今週はNASAの記念日が2つありましたが、見逃しても仕方ありません。1つ目は、宇宙飛行士を数ヶ月間滞在させることを目的とした、米国唯一の単独宇宙ステーション「スカイラブ」の打ち上げ*記念日です。
2つ目の大きな日(この記事を公開した2018年)は、NASAがマーキュリー計画の最後の有人ミッションを開始してから55年を迎えた日だった。このミッションにより、米国は初めて数時間を超える宇宙旅行を経験することができた。
スカイラブ45周年
1973年5月14日、最後のサターンVロケットがアメリカ初にして唯一の宇宙ステーション、スカイラブを打ち上げました。数年後のアポロ・ソユーズ宇宙船の連結と共に、スカイラブはNASAのアポロ計画の最後の痕跡であり、過去10年間に莫大な費用をかけて開発された能力を活用するために設計されたアポロ応用計画(AAP)の最後の息吹を象徴するものでした。
宇宙から噴射された細かい尿の霧が電子機器を次々とショートさせてしまったのです...
デイビッド・シェイラーの著書『スカイラブ』は、宇宙ステーションが発射台に到達するまでに経験した試練を詳細に記している。当初はサターンVロケットの第2段ロケットをベースに設計される予定だったが、技術者たちは軌道上で空になった燃料タンクを居住空間に改造するという「ウェットワークショップ」構想を提案した。
しかし、予算が縮小し、サターンVの生産ラインが閉鎖されたため、エンジニアたちはより簡素な「ドライ・ワークショップ」へと目を向けました。これにより、宇宙遊泳中の宇宙飛行士が組み立て作業中に危険な行為を行う必要がなくなりました。代わりに、ステーションはS-IVステージをベースに構築され、完全に装備された状態で軌道上に打ち上げられることになりました。計画より規模は小さいものの、リスクは軽減されました。
軌道投入後、スカイラブは小型のサターン1Bロケットで打ち上げられたアポロ宇宙船の乗組員を収容する計画でした。最初の乗組員は、スカイラブ打ち上げの翌日に28日間の装備整備ミッションのために打ち上げられる予定で、当時のアメリカの宇宙飛行耐久記録を実質的に倍増させました。しかし残念なことに、最後のサターンVロケットがフロリダ上空に打ち上げられた直後、スカイラブは計画通りには進まなくなりました。
打ち上げ開始からわずか63秒後、ISSの微小隕石シールドが予定より早く展開し、打ち上げ時の空気力によって剥がれ落ちました。これが太陽電池パネルの展開機構に機械的な影響を与え、593秒後に第2段ロケットの逆噴射によって1枚が剥がれ落ち、もう1枚は予定通りに展開しませんでした。
軌道上の電力がほとんどなく、太陽からの保護もなかったため、宇宙ステーションはすぐに熱くなり始め、搭載されている科学機器が危険にさらされ、乗組員によるアクセスが困難になりました。
NASAのチームは、機能不全に陥った宇宙ステーションの救出に奔走し、最終的にスカイラブの科学エアロックから展開できるパラソルを考案し、熱問題への対処に成功した。データ分析の結果、太陽電池パネルの1つはおそらくまだ設置されていたが、シールドの残骸によって固定されていたことが判明した。もし宇宙遊泳中の宇宙飛行士が残骸を切り取ることができれば、パネルが展開され、電力は少なくとも部分的に回復するはずだった。
スカイラブ打ち上げから11日後、ピート・コンラッド、ジョー・カーウィン、ポール・ワイツの3人の宇宙飛行士からなる最初のクルーが、被災した宇宙ステーションを救うミッションへと出発した。コンラッドの伝記『ロケットマン』は、時折口汚い言葉も飛び出すこの宇宙飛行士が直面した困難を描いている。まず、扱いにくい宇宙船とのドッキング(ラッチの不具合に対処するため、アポロ司令船の減圧が必要だった)、そして次に、動かなくなった太陽電池パネルの解放といった困難が描かれている。
後者の作業では、宇宙飛行士たちが残骸と格闘している間に巨大な太陽電池パネルが突然開き、コンラッドとカーウィンは危うく宇宙空間に投げ出されそうになった。
スカイラブはさらに2回のミッションを実施しました。最後のクルーは84日間の滞在記録を樹立しただけでなく、宇宙飛行士の体調不良をミッションコントロールセンターに報告しなかった(機内テープレコーダーが作動中だったにもかかわらず報告しなかった)ことで物議を醸しました。また、宇宙飛行士たちはしばしば「反乱」と報じられるような事態を起こしましたが、実際には疲労困憊したクルーが1日16時間労働からの休憩を求めたに過ぎませんでした。
宇宙ステーションへのさらなるミッションが検討されたが、2基目のスカイラブ(現在はワシントンの国立航空宇宙博物館で見ることができる)も検討されたが、スペースシャトル計画が優先され、予算と遅延によりそれ以上の訪問は不可能となった。
国立航空宇宙博物館のスカイラブB(写真:リチャード・スピード)
ワシントンにあるスカイラブBは、内部を覗き込み、宇宙ステーションの大きさを体感するだけでも訪れる価値があります。内部にはジェットパックの自由飛行試験が可能なほどの加圧空間が備わっていました。国際宇宙ステーションのモジュール(スペースシャトルのペイロードベイと同じ大きさ)は、それに比べると非常に狭く感じられます。
スカイラブは最終的に1979年7月11日に再突入し、オーストラリアの広い範囲に広がりました。
水星の最後の活躍
55年前の今日、NASAは、理想的にはソ連より先に宇宙飛行士を宇宙へ送り帰還させることを目標に1958年に始まったマーキュリー計画の最後の有人ミッションを開始した。
この計画は前者の目標では成功を収めたものの、後者の目標では見事に失敗しました。アラン・シェパードは、ユーリ・ガガーリンが地球を周回した直後に弾道飛行に投入されました。しかし、この失敗をきっかけに、アメリカは月への競争に巻き込まれ、8年後にはアームストロングが月面に降り立つことになりました。
これまでの最長飛行は、ウォーリー・シラーがマーキュリー・アトラス(MA)8号で記録した9時間だったため、NASAの関係者はシステムを丸一日稼働させ、失われたプライドを少しでも取り戻したいと考えていた。当時、ソ連は宇宙飛行士を軌道上に24時間以上滞在させることを常態化していた。
当時の主任宇宙飛行士、ディーク・スレイトンは著書『Deke!』の中で、マーキュリー計画のカプセルは当初3周回しかできないように設計されていたと説明しています。NASAはシラーのMA-8(別名シグマ7)でなんとか6周回を達成しましたが、クーパーとMA-9(別名フェイス7)で計画されていた約20周回には、この小型のマーキュリー計画宇宙船に183箇所もの改修が必要でした。
スペースと重量を削減するアイデアの一つは、宇宙飛行士のソファを取り除き、不運なパイロットをネットで吊るすというものでした。当然のことながら、NASAの宇宙飛行士団はこの案に難色を示し、この構想はひっそりと棚上げされました。しかし、慎重な軽量化により、チームは必要な変更をすべて行いながら、質量をわずか3ポンド(約1.4kg)しか増やさずに済みました。
マーキュリー宇宙飛行士ゴードン・クーパー(写真:NASA)
レーダーの不具合修正のため1日遅れましたが、カウントダウン中にカプセル内で居眠りをしていたゴードン・クーパーは、非常にリラックスした状態で軌道に打ち上げられました。NASAの初代フライトディレクター、クリス・クラフトは著書『Flight』の中で、宇宙服のかさばる温度調節装置など、いくつかの小さな問題を除けば、クーパーの最初の18周回は問題なく進んだと述べています。
宇宙飛行士は、軌道上から線路や煙の跡が見えると主張し、物議を醸した。これは不可能だと思われていた。クーパーの主張が正しいことが証明されたのは、後のジェミニ計画の飛行まで待たなければならなかった。
ミッションが終わりに近づくにつれ、事態は悪化し始めた。まず、自動再突入システムの一部が故障し、クーパーは一部の機能を手動で操作しなければならなくなった。その後、システム全体が故障し、宇宙飛行士は再突入の全過程を手動で操縦せざるを得なくなった。
カプセル内の環境システムの一部に不具合が生じ始めたため、ミッションコントロールセンターは急いで宇宙船を地球に帰還させました。クーパー氏は「少しずつ状況が悪化し始めています」と述べ、故障したシステムをすべて列挙した後、「それ以外はすべて順調です」と明るく締めくくりました。これは記憶に残るやり取りでした。
クーパーは完璧な再突入手順を実行し、空母USSキアサージから6.44km(4マイル)離れた地点に着水した。
エンジニアたちは後に故障の原因を突き止めました。クーパー宇宙飛行士のミッションにおける革新技術の一つが尿収集システムでしたが、これが漏れていたのです。宇宙から放出された尿の微細な霧が電子機器を次々とショートさせていたのです。
回路を湿気から守ることの重要性について学んだ教訓は、後にアポロ 13 号ミッションの凍結した司令船で非常に貴重なものとなることが証明されました。®
* 出版時点で45周年