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月や火星を目指すNASA新宇宙飛行士のお披露目

Posted by moonrainbow on 15.2020 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
NASAの有人探査「アルテミス計画(Artemis program)で月や火星を目指すNASA新宇宙飛行士「タートルズ」お披露目

Artemis.jpg

Artemis program

Artemis2.jpg

月や火星を目指すNASA新宇宙飛行士「タートルズ」
新たに認定されたNASA第22期宇宙飛行士(Image:NASA)
 
NASAは2020年1月11日(現地時間)、第22期宇宙飛行士13名が養成課程を修了し、宇宙飛行士に認定されたとして、テキサス州ヒューストンのジョンソン宇宙センターでお披露目されました。月や火星の有人探査「アルテミス計画(Artemis program)」発表後、初の新人宇宙飛行士です

 NASAの第22期宇宙飛行士は、2017年6月に宇宙飛行士候補者(ASCAN)として、NASAでは過去最高となる1万8000名以上の応募者から12名、カナダ宇宙庁からは2名が選抜されました。訓練が始まるタイミングでハリケーン“ハーベイ”が上陸し、ジョンソン宇宙センターが浸水したことから「タートルズ(カメ)」の愛称がつけられています

月や火星を目指すNASA新宇宙飛行士「タートルズ」1

 訓練の途中で1名が一身上の都合により辞退しましたが、残る13名は様々な訓練を受けています。宇宙船が予定と違う場所に着陸、もしくは着水した場合のサバイバル訓練や、巨大な水槽での船外活動訓練、弾道飛行による無重量状態の体験などが代表例。

ジェット練習機T-38による飛行訓練も行っています。あまり知られてはいませんが、T-38の整備も訓練に含まれます。また、国際宇宙ステーションにあるロボットアーム(カナダアーム)の訓練も行います。第22期のメンバーは、月や火星への有人探査計画を前提に選抜された最初の宇宙飛行士候補生。このため、月や火星でのサンプル採取に必要な、岩石を実際に採取する地質学のレクチャーも受けています。

 1年あまりの訓練を修了し、宇宙飛行士に認定されたのは、女性はカイラ・バロンさん(元潜水艦乗りの海軍大尉)、ジェシカ・ワトキンスさん(地質学者で元7人制ラグビーアメリカ代表選手)、ジャスミン・モーベリさん(AH-1パイロットの海兵隊少佐)、ゼナ・カードマンさん(海洋生物学者)、ローラル・オハラさん(元ウッズホール海洋研究所研究員)の5名。

 男性はジョニー・キムさん(元海軍特殊部隊ネイビーSEALチーム3大尉)、フランシスコ・ルビオさん(元ヘリコプターパイロットの陸軍少佐で医学博士)、ボブ・ハインズさん(空軍出身のNASAテストパイロット)、マシュー・ドミニクさん(テストパイロットの海軍少佐。最終所属は厚木基地・空母ロナルド・レーガンのVFA-115)、ラジャ・チャリさん(テストパイロットの空軍大佐)、ワレン・ホバーグさん(元マサチューセッツ工科大学工学科航空力学科准教授)の6名。

 カナダ宇宙庁の宇宙飛行士2名は、男性がジョシュア・クトリクさん(テストパイロットの空軍中佐)、女性がジェニー・サイディーさん(流体力学や低温燃焼を専門とする工学博士)です


月や火星を目指すNASA新宇宙飛行士「タートルズ」2

 NASAのブリデンスタイン長官は、お披露目の式典で「彼らはアメリカ最良の人材であり、また彼らにとっても宇宙飛行士の一員になれたという、とても素晴らしい瞬間を迎えています。2020年は、アメリカの宇宙飛行士がアメリカの地から、アメリカのロケットで再び宇宙へ向かうという記念すべき年で、月、そしてその先へ向かうアルテミス計画にとっても重要な年でもあります」と挨拶し、第22期生が新しい時代の幕開けとなる存在であることを強調しています。

 第22期生が宇宙飛行士として認定され、NASAの現役宇宙飛行士は48名となりました。この中から2024年に月へ着陸する男女(女性が月へ降り立つのは初めて)、そして2030年代半ばに計画されている火星への有人探査を行う宇宙飛行士が選抜されることになります


NASA ニュースリリース
Image:NASA

2020年1月14日
おたくま経済新聞より

今年、スペースXとボーイングによる宇宙飛行士の輸送

Posted by moonrainbow on 07.2020 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
スペースXとボーイングの宇宙飛行士輸送は2020年夏以降に実施か

宇宙飛行士の輸送

NASAの監査総務(OIG)は2019年11月14日、スペースXとボーイングによる宇宙飛行士の輸送は2020年夏以前には実施されないとの見通しを発表しました

スペースXとボーイングはNASAとの契約の元、宇宙飛行士を国際宇宙ステーション(ISS)へと運搬する商業乗員輸送の契約を結んでいます。現在スペースXは「クルー・ドラゴン」を、そしてボーイングは「CST-100 クルーライナー」を開発しています。

そしてスペースXとボーイングの開発が遅れることにより、ISSの運用に支障が出る可能性が指摘されています。具体的には商業輸送が始まるまで、NASAがISSへと送る宇宙飛行士の数を3人から1人に減らす可能性があるとしているのです。

さらに、このような宇宙飛行士の輸送計画の遅れは、トランプ政権下で目標とされている2024年の月面着陸に関する研究に影響することも指摘されています。

現時点では、スペースXとボーイングは2020年に宇宙飛行士の商業輸送を開始する予定です。しかし両社の宇宙船開発は何度も延期されており、具体的な開始時期は不透明なままです


Image: スペースX/ボーイング

2019-11-26
Soraeより

コールドスリープ(冷凍睡眠)で宇宙への旅へ!

Posted by moonrainbow on 05.2020 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
欧州宇宙機関が宇宙旅行の為のコールドスリープ(冷凍睡眠)の研究に本気を出している

コールドスリープ

欧州宇宙機関(ESA)は、広大な宇宙を旅するためのコールドスリープについて色々と調べているようです

 ESAの科学者がコンカレント・デザイン・ファシリティに集まり、火星などの惑星に行くために人間のコールドスリープを利用する利点を評価したという。

 ESA宇宙環境科学プログラムのチームリーダー、Jennifer Ngo-Anh氏によると、75パーセントというクマのような大型冬眠動物並みの基礎代謝率を実現できれば、重量とコストを大幅に削減することが可能で、長期的な宇宙探査がより現実的なものになるそうです。

宇宙は広すぎる
 
そもそもなぜコールドスリープ(冷凍睡眠)なんてものが必要なのか? その理由は単純明快――宇宙がとんでもなく広いからです。

 太陽系の範囲内でさえ、この距離の問題は宇宙探査において大きな制約となっています。

 たとえば、かつて太陽系9番目の惑星とされた冥王星(現在は準惑星に区分される)に到達したニュー・ホライズンズは、打ち上げ直後で秒速16キロという速度でそこを目指したが、到達するまでに9年の月日がかかりました。

 あまりピンとこない? その距離感は人間の脳で実感できる範囲を超えているのです。

 以下のサイトでは月を1ピクセルとした場合の太陽系の広さが図解されている。これを見ることである程度宇宙の広さがわかるでしょう


If the Moon Were Only 1 Pixel
 A tediously accurate map of the solar system


180日間のコールドスリープ
 
仮にコールドスリープが実現したとすれば、その導入には薬が投与されるだろうという事です。

 だが、冬眠するクマと同じく、長期間の眠りに入る前に宇宙飛行士はたっぷりと脂肪を蓄えておかねばならない。

 眠る準備が済めば、ソフトシェルで構成されるポッドの照明を落とし、室内の温度をぐっと下げて、火星までの180日間ぐっすりと眠ることになります。
 
 コールドスリープポッドは水で満たされたタンクのようなシールドで囲まれているので、宇宙空間を飛び交う高エネルギー粒子に暴露するような心配もないのです


コールドスリープ1

ESAの科学者は、自明と思われることを定量化したみた……すなわちコールドスリープができれば宇宙船を小型化できることを確かめてみたのだ。たとえば、火星ミッションに向かう有人モジュールならご覧の通りで、重量を3分の1ほど減らせるというのです

コールドスリープ2

コールドスリープすれば、広い居住区や消耗品(水や食料など)の貯蔵庫は必要なくなる

コールドスリープ3

ESAによれば、コールドスリープは小型の個室ポッドで行われる。そこを起きているときの居室として使うのもありだという。

 また宇宙飛行士が眠っている間に宇宙船をコントロールするのはAIの役目だ。AIは船に何か異常がないか目を光らせながら、冬眠中の宇宙飛行士を管理し、目的地につけば目覚めさせる。

 しかし、いざ目的地に到着したからといって、目覚まし時計でいきなり起こすようなことはない。21日ほどかけて、ゆっくりと心地よい眠りから目を覚ますことができるだろうとのことです


コールドスリープ4

20年以内に実現を目指す
 
なんだか孤独で、しかも薄気味悪い旅に思えるだろうか?

 しかしNgo-Anh氏によれば、コールドスリープはその印象ほど突拍子もないアイデアではないのだそうです。

 たとえば怪我人の治療をするために、これと似た技術が試験・応用されてきた。治療の時間を稼ぐために低体温にして怪我人の代謝を低下せるという手順が、ほとんどの大型医療機関にすでに存在するのだという。

 宇宙旅行のコールドスリープはこうした技術をさらに発展させたものになるようだ。手始めに動物で実験し、眠っている間に活性化されたり、阻害されたりする脳の経路を探りながら、いずれは人体でのテストが行われることになる。

 ESAは、20年以内にコールドスリープによる火星への旅を実現させる予定だという事です


2019年12月10日
カラパイアより

ボーイングの新型宇宙船「CST-100 スターライナー」

Posted by moonrainbow on 25.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
ISSへのドッキングを断念したスターライナー、ホワイトサンズに無事帰還(NASA)

新型宇宙船「CST-100 スターライナー」のクルーモジュール
着陸した新型宇宙船「CST-100 スターライナー」のクルーモジュール(Credit: NASA/Bill Ingalls)

打ち上げ後のトラブルにより国際宇宙ステーション(ISS)へのドッキングを中止したボーイングの新型宇宙船「CST-100 スターライナー」が2019年12月22日、ニューメキシコ州へと無事帰還を果たしました

■ミッション経過時間のズレが原因で予定軌道に投入できず

降下するスターライナーのクルーモジュール
降下するスターライナーのクルーモジュール(Credit: NASA/Aubrey Gemignani)

スターライナーのクルーモジュールは12月22日21時58分(日本時間、以下同)、ニューメキシコ州のホワイトサンズミサイル試験場に着陸しました。クルーモジュールは3つのパラシュートでスピードを落としながら降下し、緩衝用のエアバッグを展開しつつ無事に地上へと降り立っています。

2日前の12月20日20時36分にフロリダ州のケープカナベラル空軍基地から「アトラスV」ロケットで打ち上げられた無人のスターライナーは、生命維持装置、通信装置、ナビゲーションシステムなどのテストを実施しつつ、ISSへのドッキングも行う予定でした。しかし、打ち上げからおよそ15分後に切り離されたスターライナーは、当初予定していた軌道に入ることができませんでした。

スターライナーはアトラスVから切り離された時点で遠地点181km、近地点72.8kmの軌道(※)に投入されますが、近地点の高度が低すぎるため、切り離し後にスターライナー自身のエンジンを使って近地点の高度を引き上げる噴射を実施することになっています。

ところが、スターライナーのシステムが把握していたミッション経過時間にズレがあったため、予定外の噴射が始まってしまいました。異常に気付いた地上の管制センターは手動での軌道投入噴射実施を試みたものの、推進剤の消費が予定よりも多く、本来噴射すべきタイミングも過ぎてしまったことから、最終的には48時間でホワイトサンズへと帰還できる軌道に投入することとなったのです。

※…地球を周回する軌道のうち、遠地点は「高度が一番高い部分」、近地点は「高度が一番低い部分」を指す


■軌道上で各種テストを実施、帰還できることを証明

着陸したスターライナーのクルーモジュール
着陸したスターライナーのクルーモジュールと、回収作業にあたるスタッフたち(Credit: NASA/Bill Ingalls)

予定の軌道にこそ入れなかったものの、今回の無人テスト飛行によって、スターライナーが地球周回軌道へと到達し、地上に無事着陸できる宇宙船であることが証明されました。NASA、ボーイング、それに打ち上げを担当したユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)も、打ち上げから帰還までのあいだに(ISSへのドッキングをのぞいて)さまざまなテストが完了した点を強調しています。

なお、今回の無人テストを終えて帰還したクルーモジュールは、今後実施されるスターライナーの有人飛行で再利用されます。また、フランスの著名な海洋学者ジャック・クストーの海洋調査船にちなみ、今回帰還したクルーモジュールが「Calypso(カリプソ)」と命名されたことも発表されています


Image Credit: NASA

2019-12-23
Soraeより

無人探査機「ボイジャー2号」が到達した星間空間

Posted by moonrainbow on 13.2019 宇宙への旅   0 comments   0 trackback
無人探査機「ボイジャー2号」が到達した星間空間との境界とは

太陽圏(Heliosphere)の模式図
太陽圏(Heliosphere)の模式図。青が末端衝撃波面(Termination Shock)、水色の縁がヘリオポーズ(Heliopause)、その間にある領域がヘリオシース(Heliosheath)(Credit: NASA/JPL-Caltech)

NASAの無人探査機「ボイジャー2号」の観測データを用いた論文5本が、2019年11月4日付で「Nature Astronomy」に掲載されました。史上2番目に「星間空間」に到達したボイジャー2号のデータから、太陽圏と星間空間の境界がどのような様子なのか、新たな知識がもたらされています

■ボイジャーが越えたのは、星々の世界へ向かう途中に存在する「境界」

太陽から日々放出されている太陽風(プラズマ)は、惑星の軌道を超えて外側へと広がっていき、星間物質(星々の間に広がる星間空間にあるガスや塵)に衝突して速度を落とします。衝突後の太陽風は減速しつつも徐々に広がり続け、やがて星間物質と混ざり合う境界面に達します。

太陽風が星間物質と衝突して速度が落ち始める場所は「終端衝撃波面(Termination Shock、末端衝撃波面とも)」、太陽風と星間物質が混ざり合う境界面は「ヘリオポーズ(Heliopause)」、内側の終端衝撃波面から外側のヘリオポーズの間にある厚みを持った領域は「ヘリオシース(Heliosheath)」と呼ばれています。

2018年11月、ボイジャー2号は外側の境界面であるヘリオポーズを通過しました。太陽風の影響が及ぶ限界であるヘリオポーズから内側は「太陽圏(Heliosphere)」と呼ばれており、2012年に通過したボイジャー1号に続き、ボイジャー2号は太陽圏を離脱した2番目の探査機となったのです


■2機の通過した場所の違いや時間差も重要

星間空間に達した「ボイジャー」の想像図(
星間空間に達した「ボイジャー」の想像図(Credit: NASA/JPL-Caltech)

今回発表された一連の論文では、初めてヘリオポーズを通過したボイジャー1号に加えて、6年遅れで通過したボイジャー2号のデータが重用されています。たとえば、両機が時間差を置いてヘリオポーズを通過したことで、太陽圏外縁のダイナミックな姿が見えてきました。

ボイジャー1号は太陽から121.6天文単位のところでヘリオポーズを通過しましたが、ボイジャー2号はやや近い119天文単位で通過しています。11年周期で変化する太陽の活動レベルに合わせてヘリオポーズも膨らんだり縮んだりすると考えられてきましたが、2機が通過した際の距離の違いは、こうした太陽活動の変化による膨張・収縮が6年の時間差によって実際に観測されたものとみられています。

両機は飛行する方向も異なっています。太陽圏を船にたとえると、ボイジャー1号は舳先(前方)に、ボイジャー2号はやや舷側(側面)に向かって通過したため、時間差に加えて場所によっても異なるヘリオポーズの様子が判明しています。

ボイジャー2号の観測データを調べたところ、ヘリオポーズを通過したあとで、太陽圏の内部から星間空間に向かって流れ出る粒子が捉えられました。このような粒子の漏出はボイジャー1号では観測されていなかったといいます。

また、ボイジャー1号ではヘリオポーズを越える直前に、粒子の速度がほとんどゼロになる領域を通過しました。ボイジャー2号ではこうした領域は観測されていませんが、かわりにヘリオポーズに近いヘリオシースの内部に複数の境界が存在することが確認されており、ヘリオポーズの複雑さが示唆されています。

ただ、両機の観測結果は異なるものばかりではありませんでした。2012年に星間空間へと到達したボイジャー1号は、少なくともヘリオポーズを越えた直後の星間空間では、磁場の向きが太陽圏内部とほとんど変わらないことを検出しました。2018年に通過したボイジャー2号の観測結果も同様で、やはり磁場の向きはほぼ揃っていました。

磁場が揃っているのは偶然なのか、それとも太陽圏周囲の星間空間全体に対して言えることなのかは、通過した場所もタイミングも異なるボイジャー1号と2号の観測結果が揃うことで、ようやく判断できたのです


■ボイジャーからの声が届くのも、あと5年くらい

ボイジャー2号打ち上げの様子
1977年8月、ボイジャー2号打ち上げの様子(Credit: NASA/JPL-Caltech)

1977年に打ち上げられたボイジャー1号と2号は、すでに42年間も稼働し続けています。両機は電力源として太陽電池ではなく、放射性物質が崩壊するときの熱から電気を得るための装置「放射性同位体熱電気転換器(RTG)」を搭載していますが、その発電量は打ち上げ当初の6割ほどにまで落ち込んでいます。

想定より冷え込んだ環境でも稼働し続ける観測装置、37年ぶりでも点火する姿勢制御スラスターなど頑丈さが目立つボイジャーですが、NASA・ジェット推進研究所(JPL)の元所長であるEdward Stone氏(カリフォルニア工科大学物理学教授)によると、生きた探査機としてボイジャーに残された時間は5年ほどとみられています。

それでも、2機の探査機にはあと数年間ほど星間空間の観測データを取得し続けるチャンスがありますし、太陽圏のふるまいが完全に解明されたわけでもありません。たとえば両機がヘリオポーズを通過した際の距離について、NASA・ゴダード宇宙飛行センターのLeonard Burlaga氏は「(太陽の活動レベルに左右されるとする)理論通りなら差が生じると思われる」と語っており、実際に観測された距離の差は小さすぎることを示唆しています。

太陽圏の外縁から星間空間にかけては、ボイジャー1号と2号が到達したことで初めて直接観測できるようになった領域です。両機は地球に通信を送り返すことができる最後の瞬間まで、貴重な観測データをもたらし続けてくれるでしょう


Image Credit: NASA/JPL-Caltech

2019/11/7
Soraeより
 

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