにした。	有性ゆうせい型がた
アポロドッキング機構きこう	ドッキング	可能かのう	アポロ司令しれい・機械きかい船せん (能動のうどう) とアポロ月がつ着陸ちゃくりく船せん ^[6](受動じゅどう) および宇宙うちゅうステーションスカイラブ (受動じゅどう) とのドッキングを可能かのうにした。アポロ・ソユーズテスト計画けいかくでは、ソビエト連邦れんぽうのソユーズ7K-TM宇宙船うちゅうせんとドッキングするための接続せつぞく器き (受動じゅどう) との結合けつごうに使用しようされた。移動いどうトンネルの内径ないけいは81センチメートル^[7]^[8]。	有性ゆうせい型がた
初期しょき型がた探さがせ針はり誘導ゆうどう式しきドッキング機構きこう (ソ連それん)	ドッキング	不可能ふかのう	初期しょき型がたソユーズ「探さがせ針はり誘導ゆうどう式しき」ドッキング装置そうちは、ソ連それんの宇宙うちゅうステーション計画けいかく準備じゅんびのための技術ぎじゅつ的てきデータを取得しゅとくする目的もくてきで、ソユーズの第だい一いち世代せだい機き7K-OKで1966年ねんから1970年ねんまで使用しようされた。そこで得えられたデータはその後ご、ソユーズを改造かいぞうした (当初とうしょはソ連それんの有人ゆうじん月がつ旅行りょこう計画けいかくのために開発かいはつされたものだった) 宇宙うちゅうステーション搬送はんそう機きに使用しようされた^[1]。 2機きの無人むじんのソユーズによる初はつのドッキング (宇宙うちゅう飛行ひこうの歴史れきしにおいて、初はじめて行おこなわれた完全かんぜん無人むじんのドッキング) は、1967年ねん 10月30日にちのコスモス186号ごうと188号ごうの飛行ひこうで行おこなわれた。	有性ゆうせい型がた
Kontakt ドッキング機構きこう	ドッキング	不可能ふかのう	ソ連それんの月つき飛行ひこう計画けいかくで、月つき周回しゅうかい機き7K-LOK (能動のうどう) と着陸ちゃくりく船せんLK (受動じゅどう) のドッキングで使用しようされる予定よていだった^[9]。	有性ゆうせい型がた
現行げんこう型がた探さがせ針はり誘導ゆうどう式しきドッキング機構きこう (ロシア)	ドッキング	可能かのう	現行げんこうのロシア式しきドッキング機構きこうである「ソユーズ探さがせ針はり誘導ゆうどう式しきドッキング機構きこうサリュート1型がた」は、1971年ねんに実用じつよう化かされた。この装置そうちはロシアでは「Sistema Stykovki i Vnutrennego Perekhoda (SSVP)」と呼よばれ、その意味いみするところは「ドッキングおよび内部ないぶ移動いどうのための機構きこう」である^[10]。はじめて使用しようされたのはソユーズ10号ごうおよびソユーズ11号ごうの飛行ひこうのときのことで、サリュート1号ごうとの間あいだで宇宙うちゅう開発かいはつ史上しじょう初はつとなる宇宙うちゅうステーションとのドッキングが行おこなわれた^[1]。この装置そうちはその後ご1980年代ねんだい中頃なかごろに改良かいりょうされ、宇宙うちゅうステーションミールに20トンもの区画くかくを結合けつごうできるようになった^[10]。内部ないぶには内径ないけい80センチメートルの円形えんけいの経路けいろがある^[3]^[4]^[10]。「探さがせ針はり誘導ゆうどう式しき」機構きこうでは、ソユーズ、プログレス補給ほきゅう船せん、欧州おうしゅう補給ほきゅう機きなどの探さがせ針はり部ぶを持もつ宇宙うちゅう機きが、サリュートやミール、国際こくさい宇宙うちゅうステーション (International Space Station, ISS) などに設置せっちされている誘導ゆうどう部ぶを持もつ接続せつぞく口こうに結合けつごうする。現在げんざい使用しようされている装置そうちはSSVP-G4000と呼よばれ、ISSのズヴェズダ、ピアース、ミニ・リサーチ・モジュール1、ミニ・リサーチ・モジュール2の4カ所かしょの区画くかくに設置せっちされている^[10]。また探さがせ針はり誘導ゆうどう式しき機構きこうは、ISSで初はじめて打うち上あげられた区画くかくであるザーリャとミニ・リサーチ・モジュール1との接合せつごう部ぶにも使用しようされている^[1]。	有性ゆうせい型がた
無性むしょう型がたドッキング機構きこう	ドッキング	可能かのう	アポロ・ソユーズテスト計画けいかくで、アメリカ側がわのドッキング用よう区画くかくとソユーズ7K-TMの間あいだで使用しようされた。その後ごアメリカ側がわとソ連それん側がわで若干じゃっかんの設計せっけいの変更へんこうはあったが、互換ごかん性せいは維持いじされた。	無性むしょう型がた
APAS-89	ドッキング	可能かのう	ミール (クリスタル区画くかく^[9]^[11]およびドッキング区画くかく)、ソユーズTM-16^[9]^[11]、ブランで使用しようされた (ブランは計画けいかくのみ)^[11]。移動いどう用ようトンネルの内径ないけいは80センチメートル^[1]^[3]^[4]。	無性むしょう型がた (ソユーズTM-16) 有性ゆうせい型がた (クリスタル^[12]、ミールドッキング区画くかく^[13])
APAS-95	ドッキング	可能かのう	スペースシャトル^[11]、ISS (ザーリャ、与あずか圧あつ結合けつごう接続せつぞく器き) で使用しようされる。移動いどう用ようトンネルの内径ないけいは80センチメートル^[1]^[3]^[4]。製造せいぞう者しゃはRKKエネルギア。本質ほんしつ的てきにはAPAS-89と同おなじものとされている^[11]。	無性むしょう型がた (シャトルおよびPMA-1^[1]) 有性ゆうせい型がた (PMA-2およびPMA-3)^[1]
複ふく合ごう型がたドッキング機構きこう	ドッキング	可能かのう	「複ふく合あい」の名称めいしょうは、探さがせ針はり誘導ゆうどう式しきの暫定ざんてい的てきドッキング機構きこうと、APAS-95の確定かくてい的てきドッキングのための周縁しゅうえん部ぶを組くみ合あわせたことに由来ゆらいする。ロシアではSSVP-M8000の名称めいしょうで実用じつようされている^[10]。 ISSではズヴェズダとザーリャ、およびピアースとミニ・リサーチ・モジュール2の、2カ所かしょの結合けつごう部ぶで使用しようされている^[1]。	有性ゆうせい型がた
共通きょうつう結合けつごう機構きこう	係留けいりゅう	可能かのう	ISSのUSセグメント (ロシア以外いがいの区画くかく) および多目的たもくてき補給ほきゅうモジュール、宇宙うちゅうステーション補給ほきゅう機きHTV (こうのとり)、ドラゴン補給ほきゅう船せん ^[14]、シグナス補給ほきゅう船せんで使用しようされる。標準ひょうじゅん的てきな共通きょうつう結合けつごう機構きこうは角かくが丸まるい正方形せいほうけいの移動いどう用ようトンネルを持もち、その幅はばは130センチメートルである^[4]。シグナスは小型こがたのハッチを使用しようしているため、移動いどう用ようトンネルは形状けいじょうは同おなじだが幅はばは94センチメートルと小ちいさくなっている^[15]。	有性ゆうせい型がた
中国ちゅうごく式しきドッキング機構きこう	ドッキング	可能かのう	神かみ舟ぶね宇宙船うちゅうせんで、神かみ舟ぶね8号ごうから始はじまる天宮てんぐう1号ごう宇宙うちゅうステーションとのドッキング飛行ひこうで使用しようされた。中国ちゅうごくのドッキング機構きこうはロシアのAPAS-89とAPAS-95を元もとにしており、「ほとんどクローンではないか」と言いう者ものもいる^[1]が、一方いっぽうで中国ちゅうごくは両者りょうしゃとの類似るいじ性せいはないと主張しゅちょうしている^[16]。移動いどう用ようトンネルの内径ないけいは80センチメートル^[17]^[18] 天宮てんぐう1号ごうで初はじめて使用しようされ、将来しょうらい的てきな中国ちゅうごくの宇宙うちゅうステーション計画けいかくや補給ほきゅう船せんで使用しようされる予定よてい。	無性むしょう型がた (神かみ舟ぶね) 有性ゆうせい型がた (天宮てんぐう1号ごう)
NASAドッキング機構きこう	ドッキングおよび係留けいりゅう	可能かのう	国際こくさいドッキング接続せつぞく器きおよび将来しょうらい的てきなアメリカの搭乗とうじょう機きで使用しようされる。国際こくさい標準ひょうじゅんドッキング機構きこうの基準きじゅんに適合てきごう。移動いどう用ようトンネルの内径ないけいは80センチメートル^[19]。	無性むしょう型がた (商業しょうぎょう宇宙船うちゅうせん、オリオン) 有性ゆうせい型がた (IDA)
国際こくさい的てき係留けいりゅうおよびドッキング機構きこう (欧州おうしゅう)	ドッキングおよび係留けいりゅう	可能かのう	ヨーロッパのドッキング機構きこうは、大小だいしょうの宇宙うちゅう機きにドッキングや係留けいりゅうの能力のうりょくを持もたせるべく計画けいかくされている。国際こくさい的てき係留けいりゅうおよびドッキング機構きこう (International Berthing and Docking Mechanism, IBDM) は国際こくさい標準ひょうじゅんドッキング機構きこう^[19]に適合てきごうするよう設計せっけいされており、従したがって将来しょうらい的てきにISSのアメリカ側がわに設置せっちされる国際こくさいドッキング接続せつぞく器きと互換ごかん性せいを持もたせるようになっている^[20]。移動いどう用よう経路けいろの内径ないけいは80センチメートル^[19]。アメリカの民間みんかん企業きぎょうシエラ・ネヴァダ・コーポレーションが開発かいはつしているドリームチェイサーは再さい使用しよう可能かのうな小型こがた宇宙船うちゅうせんで、ISSに飛行ひこう士しおよび乗組のりくみ員いんを送おくり迎むかえするための候補こうほとされている。欧州おうしゅう宇宙うちゅう機関きかんは、ISSに飛行ひこうするこの新型しんがた機きがIBDMを搭載とうさいする可能かのう性せいがあるとして、シエラ社しゃと協力きょうりょくを開始かいしした^[21]。	無性むしょう型がた

接続せつぞく器き[編集へんしゅう]

ドッキングあるいは係留けいりゅう接続せつぞく器きは、ある形式けいしきのドッキングまたは係留けいりゅうのための接続せつぞく部ぶを、異ことなる形式けいしきの接続せつぞく部ぶと連結れんけつさせることを容易よういにするための機械きかい的てきまたは電気でんき機械きかい的てき装置そうちである。この接続せつぞく部ぶは理論りろん的てきには「ドッキング – ドッキング型がた」「ドッキング – 係留けいりゅう型がた」「係留けいりゅう – 係留けいりゅう型がた」の3種類しゅるいがあり得えるが、今日きょうまでに宇宙うちゅう空間くうかんで配置はいちされたのは最初さいしょの2種類しゅるいのみである。これまでに打うち上あげられたものあるいは今後こんご打うち上あげられる予定よていの接続せつぞく器きは、以下いかのとおりである：

ASTPドッキング区画くかく：アメリカの探さがせ針はり誘導ゆうどう式しき装置そうち (アポロドッキング機構きこう) をAPAS-75に結合けつごうさせるもの。1975年ねんのアポロ・ソユーズテスト飛行ひこうで製造せいぞうされた。
与あずか圧あつ結合けつごう接続せつぞく器き (Pressurized Mating Adapter, PMA)：現行げんこうの共通きょうつう結合けつごう機構きこうをAPAS-95に結合けつごうさせるもの。ISSには3機きが接続せつぞくされており、PMA-1およびPMA-2は1998年ねんにスペースシャトルSTS-88で、PMA-3は2000年ねんにSTS-92で打うち上あげられた。
国際こくさいドッキング接続せつぞく器き (International Docking Adapter, IDA)^[22]：APAS-95をNASAドッキング機構きこうに結合けつごうさせるもの。ISSのハーモニー区画くかくに設置せっちされた2カ所かしょのPMAに、それぞれ1機きのIDAが配置はいちされる予定よていである^[23]。IDA-1はスペースX社しゃのCRS-7で発射はっしゃされハーモニーの前部ぜんぶPMAに取とりつけられる予定よていだったが、発射はっしゃは失敗しっぱいに終おわった^[22]^[24]。IDA-2は同社どうしゃのCRS-9で打うち上あげられ、ハーモニーの上部じょうぶPMAに接続せつぞくされる予定よていである^[22]^[24]。この接続せつぞく器きは、ISSの国際こくさい共同きょうどう委員いいん会かいの試こころみで定さだめられたドッキングのための基準きじゅんである、国際こくさいドッキング機構きこう標準ひょうじゅんに適合てきごうするものになる^[25]。

ASTPドッキング区画くかく
与あずか圧あつ結合けつごう接続せつぞく器き
国際こくさいドッキング接続せつぞく器き

無人むじん宇宙うちゅう機きのドッキング[編集へんしゅう]

宇宙うちゅう飛行ひこうの歴史れきしにおける最初さいしょの50年間ねんかんにおいて、ドッキングおよび係留けいりゅうの飛行ひこう計画けいかくの主おもな目的もくてきのほとんどは飛行ひこう士しの移送いそう、宇宙うちゅうステーションの建設けんせつおよび補給ほきゅう、そしてそれらの飛行ひこうのための試験しけんであった (例れい：コスモス186号ごうと188号ごうのドッキング)。従したがって、一般いっぱん的てきにその飛行ひこう計画けいかくに参加さんかしている宇宙うちゅう機きの少すくなくとも1機きは「有人ゆうじん」であり、目標もくひょうとされる機体きたいは (たとえば宇宙うちゅうステーションや月つき着陸ちゃくりく船せんのように) 与あずか圧おされた居住きょじゅう可能かのう空間くうかんを持もっていた。例外れいがいは (たとえば無人むじんのサリュート7号ごうにドッキングしたコスモス1443号ごうやプログレス23号ごう、あるいは無人むじんの宇宙うちゅうステーションミールにドッキングしたプログレスM1-5のような) ソ連それんの少数しょうすうの完全かんぜん無人むじん飛行ひこう計画けいかくのみであった。他たにはハッブル宇宙うちゅう望遠鏡ぼうえんきょうの5回かいにわたる補修ほしゅう計画けいかくにおいて、有人ゆうじんのスペースシャトルがハッブルを係留けいりゅうした飛行ひこうなどが例外れいがいとして挙あげられる。

しかしながら2015年ねん以降いこう、経費けいひ削減さくげんを重視じゅうしする多おおくの無人むじん商業しょうぎょう衛星えいせいによるドッキング計画けいかくが始はじまることにより、この状況じょうきょうは大おおきく変かわることになる。2011年ねん初頭しょとうには商業しょうぎょう軌道きどう輸送ゆそうサービスを行おこなう2つの企業きぎょうが、他たの無人むじん宇宙うちゅう機きに自動じどうまたは遠隔えんかく操作そうさで補給ほきゅうを行おこなう、新型しんがた無人むじん宇宙うちゅう補給ほきゅう機きを開発かいはつする計画けいかくを発表はっぴょうした。特筆とくひつすべきなのは、それらの補給ほきゅう機きはどちらも、ドッキングあるいは宇宙うちゅう空間くうかんで補給ほきゅうされることを前提ぜんていで設計せっけいされたものではない衛星えいせいと結合けつごうすることを目標もくひょうにしているということである。

これらのビジネスモデルの運用うんようは、初期しょき段階だんかいでは原則げんそく的てきに対地たいち同期どうき軌道きどうに近ちかい軌道きどうを周回しゅうかいすることになるが、大おおきなデルタV 軌道きどう変更へんこうをするような飛行ひこうも見込みこまれている^[26]。

2007年ねんのオービタル・エキスプレス (Orbital Express) 計画けいかくでは、2機きの無人むじん衛星えいせいとドッキングすることが要求ようきゅうされる新型しんがた商業しょうぎょう衛星えいせい補給ほきゅう飛行ひこうについて、すでに2社しゃが公表こうひょうしている。オービタル・エキスプレスはアメリカ政府せいふにより進すすめられている計画けいかくで、軌道きどう上じょうで燃料ねんりょうを補給ほきゅうしたり部分ぶぶん系統けいとうを補充ほじゅうするよう根本こんぽんから設計せっけいされている2機きの衛星えいせいを使用しようし、宇宙うちゅう空間くうかんで衛星えいせいの補給ほきゅう作業さぎょうを行おこなうことを試験しけんするものである。

宇宙うちゅうインフラサービス (Space Infrastructure Servicing, SIS) はカナダの航空こうくう宇宙うちゅう企業きぎょうマクドナルド社しゃ (MacDonald, Dettwiler and Associates) によって開発かいはつされた宇宙うちゅう機きで、対地たいち同期どうき軌道きどうにある通信つうしん衛星えいせいのための小規模しょうきぼな宇宙うちゅう燃料ねんりょう貯蔵庫ちょぞうことして運用うんようされる。インテルサット社しゃは最初さいしょの実証じっしょう衛星えいせいの共同きょうどう出資しゅっし者しゃであり、その衛星えいせいを目標もくひょうにすることが契約けいやくの必要ひつよう条件じょうけんとなっている。発射はっしゃは2015年ねんごろを目標もくひょうとしている^[27]^[28]

飛行ひこう延長えんちょう機き (Mission Extension Vehicle, MEV)^[29]は、航空こうくう宇宙うちゅう企業きぎょうのUSスペース社しゃとアライアント・テックシステムズ社しゃが50対たい50の出資しゅっしをしている合弁ごうべん企業きぎょうであるヴィヴィサット (ViviSat) 社しゃによって開発かいはつされた宇宙うちゅう機きで、宇宙うちゅう空間くうかんにおける小規模しょうきぼな衛星えいせい再さい補給ほきゅう機きとして機能きのうする^[26]。MEVはドッキングはするが燃料ねんりょうの移うつし替がえは行おこなわず、それよりも目標もくひょうの衛星えいせいに姿勢しせい制御せいぎょの能力のうりょくを与あたえるため、自身じしんの姿勢しせい制御せいぎょシステムを使用しようする予定よていである^[26]。

SISとMEVはそれぞれ異ことなるドッキング技術ぎじゅつを用もちいることになる。SISがアポジキックモーターの周囲しゅういにリング状じょうのアタッチメントを付つける^[30]一方いっぽうで、MEV機きはいくらか一般いっぱん的てきな、キックモーターのノズルの中なかに探さがせ針はりを挿入そうにゅうする方式ほうしきを用もちいる^[26]。

無人むじんドッキングのための装置そうちを取とりつけられた宇宙うちゅう機きで最もっとも有名ゆうめいなものは、ハッブル宇宙うちゅう望遠鏡ぼうえんきょうである。2009年ねんのシャトルSTS-125の飛行ひこうでは、望遠鏡ぼうえんきょうの本体ほんたい後部こうぶに暫定ざんてい的てき把持はじ機構きこう (Soft-Capture Mechanism, SCM) が設置せっちされた。SCMは寿命じゅみょうを迎むかえたハッブルが軌道きどうを離脱りだつする際さい、無人むじんの宇宙うちゅう機きと与あずか圧あつなしのドッキングをするときに使用しようされることになっている。またSCMはオリオンとドッキングする可能かのう性せいに備そなえるため、NASAドッキング機構きこうの接続せつぞく部ぶと互換ごかん性せいを持もつように設計せっけいされている^[31]。 SCMはランデブーや把持はじの機構きこうの複雑ふくざつさを、ハッブルをシャトルで把持はじし補修ほしゅうした5回かいにわたる飛行ひこうで使用しようされたものと比較ひかくし、大幅おおはばに減少げんしょうさせることになる^{[要よう出典しゅってん]}。NDSはAPAS-95の機構きこうと若干じゃっかんの類似るいじ性せいを帯おびてはいるが、互換ごかん性せいは持もっていない^[32]。

非ひ協力きょうりょく的てきドッキング[編集へんしゅう]

「非ひ協力きょうりょく的てき」とは、一般いっぱん的てきな意味いみにおける「協力きょうりょく的てきではない」ということではなく、ある宇宙うちゅう機きがそれ自体じたいによる能動のうどう的てきな機体きたいの制御せいぎょを受うけておらず、また他たの宇宙うちゅう機きに捕獲ほかくされることに自みずから積極せっきょく的てきに協力きょうりょくする状態じょうたいにないということを意味いみする。操作そうさ可能かのうな姿勢しせい制御せいぎょ装置そうちを持もたない宇宙うちゅう機き (または宇宙うちゅうを飛行ひこうする他ほかの人工じんこうの物体ぶったい) とのドッキングは、目的もくてきがその物体ぶったいを回収かいしゅうするためであったり、あるいは制御せいぎょされた大気圏たいきけん再さい突入とつにゅうを始はじめるためであるにしても、時ときとして実行じっこうする価値かちを持もつものである。非ひ協力きょうりょく的てきな宇宙うちゅう機きとのドッキングの技術ぎじゅつ理論りろんについては、これまでにいくつかの提案ていあんが出だされている^[33]。しかしながら機能きのう停止ていしに陥おちいった宇宙うちゅうステーション、サリュート7号ごうを補修ほしゅうしたソユーズT-13の飛行ひこうという唯一ゆいいつの例外れいがいを除のぞき、宇宙うちゅう飛行ひこうのこれまでの50年ねんの歴史れきしにおいてすべての宇宙うちゅう機きのドッキングは、2006年ねん現在げんざいに至いたるまで関連かんれんする双方そうほうの宇宙うちゅう機きがどちらも操縦そうじゅうされ、自動じどうもしくは遠隔えんかく操作そうさで制御せいぎょされているという状況じょうきょうの中なかで達成たっせいされてきた^[33]。だが2007年ねんに行おこなわれたある試験しけん飛行ひこうでは、制御せいぎょされた宇宙うちゅう機きのロボットアームを使用しようし、非ひ協力きょうりょく的てきな衛星えいせいを把持はじするという初はつの実験じっけんが行おこなわれた^[34]。非ひ協力きょうりょく的てき衛星えいせいを自律じりつ的てきに捕獲ほかくする付加ふか的てきな飛行ひこう計画けいかくを維持いじするための研究けんきゅうおよび具体ぐたい化かの作業さぎょうは、今後こんご数すう年間ねんかん続つづけられる^[35]^[36]。

宇宙うちゅうステーションサリュート7号ごう回収かいしゅう計画けいかく[編集へんしゅう]

詳細しょうさいは「ソユーズT-13」を参照さんしょう


1978年ねん発行はっこうのソ連それんの郵便ゆうびん切手きってに描えがかれるウラジーミル・ジャニベコフ船長せんちょう (左ひだり) とオレグ・マカロフ飛行ひこう士し (右みぎ)		サリュート6号ごうの飛行ひこうを記念きねんした切手きってに描えがかれるヴィクトル・サヴィヌイフ博士はかせとウラジーミル・コワリョーノク

作家さっかのデヴィッド・ポートリー (David S. F. Portree) は、史上しじょう10番目ばんめの宇宙うちゅうステーションであるサリュート7号ごうとソユーズT-13のドッキングを「宇宙うちゅう空間くうかんでの修理しゅうりの歴史れきしにおいて最もっとも印象いんしょう的てきな偉業いぎょうのひとつ」として描えがいている^[9]。太陽たいよう電池でんちと遠隔えんかく装置そうちが故障こしょうしたことにより、サリュートは管制かんせいセンターに異常いじょうが発生はっせいしたことを報告ほうこくできないまま自動じどう飛行ひこうを続つづけていた。1985年ねん2月がつ、通常つうじょう電池でんちの残ざん量りょうが尽つきると、突如とつじょとしてステーションからの通信つうしんがとだえた。これによりその後ごの飛行ひこう士しのスケジュールが大おおきく支障ししょうをきたしたため、ロシアの軍人ぐんじんウラジーミル・ジャニベコフ ^[37]と工学こうがく航空こうくう機関きかん士しヴィクトル・サヴィヌイフ ^[38]に応急おうきゅう修理しゅうりに向むかうことが命めいじられた。

ソ連それん時代じだいを含ふくむロシアのすべての宇宙うちゅうステーションは、自動じどうのランデブーおよびドッキングシステムを採用さいようしている。これはIGLAを搭載とうさいしていたサリュート1号ごうから、クルスを搭載とうさいする現在げんざいのISSのロシア区画くかくに至いたるまで継続けいぞくしている。T-13の飛行ひこう士しらは、サリュート7号ごうがランデブーに必要ひつようなレーダー電波でんぱや、遠隔えんかく測定そくていのための情報じょうほうを一切いっさい発信はっしんしていないことを確認かくにんした。さらに接近せっきんして回転かいてんするサリュートを外部がいぶから観察かんさつした結果けっか、携帯けいたい式しきのレーザー距離きょり測定そくてい器きを使用しようして接近せっきんすることを決断けつだんした。

ジャニベコフは、サリュートの前部ぜんぶドッキング装置そうちに目標もくひょうを定さだめた。機体きたいを操作そうさしサリュートの回転かいてんにソユーズを同期どうきさせ、暫定ざんてい的てきなドッキングに成功せいこうする。その後ご確定かくてい的てきドッキング状態じょうたいを確保かくほすると、彼かれらはステーションの電気でんき系統けいとうがすべて停止ていししていることを確認かくにんした。ハッチを開あけるのに先立さきだち、ジャニベコフとサヴィヌイフが船内せんないの空気くうきをサンプリングすると、何なにも異常いじょうは確認かくにんされなかった。両りょう名なは毛皮けがわの裏地うらじのついた防寒ぼうかん着ぎに身みを包つつんで酷寒こっかんのサリュートに侵入しんにゅうし、修理しゅうりを開始かいしした。1週間しゅうかん以内いないにシステムは動作どうさを回復かいふくし、無人むじんの補給ほきゅう船せんがドッキングできるまでになった。ただし船内せんないの空気くうきが正常せいじょうに戻もどるまでには、さらに2ヶ月かげつ近ちかくかかった^[9]。

非ひ協力きょうりょく的てき宇宙うちゅう飛行ひこう体たいへの無人むじんドッキング[編集へんしゅう]

非ひ協力きょうりょく的てきランデブーと捕獲ほかくの技術ぎじゅつはすでに理論りろん化かされており、オービタル・エキスプレス (Orbital Express) 衛星えいせいの実験じっけんでは、軌道きどう上じょうで無人むじんの宇宙うちゅう機きとドッキングすることに成功せいこうしている^[34]。

この問題もんだいを解決かいけつするための代表だいひょう的てきな方法ほうほうには、2つの段階だんかいがある。第だい1段階だんかいでは、目標もくひょうとする宇宙うちゅう機きとの相対そうたい速度そくどがゼロになるまで、追跡ついせきするほうの宇宙うちゅう機きにおいて姿勢しせい制御せいぎょと軌道きどう変更へんこうが行おこなわれる。第だい2段階だんかいでは、通常つうじょうの協力きょうりょく的てきな宇宙うちゅう機きとの間あいだで行おこなわれるのと同おなじドッキング操作そうさが開始かいしされる。この場合ばあい、双方そうほうの宇宙うちゅう機きが規格きかく化かされたドッキング装置そうちを装備そうびしていることが前提ぜんていとなっている ^[39]。

NASAはすでに、自動じどう・自律じりつランデブーとドッキングとは何なにであるかということを定義ていぎしている。それによれば、「人間にんげんによるコントロールから独立どくりつし、また他たのバックアップもなく飛行ひこうしている2機きの宇宙うちゅう機きをランデブーおよびドッキングさせる能力のうりょく」のことで、センサー、ソフトウェア、リアルタイムの軌道きどう追跡ついせきや機体きたいの制御せいぎょなどの技術ぎじゅつ的てきな進歩しんぽが、その他たの課題かだいの中なかでも特とくに要求ようきゅうされるものである。またそれは「軌道きどう上じょうでの燃料ねんりょうの貯蔵ちょぞうや補給ほきゅうのような能力のうりょくの最終さいしゅう的てきな到達とうたつ目標もくひょう」であり、飛行ひこうに必要ひつような部品ぶひんを組くみ立たてたりする惑星わくせい間あいだ飛行ひこうのような複雑ふくざつな任務にんむを遂行すいこうする上じょうでも必要ひつよう不可欠ふかけつな技術ぎじゅつである^[40]。

自動じどう・自律じりつランデブーおよびドッキング機き (The Automated/Autonomous Rendezvous & Docking Vehicle, ARDV) は、NASAが一般いっぱん公募こうぼした宇宙うちゅう開発かいはつ研究けんきゅう課題かだいセンテニアル・チャレンジのひとつであり、早はやくも2014年ねんか2015年ねんには飛行ひこうする。この計画けいかくにおけるNASAの重要じゅうような目標もくひょうのひとつは、自動じどうランデブーおよびドッキングの技術ぎじゅつを発達はったつさせ、それを実証じっしょうすることである。2010年ねんの検討けんとうでは、接近せっきん作業さぎょう用ようレーザーセンサーの開発かいはつが計画けいかくの重要じゅうよう課題かだいのひとつとして定さだめられた。このセンサーは、非ひ協力きょうりょく的てき機体きたいに対たいして1キロメートルから1メートルまでの距離きょりで使用しようされる。また非ひ協力きょうりょく的てき衛星えいせいに対たいするドッキング機構きこうの開発かいはつも、そのような自律じりつ的てき飛行ひこうを成功せいこうさせるためのきわめて重要じゅうような要素ようそであるとされている^[40]

非ひ協力きょうりょく的てき宇宙うちゅう飛行ひこう体たいの捕獲ほかくおよびそれとの連結れんけつは、2010年ねんに発表はっぴょうされたNASAの「遠隔えんかく操作そうさロボットおよび自律じりつ的てきシステムに関かんするロードマップ」においても、最さい重要じゅうよう技術ぎじゅつ課題かだいとして定義ていぎされている ^[41]。

脚注きゃくちゅう[編集へんしゅう]

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注釈ちゅうしゃく・出典しゅってん[編集へんしゅう]

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