宇宙航空研究開発機構(JAXA)は2020年8月20日、宇宙ステーション補給機「こうのとり」の最終号機となる9号機を、計画どおり大気圏に再突入させた。これにより「こうのとり」は、2009年から始まった、国際宇宙ステーション(ISS)への補給物資の輸送ミッションを完遂した。

「こうのとり」は日本が苦難の末初めて開発した、有人宇宙施設に飛行・接近する宇宙機で、信頼と実績を少しずつ積み重ねつつ、ISSの運用・利用に欠かすことができない重要な役割を担ってきた。そしていま、新型の補給機「HTV-X」の開発が進んでいる。

本連載の第1回では「こうのとり」開発の経緯について、第2回では1号機にあたるHTV技術実証機から8号機までのミッションの歩みについて取り上げた。

第3回となる今回は、9号機のミッションと、「こうのとり」が全ミッションを通して得た成果について解説する。

• ISSから分離し、ミッション終了に向けて単独飛行する「こうのとり」9号機 (C) NASA

「こうのとり」9号機

「こうのとり」にとって最終号機となる9号機は、いまなお続く、新型コロナウイルス感染症の流行中の打ち上げとなった。打ち上げ前には、医療関係者と、地元住民をはじめとする打ち上げに協力したすべての人々への感謝の気持ちとして、「こうのとり」9号機を搭載したH-IIBロケットを青色にライトアップする演出が行われた。

そして5月21日未明の2時31分、「こうのとり」9号機を搭載した、同じくこれが最後となるH-IIBロケット9号機が、種子島宇宙センターより打ち上げられた。

• 打ち上げ前には、医療関係者と、地元住民をはじめとする打ち上げに協力したすべての人々への感謝の気持ちとして、ロケットを青色にライトアップする演出が行われた (C) JAXA

「こうのとり」9号機には、船内物資約4.3t、船外物資約1.9tの、合わせて約6.2tの物資を搭載。そのなかには、6号機より続く日本製のISS用新型バッテリーのほか、スペインのベンチャー企業が開発した地球観測カメラ、また日本実験棟「きぼう」から双方向のライブ配信を行う番組スタジオを開設するために必要な機材など、ISSや地球低軌道を民間企業による経済活動の場へ発展させていくことを目指した物資も搭載されていた。

さらに、「WLD(ワイルド)」と名付けられた、ドッキングモニター映像のWireless LAN(WLAN)伝送軌道上実証ミッションも実施された。これは、「こうのとり」9号機が、「往路のISS下方からの接近時」、「係留中」、そして「離脱時」に、近づいたり遠ざかったりするISSの様子を、機体に取り付けたカメラで動画撮影し、WLANを経由してリアルタイムでISSに伝送する実証ミッションである。

現在開発中の新型宇宙ステーション補給機「HTV-X」では、「こうのとり」と同じくランデヴー・キャプチャー方式も使うが、ISSや月周回有人拠点「ゲートウェイ」に自動でドッキングできる能力も追加されることになっている。この自動ドッキングには、WLANによる映像をリアルタイムで伝送する技術が必要であり、今回の実証はその実現に向けた大きな一歩となった。また、飛行する宇宙機間で、無線LANによる映像伝送に成功したのは世界初だという。

「こうのとり」9号機は、8月18日にハッチが閉じられ、19日にISSから分離。そして20日16時07分に大気圏に再突入し、ミッションを終えた。

• 「こうのとり」9号機再突入後の管制室の様子 (C) JAXA

「こうのとり」が残したもの

多くの苦難を経て生み出された「こうのとり」は、1号機にあたる技術実証機から9号機まで、大きなトラブルもなく全ミッションが成功し、ISSへ補給物資を輸送するという使命を完遂した。

かつてはNASAから酷評されたランデヴー・キャプチャー方式も、その後、米国のスペースXの「ドラゴン」補給船や、オービタルATK(現ノースロップ・グラマン)の補給船「シグナス」で採用されることになり、ISSに結合する標準的な技術のひとつともなった。

また、最初の技術実証機こそ、まだ米国からの疑念を拭えず、重要な物資を載せることはできなかったものの、その後運用を重ねるにつれ、信頼も積み重なっていった。そして当初の目的であったISSの運用にかかわる日本の分担義務を果たしただけでなく、米国のスペース・シャトル引退後は、ISS船内、船外用の大型機器の唯一の輸送手段としての役割を果たした。さらに、ISSの電源となるリチウムイオン電池というきわめて重要な物資を運び、今後のISSの安定的な運用に向けても貢献するなど、八面六臂の活躍を見せた。

そして、「こうのとり」7号機に搭載された「小型回収カプセル(HSRC)」では、ISSで生み出された実験成果、試料などを搭載し、地球に持ち帰ることに成功。日本が独自にISSから試料を持ち帰ることができる手段として活用できるばかりか、将来的に宇宙飛行士が乗る有人宇宙船の開発にもつながる可能性に期待をもたせた。

加えて、「こうのとり」で採用された通信機器、軌道変更用エンジン、バッテリーなどの国産技術は、海外の宇宙機や、ISSの交換品として採用されるなど、日本の宇宙産業の発展にも貢献した。

かつてHTVプロジェクトチームのサブマネージャーを務め、現在JAXA理事、有人宇宙技術部門長を務める佐々木宏氏は、2020年8日21日の記者会見において、「米国の『アポロ11』が月に行ったころ、日本はまだ衛星すら打ち上げていなかった¹⁾。しかしそのころから、『米国に追いつけ』という高い目標を持って、宇宙機関(現在のJAXA)と企業の皆さんが協力して取り組んできた。その結果が、『こうのとり』の成功に表れたと思う」と総括した。

また、「『こうのとり』の開発が始まった当初は、日本のロケットや衛星の失敗が相次ぎ、非常に苦しい時代だった²⁾。それもあって、(NASAから叱咤されたエピソードに代表されるように)国内外から厳しい目で見られたり指摘を受けたりした。しかしその甲斐あって、『こうのとり』の9機連続成功という成果に結びついたのではないか」とも振り返った。

いっぽうで、「(『こうのとり』が完成してから入ってきたような」)若い世代の人たちは、米国と対等であることが当たり前だと感じているようで、違和感がある」とし、新しい世代のエンジニアの育成を課題として挙げた。

• 「こうのとり」9号機と「きぼう」日本実験棟 (C) NASA

脚注

1): アポロ11の月面着陸は1969年7月20日、日本初の人工衛星「おおすみ」打ち上げは1970年2月11日
2): 1996年には地球観測プラットフォーム技術衛星「みどり」が、太陽電池パドルの故障とみられるトラブルで機能を停止し、運用を断念。また1998年にはH-IIロケット5号機が予定していた軌道への衛星の投入に失敗、1999年には同ロケット8号機が打ち上げに失敗するなど、失敗が相次いだ。

(次回に続く)

参考文献

・JAXA | 宇宙ステーション補給機「こうのとり」9号機（HTV9）の大気圏への再突入完了について
・宇宙ステーション補給機「こうのとり」9号機（HTV9）ミッションプレスキット
・宇宙ステーション補給機「こうのとり」9 号機(HTV9)ミッションプレスキット 別冊 「こうのとり」のあゆみ
・平成21年度宇宙環境利用の展望 - 第7章宇宙ステーション補給機(HTV)技術実証機の飛行結果
・ 宇宙ステーション補給機技術実証機(HTV1)プロジェクトに係る事後評価について平成22年10月18日（A改訂）平成22年9月21日宇宙航空研究開発機構有人宇宙環境利用ミッション本部HTVプロジェクトマネージャ虎野吉彦