シグナス CRS Orb-3

シグナス CRS Orb-3は、オービタル・サイエンシズ社（当時）が開発・運用した無人宇宙補給機「シグナス」のミッションの一つです。NASAとの商業補給サービス（CRS）契約に基づき、国際宇宙ステーション（ISS）へ物資を輸送するために計画された8回のフライトのうち、3回目のミッションにあたります。「Orbital-3」や「オービタル・サイエンシズCRSフライト3」といった名称でも知られています。

機体

本ミッションで使用されたシグナス補給機は、ISSへの4回目のシグナス飛行機体でした。これを打ち上げるロケットには、オービタル社のアンタレスロケットが用いられましたが、これはアンタレスにとって5回目の飛行であり、特に第2段に強化型のキャスター30XLを搭載したアンタレス130型としては初の運用でした。また、この機体は標準サイズの加圧貨物モジュールを使用した最後のシグナス機でもありました。オービタル社の慣例に従い、1993年に死去したマーキュリーセブン計画の宇宙飛行士であるドナルド・スレイトンにちなんで「SS Deke Slayton」と命名されていました。

打ち上げ計画

当初、打ち上げは2014年10月27日22時45分（UTC）に、バージニア州ワロップス島のワロップス飛行施設中部大西洋地域宇宙基地のLP-0A射点から実施される予定でした。これはアンタレスおよびシグナスにとって初の夜間打ち上げとなるはずでした。打ち上げ成功の場合、11月2日の早朝にはISSとランデブーし、結合する計画でした。しかし、打ち上げ前に設定された立ち入り禁止区域にヨットが進入したため、安全上の懸念から一度延期が決定されました。これにより、打ち上げは24時間順延され、2014年10月28日22時22分38秒（UTC）に改めて設定されました。

運用経過（事故）

再設定された日時である2014年10月28日に、アンタレスロケットの打ち上げが実行されました。しかし、離昇からわずか15秒後、1段目の推進システムに不具合が生じ、機体は推進力を失って地上へ向かい始めました。地上への落下を防ぎ、射場の安全を確保するため、ワロップス射場管理センターからの指令によって飛行終端システム（自爆装置）が作動。ロケットは空中で意図的に破壊され、爆散しました。この爆発は、30km以上離れたメリーランド州ポクーモクでも感じられたと報告されています。発生した火災は速やかに封じ込められましたが、炎は夜間を通して燃え続けました。

初期の報告では、打ち上げ前、打ち上げシーケンス、飛行のいずれにおいても、事故発生の瞬間までテレメトリデータに特段の異常は認められなかったとされていました。また、NASAの発表では、打ち上げ前に既知の問題は存在せず、死傷者はなかったものの、搭載貨物は全て失われ、発射設備も大きな損傷を被ったと当初伝えられました。しかし、翌10月29日の調査では、修理の必要はあるものの、当初懸念されたような壊滅的な損害ではなかったことが判明しました。同日、事故調査チームは墜落現場で残骸の調査を開始しました。

積荷

Orb-3ミッションでは、打ち上げ直前に最終決定されたものを含め、ISSのための約2,300 kgに及ぶ多様な補給品と装置類が搭載される予定でした。計画上の積荷総重量は約2,215 kg（ペイロードのみ）、梱包材などを含めると約2,294 kgでした。内訳には、科学研究品（約727.0 kg、米国分約569.0 kg、他国分約158.0 kg）、補給品（約748 kg）、装置類（約124.0 kg）、食品（約617.0 kg）、飛行手順書（約7.0 kg）などが含まれていました。

また、ISSへ輸送される主要なペイロードとして、以下のものが含まれていました。

Flock-1d: プラネット・ラボ社が運用する地球観測衛星群の一部である小型衛星26機。この事故を受けて、プラネット・ラボ社は、多数の衛星を用いた宇宙からの観測計画の進行を妨げるものではないとコメントしました。
Arkyd-3: プラネタリー・リソーシズ社（PRI）が開発した3Uキューブサット技術実証衛星。将来の資源探査衛星シリーズ（Arkyd系衛星）を基盤とする様々な衛星技術（アビオニクス、恒星追跡器、姿勢制御システム、統合推進システムなど）を、初期段階での実証機として費用対効果を重視した設計で構築したもので、「A-3」とも呼ばれました。PRIはArkyd-3をISSの日本実験棟「きぼう」のエアロックから放出する計画で、ISSへの輸送をナノラックス社に委託していました。これは、2015年に予定されていた大型のArkyd-100打ち上げと飛行試験に先駆けて、惑星資源衛星技術の妥当性確認と改良を図る短期的な実証試験として位置づけられていました。
* その他のペイロード: 学生宇宙飛行実験プログラム（SSEP）の一環として、結晶形成、種子発芽、植物成長、微小重力下のプロセスなどの探究を目的とした学生設計の実験装置18機が搭載されていました。また、ArduLabプロジェクトによる初のオープンソース利用学生装置も積まれていました。さらに、RACEおよびGOMX-2という2機のアマチュアラジオ小型衛星も含まれており、特にGOMX-2は、シンガポール国立大学による小型陽子もつれ量子システムの先駆的な実験装置と、空気抵抗を増加させて軌道離脱を促進するセイルブレーキ実験装置という二つの異なるペイロードを搭載していました。

事故後対応

いくつかの先行予備調査に基づき、オービタル社はOrb-3ミッションの失敗原因を、アンタレスロケットの1段目に使われていたエアロジェット・ロケットダイン製AJ-26エンジン（ロシア製NK-33エンジンを改装したもの）のターボポンプの故障と推定したと発表しました。NASAによる詳細な事故調査報告は、2015年10月に公開されました。

オービタル社は、NASAとの商業補給サービス契約に基づく義務を履行するため、アンタレスロケットの代替エンジンの選定と試験が完了するまでの間、2015年中に少なくとも1機のシグナスを、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス社のアトラスVロケットを用いて打ち上げる計画を立てました。オービタル社は事故発生以前から既にAJ-26の代替エンジンの評価と検討を進めており、事故後、アンタレスの1段目エンジンをロシアのエネルゴマシュ製RD-181に換装すると正式に発表しました。このRD-181は、ロシアがソユーズ-2ロケットで採用しているNK-33の同系統エンジン（RD-193）に関連するものです。再設計されたアンタレスロケットの飛行再開は2016年を目指していました。事故により損傷したワロップス飛行施設のLP-0A射点も改修作業が進められ、2015年9月末に完了しています。

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