2010年6月2日水曜日

ソユーズ:野口さんの帰還

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● ソユーズ:Soyuz:W ikipediaより


 「はやぶさ」の前に野口さんが帰ってくるという。
 ソユーズ・ロケットで。
 場所はカンペイが戻っていく、トルクメニスタンの隣にあたるカザフスタンの砂漠に。



時事ドットコム(2010/06/02-09:13)
http://www.jiji.com/jc/zc?k=201006/2010060200062&rel=j9
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野口さん、地球に帰還へ=5カ月半滞在、ソユーズで-カザフスタン中央部

 【モスクワ時事】国際宇宙ステーション(ISS)に5カ月半滞在した野口聡一さん(45)ら3人の宇宙飛行士が乗るロシア宇宙船「ソユーズTMA17」が2日午前7時24分(日本時間同日午後0時24分)、カザフスタン中央部アルカリク近郊の草原地帯に着陸する。
 野口さんが乗ったソユーズは日本時間の同日午前9時すぎ、ISSから離脱した。
 野口さんの宇宙滞在は2回目で、日本人のソユーズでの帰還は1990年12月の秋山豊寛さん(67)以来。
 野口さんは帰還後、近くの空港から専用機で米テキサス州ヒューストンに向かい、医学検査などを受ける。
 野口さんは2008年5月にISS長期滞在要員に選ばれ、昨年12月21日、カザフスタンのバイコヌール宇宙基地から飛び立った。
 日本人の長期滞在は若田光一さん(46)に続き2人目、宇宙滞在は通算177日で、日本人最長となった。


 ちょっと前の記事。
 野口さんは帰ってきました

時事ドットコム 13分前
http://www.jiji.com/jc/p?id=20100602141257-9405145
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 着陸したソユーズ宇宙船

 野口聡一さんら3人の宇宙飛行士が乗るロシア宇宙船「ソユーズTMA17」が2日、カザフスタン中央部アルカリク近郊に着陸。
 野口さんは無事な姿を見せ、帰還は成功した(NASA、ビル・インガルス氏提供) 【時事通信社】



毎日JP 15分前
http://mainichi.jp/select/wadai/news/20100602k0000e040058000c.html
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 野口宇宙飛行士:無事帰還 ソユーズ、カザフスタンに着陸

 国際宇宙ステーション(ISS)に5カ月余り滞在した野口聡一飛行士(45)ら日米露の3人が日本時間2日午後0時25分、ロシアのソユーズ宇宙船の帰還モジュールでカザフスタン中央部の草原に着陸した。
 ソユーズで帰還した日本人は、1990年の秋山豊寛さん(67)=当時TBS記者=に続き2人目。

 帰還する3人は同日午前6時前、ISSに残る米露の飛行士3人とともにお別れ式に臨み、ソユーズに乗り込んだ。ソユーズは午前9時4分、ISSを離れ、大気圏突入直前の正午前、3人が乗る帰還モジュールを切り離した。

 野口さんは昨年12月21日、ソユーズでカザフスタンのバイコヌール宇宙基地から打ち上げられた。ソユーズでISSを往復した日本人は野口さんが初めて。
 今回の宇宙滞在は163日、2005年の米スペースシャトルでの飛行と合わせ通算177日となり、若田光一飛行士(46)を抜いて日本人最長となった。

 ISSでは日本実験棟「きぼう」の維持管理や科学実験などを担当。
 4月にはシャトルでISSを訪れた山崎直子飛行士(39)と合流し、初の日本人宇宙同時滞在が実現した。

 野口さんに続き、古川聡飛行士(46)が2011年春、星出彰彦飛行士(41)が2012年初夏からそれぞれ約半年間、ISSに長期滞在する。
 年内にシャトルが引退するため、今後ISSを訪れる日本人飛行士はソユーズを利用する。【西川拓】


 スペースシャトルについてはいろいろとニュースが入って、そこそこ知っている。
 そのスペースシャトルは今年で引退する。
 ということは、シャトルは来年以降、宇宙を飛ぶことはない。
 それに変わって、そのミッションを受け持つのがロシアのソユーズ。
 が、ソユーズについてはまるで知識がない。
 このさいチャンスなので、調べてみようと思う。

 まず、野口さんはどうやって帰ってきたのか。

『 
毎日JP
http://mainichi.jp/select/wadai/naruhodori/news/20100602ddm003070031000c.html
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質問なるほドリ:野口さんはどうやって帰るの?=回答・西川拓

 ◆野口さんはどうやって帰るの?
 ◇ロシアの「ソユーズ」で 天候に左右されず、高い安全性

なるほドリ: 国際宇宙ステーション(ISS)に長期滞在していた野口聡一飛行士(45)が帰ってくるんだって?
記者: ロシアのソユーズ宇宙船に乗って、日本時間2日午後0時24分、カザフスタンの草原に着陸する予定です。
Q: あれ? 米国のスペースシャトルじゃないんだ。
A: シャトルは年内に引退し、残り2回の飛行に日本人が乗る予定はありません。
 野口さんは昨年12月の打ち上げの際もソユーズを利用しました。
Q: ソユーズはどうやって着陸するの?
A: 午前9時すぎにISSから離れ、着陸の約50分前に地球周回軌道を離脱します。
 大気圏突入直前、乗組員3人が乗る釣り鐘形の「帰還モジュール」が切り離され、残りの部分は大気圏内で燃え尽きます。
 帰還モジュールは空気抵抗を利用して落下し、着陸15分前にパラシュートを開いて減速、地上80センチでエンジンを噴射して衝撃を和らげ、着地します。
 乗組員はそのまま救援隊を待ちます。

Q: シャトルみたいにかっこよくないね。
A: シャトルには翼があるので、グライダーのように着陸します。
 乗組員に加わる力も地上の重力の3倍(3G)程度ですが、ソユーズは4~5Gと乗組員への負担が大きいのです。
 90年に日本人として初めてソユーズに乗ったジャーナリストの秋山豊寛さん(67)は当時、「長い長いジェットコースターに乗っているような感覚だった」と話していました。
Q: 大丈夫なの?
A: 乗組員は個人に合わせて石こうで型どりをして作った専用いすに体を密着させて衝撃に備えます。
 死亡事故は1971年以来なく、シャトルのように着陸地の天候に左右されることもありません。
 ただし、装置のトラブルなどで姿勢制御できなくなり、垂直に近い角度で落下する「弾道モード」という降下法を採ることがあります。
 この場合は最大13Gに達し、けがをした飛行士もいます。
 着地地点も400キロほどずれるため、モジュール内には救援隊を待つ間の食糧などが積み込まれます。
Q: うわあ大変だ。
A: 一見ローテクですが、ロシアの宇宙関係者は「トラブルがあっても帰って来られる」と安全性に自信を見せています。
 野口さんも先月、宇宙で開いた会見で「何重にも備えがあり、不安はない」と話していました。
 元気に帰って来てほしいですね。(科学環境部)


 Wikipediaから

 ソユーズ(ロシア語: Союз〔サユース〕;英語: Soyuz〔ソユーズ〕)は、ソビエト連邦及びロシア連邦の1 - 3人乗り有人宇宙船。
 名称の Союз は「団結、結合」という意味で、ほかに「同盟」、「連邦」、「組合」という意味も持つ。

 2人乗りボスホート宇宙船に続くもので、ソ連の有人月旅行計画のために製作されたが、結局その計画は実現されなかった。
 かつてソ連の宇宙ステーション「サリュート」や「ミール」への連絡に使用され、登場から40年以上経た21世紀初頭でも国際宇宙ステーション(ISS)への往復用、及びステーションからの緊急時の脱出・帰還用として、現役で使用されている。
 
用途: サリュート、ミール、ISSへの宇宙飛行士の往還に使用。
    元々は有人月飛行を目的に開発された。
乗員: 3人(時期によっては2人)
性能:滞宙時間: ステーションにドッキングした状態で6ヶ月

寸法(TMA型)
全高: 7.48 m / 24.54 ft
直径: 2.72 m / 8.92 ft
体積: 7.2 m³ / 254.27 ft³


 稿頭の写真がソユーズですが、
 「登場から40年以上経た21世紀初頭でも国際宇宙ステーション(ISS)への往復用、及びステーションからの緊急時の脱出・帰還用として、現役で使用されている」
とあるから、実に信用度の高い宇宙船ということになる。





  軌道上での状態のソユーズ宇宙船は機体前方から見て、ほぼ球形の軌道船 (Orbital Module)・釣鐘型の帰還船 (Descent Module)・円筒形の機械船 (Service Module) の3つからなる。
 3つのモジュールのうち地上まで帰還するのは帰還船のみで、他のモジュールは再突入の際に切り離して、大気圏に突入して燃え尽きる。

 機体の大きな特徴は機械船の側面に二枚ついた太陽電池パネルであり、宇宙空間で自力発電することによって使用電力を補っている。
 ソユーズ初期型は計画変更に伴う数回のマイナーチェンジを経て1967年4月の1号から1981年5月の40号まで運用された。
 1979年12月には改良型のソユーズTが登場、T-1からT-15まで運用された。
 この機体は宇宙ステーションとドッキングすることを前提としており、太陽電池パネルを設置していない機体が多い。
 1987年にはさらなる改良型のソユーズTMが登場、TM-1からTM-34(2002年)まで運用された後、2002年10月から最新型のソユーズTMAに移った。
 2010年からはソユーズTMAをデジタル制御化した改良型がデビューする予定。

 TMA型に乗ることができるのは以下の条件を満たした者に限られる[1]。
* 身長が150 - 190cm(TM型は164 - 182cm)
* 体重が50 - 90kg(TM型は56 - 85kg)

 ほぼ同型で地上帰還能力や生命維持機構を搭載しない、輸送船に特化されたタイプは「プログレス」と呼ばれる。
 こちらもサリュート時代から使用されており、食料や酸素、推進剤、予備品などの物資輸送に活躍している。
 初代プログレスは42号まで、改良型のプログレスMは67号まで、プログレスM1は11号まで使われ、最新型はプログレスM改良型が使われている。


 3段連結のうち中央部分が野口さんを乗せて地球に帰ってきた帰還船。




 乗員が打ち上げと再突入の際に乗る、釣鐘型をした部分。
 1 - 3人乗りで、中で乗員は足を集めるように扇形に座る。
 再突入の際は格納されたパラシュートを開いて減速し、地上約0.8mまで降下した時に、帰還船の下に取り付けられた小型逆噴射ロケットによって、エアクッション効果を利用して着地の衝撃を和らげる。

 帰還船の表面はアブレータによりコーティングされている。
 これはちょうど接着剤が固まったようなもので、化学繊維に含浸させて固めることにより強度を維持している。
 軌道上で塵から帰還船を保護し、再突入時にはアブレータ自体が溶けて熱分解する際の融解熱と分解熱、および炭化したアブレータによって内部を保護する。
 アメリカのスペースシャトルに使われている耐熱タイルのように繰り返し使うことは出来ないが、耐熱タイルほど脆くない上に、ソユーズカプセル自体が繰り返し使うことは考えられていないため、問題はない。
 なお乗員は3人と言っても、初期のソユーズは3人乗ると狭いため、帰還時に与圧服は着ていなかった(2人で乗れば着用は可能だった)。
 しかし、ソユーズ11号で帰還時に帰還船の気密が漏れ、上空で乗員が3人とも窒息死した事故の後は、安全のために与圧服を着るようになった。
 代わりに、一時的に乗員も最大2人になった。
 その後改良が進められて、1976年に登場したソユーズT型から、乗員も与圧服を着た状態で最大3人にされた。


 打ち上げるロケットは。


 ソユーズの打ち上げには、通常R-7(ロシア語 Р-7)というミサイルを改良した11A511型ロケットが使われる。
 ソユーズを打ち上げるロケットの正式な型式は11A511だが、A-2の呼称の方がよく知られているために、以降A-2と呼ぶことにする。
 最大で直径10.3m、全長49.3m、重量310トンになる。


 A-2の打ち上げでユニークなのは、打ち上げまでロケットを保持していた支柱が、ロケットエンジンに点火されると同時に花びらのように開く方式である。



 こうなったのはロケットの軽量化が原因である。
 第1段ロケット4本を外部に設置した中央の第2段ロケットは、軽量化の結果、第1段ロケットの重量を支えることが出来なかったため、ロケットの中ほどからトラス構造の頑丈な支柱に吊り下げられた状態で発射される。
 この方式はチュルパン(Tyulpan、チューリップ)発射方式と呼ばれ、レニングラード金属鋳造工場 (LMZ) で設計された。
 ロケットのエンジンが点火され、出力が上がってロケットの重量を支えられるようになると(すなわち「エンジン出力≧重量」となると)、支柱が切り離されて花が開くように四方へ倒れこむ。
 この光景はロシアのロケット発射に固有の風景であり、西側のロケットには見られない。補助ロケットの重量を第1段が支えられるためである。

 打ち上げから118秒後に第1段ロケットを切り離し、さらに加速。
 160秒後に大気圏上層部でフェアリングを分離し、さらに打ち上げから300秒で第2段を切り離し、第3段に点火。
 最終的に発射から583秒後、ソユーズ宇宙船が地球周回軌道に投入される。


● エンジン:周囲が第1段、中央が第2段




 Wikipediaにはその「評価」が書かれています。


 現役の有人宇宙船としては最も安全で経済的であるとされ、極めて高く評価されている。
 商業用の宇宙観光が全てソユーズで行われているのもこの為である。 
 特に、1981年の初飛行以来2度死亡事故を起こした「スペースシャトル」に比べ、ソユーズは基本設計は古く、技術的に「枯れた」機体であるが、極限まで改善が進んでいるため確立された性能を誇る。
 既に30年以上に渡って死亡事故を起こしておらず、その信頼性は極めて高い。

 スペースシャトルに比べて、ソユーズが有利だと言われている主な理由に、次のようなものが挙げられる。
◇* 発射30秒前からブースターロケットが燃え尽きるまで、トラブルが発生しても一切脱出する術を持たないシャトルに比べ、ソユーズは非常脱出ロケットによって、発射台に据え付けられてから軌道到達までの間、いつでも乗員の乗る帰還船のみを切り離すことが出来る。
  一応シャトルにも方法が全くないわけではないが、実用性が0に近く、非現実的な方法である。
◇* 何度も同じ機体を使うシャトルに対し、ソユーズは1回きりなので、再利用のための余分な部品はなく機体設計に無理がない。
◇* 同様の理由から、新しい技術を順次機体に取り込むことが容易に出来る。

 なお、基本設計を引き継ぐというのは、わざわざ信頼性を再実証するリスクを背負ってまで新規に設計する必要が無い部分については、可能な限り引き継ぐというだけである。
 技術や素材の進歩には追従しており、必要なら機体構造やコンポーネントの改良や更新は常に行われている。
 またロケット全体を更新せず、部分的に改良・更新を重ねていくスタイルは、欧米のロケットも基本的に同様である。


 スペースシャトルとソユーズTM型の大きさ比較。
 ソユーズの大きさでは、ウペースラブのような巨大な構造物をその機体内に入れて持ち帰ることは不可能である
 現行のソユーズは軌道上の宇宙への到達及び、ミールや国際宇宙ステーション等宇宙ステーションとの人員往復が目的であり、軌道上の実験プラットフォームであるスペースシャトルとは目的・設計運用思想の異なった物であるのも事実である。
 また、シャトルは衛星軌道上の実験衛星を実験終了後、機体すべてを地球に持ち帰るような、ソユーズでは不可能なミッションも行う事ができる。
 そのため、スペースシャトルと優劣を比べること自体に無理があるという論も、全く否定出来るものではない。

 また、ソユーズが開発された当初の60年代から80年代までは、致命的な事故を何度か経験しており死者も出している。
 現在のソユーズの安全性は、それら過去の失敗経験をフィードバックしたものである。
 しかしそれらの事実を考慮しても、人員に対する安全性というソユーズの優位性は、揺るぎないものである。
 ただし、ソ連崩壊後の経済的混乱も手伝って、ソユーズの後継であるべきプロジェクトがすべて実現していないこともまた事実である。

 将来の宇宙往還機を積極的に開発しているのはアメリカのみ(オリオン計画)で、中国の神舟はソユーズの亜種であり、他には欧州のESAと日本のJAXAが基礎研究を行うに過ぎない。
 日本独自の使い捨て有人宇宙船計画である「ふじ」計画も提案されたのみで、2009年現在開発は進められていない。 
 ロシアも再利用型の将来宇宙往還機を構想しているものの、具体的な計画には進めていない。


 とりあえずの知識を得たところで、野口さんのソユーズでの打ち上げシーン見てみましょう。


野口さんソユーズ打ち上げ

http://www.youtube.com/watch?v=qgj2iLfazbQ

【バイコヌール(カザフスタン)】ロシア宇宙局は2009年12月21日午前3時52分(日本時間同6 時52分)、カザフスタン・バイコヌール宇宙基地で、約半年間の国際宇宙ステーション (ISS)滞在に臨む野口聡一さん(44)ら、日米ロの3飛行士を乗せた宇宙船「ソユ ーズTMA17」を打ち上げた。


 打ち上げられたのは午前4時頃。
 よって暗くて、打ち下げシーンがわからない。
 昼に行われた他のソユーズの打ち上げ映像を載せておきます。



Soyuz-2 打ち上げ
http://www.youtube.com/watch?v=0E-iyjbKgbg&feature=related


 これでみると
 「A-2の打ち上げでユニークなのは、打ち上げまでロケットを保持していた支柱が、ロケットエンジンに点火されると同時に花びらのように開く方式である」
という点がよくわかると思います。
 周囲の第一弾ロケットが発射され、数秒経ち、その推進力が上部ロケットを支えることができるようになると、支えていた4本の斜めの柱が周囲に開き、ロケットは上昇をはじめます。
 
 ソユーズが地球に帰還して着陸する再の動作のアニメがありまます。
 こんな形でカザフスタンの砂漠に降り立ったとおもわれます。


新型ソユーズ宇宙船4
http://www.youtube.com/watch?v=APp0JhCPyC8


 ソユーズに関するデータを載せておきます。

【図解・社会】バイコヌール宇宙基地とは
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic091221j-05-w310


【図解・社会】ソユーズロケット打ち上げからドッキングまで
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic091221j-02-w430
【図解・社会】ソユーズ宇宙船のドッキング個所
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic091223j-01-w350

【図解・社会】ソユーズ宇宙船のしくみ
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic091212j-01-w500

【図解・社会】ソユーズロケット
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic091221j-0304-w680

 なを、国際宇宙ステーション(ISS)へ行ったマシンはスペースシャトルとソユーズ、そして日本の「H2B」ロケットの3つのみ。
 日本の宇宙工学技術は世界では3番目のものだということです。
 いつか、ISSから日本の宇宙船で「はやぶさ」のようにオーストラリアの砂漠に帰還できる日がくることを祈りたいと思います。

 蛇足ですがこの「2B」
 これ「ツービー」ではなく「ニビー」と読むとおもいだしますね。
 子どものころ駄菓子屋で売っていた子供用爆雷。
 マッチの横でこすって投げる。
 数秒後に「バーン」と破裂する。
 よく遊んだものですが。
 「H2B」、これなんとなく「日の丸ニビー」と読んでしまう。
 ガキの自分を思い出す命名。


(注:ちなみにWikipediaでみてみたらこうあった。
 「2B弾の略。爆竹を強力にした花火の一種。昭和41年に危険の為製造禁止。」)
 
 最後にそのH2Bの資料を挙げておきます。


【図解・社会】H2Bロケットの特徴
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic090910j-02-w360

【図解・社会】宇宙ステーション補給機(HTV)
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic090910j-03-w450

【図解・社会】HTV搭載H2Bロケット打ち上げの流れ
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic090910j-04-w440
【図解・社会】HTV打ち上げから再突入までの流れ
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic090910j-05-w360


【図解・社会】野口聡一さんの帰還
http://www.jiji.com/jc/v?p=ve_soc_cosmic20100602j-02-w370


パラシュートで降下する、野口聡一さんを乗せたソユーズ宇宙船=2日、カザフスタン・アルカルイク近郊(共同)

● パラシュートで降下する、野口聡一さんを乗せたソユーズ宇宙船
  2日、カザフスタン・アルカルイク近郊(共同)




[◇]

毎日jp: 毎日新聞社 2010年6月3日 東京朝刊
http://mainichi.jp/select/world/news/20100603ddm012040138000c.html
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◇主要国の有人宇宙計画◇
★米国:
   ISSを少なくとも2020年まで延長、緊急帰還機を開発。
   2025年までに小惑星、2030年代半ばに火星探査
★ロシア:
   2011年末にISSに実験棟増設。
   ソユーズ後継機開発。
   火星往復を想定し、閉鎖空間で520日間生活する地上実験開始
★中国
   2011年に「天宮1号」打ち上げで宇宙ステーション建設に着手。
   2030年に月着陸、2040年に月滞在、2050年に火星探査
★欧州
   2030年ごろの火星探査を目指しロシアと共同実験。
   月探査や宇宙船開発も検討中
★インド
   ロシアと共同で改良型ソユーズを開発。
   2015~2016年に宇宙往還機で低軌道周回
★日本
   将来の宇宙船開発を念頭に、2015年に無人補給機「HTV」を改良した無人往還機打ち上げ
  (JAXA構想)


[◇]

tbsnewsi
2010年06月03日
船内に520日、有人火星飛行を想定
http://www.youtube.com/watch?v=uredfJkipKo

ロシアの研究チームは3日、将来の有人火星飛行を見据え、地上に設置した宇宙船に6人の男性を520日間閉じ込める実験を開始しました。



[◇]

NHKニュース 6月5日 6時47分 動画あり
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20100605/t10014919631000.html

 米民間ロケット 初の試験飛行
 アメリカのスペースシャトルが引退したあと、国際宇宙ステーションに物資や人を運ぶ手段の一つとして注目されている、民間企業が開発したロケットの初の試験飛行が、アメリカのフロリダ州で行われました。
 アメリカの民間企業「スペースX」が開発を進めているロケット、「ファルコン9」は、4日午後、フロリダ州のケープカナベラル空軍基地から打ち上げられました。
 長さおよそ55メートル、直径3.6メートルのロケットの先端には、試験のための無人船が搭載され、打ち上げからおよそ9分後に高度250キロメートルの地球を回る軌道に乗り、試験は成功したということです。
 スペースXは、年内に引退が予定されているスペースシャトルに代わって、無人の輸送船で国際宇宙ステーションに食料や水などの物資を運ぶ計画で、早ければ来年にも1号機が打ち上げられることになっています。
 さらに、オバマ大統領は、スペースシャトルが引退したあと、宇宙ステーションに人を輸送する手段について、民間に委託する考えを明らかにしており、スペースXは、将来的には物資だけでなく宇宙飛行士が乗り込める有人の宇宙船を搭載した、ファルコン9ロケットを打ち上げたいとしています。

● ファルコン9の打ち上げ=4日午後、米フロリダ州、ロイター


[◇]

exicite ニュース  2010年6月16日 09時30分
http://www.excite.co.jp/News/science/20100616/Sorae_030804_3951.html
ソユーズTMA-19、打ち上げ成功



写真=NASA

第 24次/第25次長期滞在クルーのダグラス・ウィーロック宇宙飛行士、シャノン・ウォーカー宇宙飛行士、フョードル・ユールチキン宇宙飛行士の3人を乗せたソユーズ有人宇宙船(ソユーズTMA-19)は予定通り、バイコヌール時間6月16日3時35分(日本時間6時35分)、カザフスタン・バイコヌール宇宙基地から打ち上げられた。

 打ち上げられたソユーズFGロケットは順調に飛行し、ソユーズTMA-19は打ち上げから約9分後に地球周回軌道へ投入され、打ち上げが成功した。

ソユーズTMA-19はこのまま2日間、地球を集会し、モスクワ夏時間6月18日2次25分(日本時間7時25分)に国際宇宙ステーション(ISS)とドッキングし、第24次/第25次長期滞在クルーはISSで滞在しているクルーらと合流し、約6ヶ月間の長期滞在を行う。






● 花いろいろ