ジェミニ宇宙船
ジェミニ宇宙船（英: Gemini Spacecraft）は、アメリカ合衆国が1960年代に推進したジェミニ計画の中核を担った有人宇宙船です。これは、アメリカ初の有人宇宙船であるマーキュリー宇宙船の後継として開発され、製造はマクドネル社（現在のボーイング）が行いました。
一人乗りで軌道変更能力を持たなかったマーキュリーに対し、ジェミニ宇宙船は様々な点で能力が拡張されました。まず、搭乗員数は2名に増員され、宇宙での滞在期間も最長で14日間が可能となりました。さらに、月探査に向けた重要なステップとして、軌道上でのランデブーやドッキングに必要な軌道変更能力が付与されました。
ジェミニ宇宙船は1964年のジェミニ1号打ち上げを皮切りに、1966年末までに合計12機が宇宙へ送られました。当初、長期滞在モジュールとの連携も構想されましたが、これは実現には至りませんでした。
機体の基本形状はマーキュリー宇宙船を大型化したものであり、搭乗員が収容される再突入部は円錐または漏斗のような形をしています。搭乗員はこの円錐形の底部に背を向ける形で着座します。船内、特にキャビン部分は非常に狭く、身動きの自由は限られていました。座席配置は、左側が船長席、右側が操縦士席となっています。再突入部の主要な構造材にはチタンなどが用いられています。
大気圏再突入時の高熱から機体を守る耐熱シールドは、再突入部の底部に装着されており、浅い皿状の形状です。このシールドは、熱で溶解・気化する特性を持つ樹脂を染み込ませたガラス繊維（アブレータ）などで構成されており、材料の気化潜熱を利用して機体を冷却する仕組みです。
船体には、搭乗員の乗り降りに加えて、軌道上での船外活動（宇宙遊泳）のために使用される2つのハッチが設けられていました。緊急時には、大気圏内で搭乗員が脱出するための射出座席も装備されていました。
再突入時の降下速度を制御し、着水目標地点の精度を高めるため、機体の重心位置は意図的にオフセットして配置されています。これにより、機体をロール（横転）させることで揚力を部分的に利用し、降下コースをある程度制御することが可能でした。航法装置や、地上の管制センターとの通信を行うテレメータを含む通信機器類も再突入部に内蔵されています。音声通信装置としては、UHF帯のものが2機とHF帯のものが1機搭載されていました。
ジェミニ計画の重要な目標の一つである軌道上ランデブー・ドッキングを実現するため、円錐形先端部分にはレーダーおよびドッキング装置が装備されていました。降下用のパラシュートもこの先端部分に格納されています。
大気圏降下時には、まず小型の先導パラシュートが開傘し、その後3つの大きな主パラシュートが開いて着水速度を緩めます。再突入時の姿勢制御システム（RCS）のスラスタも先端部に配置され、信頼性向上のため2系統の冗長構成となっていました。
マーキュリー宇宙船が限定的な逆噴射装置しか持たなかったのに対し、ジェミニ宇宙船は強化された推進部と逆噴射装置を備えていました。これらの推進部と逆推進部は、機体の円錐形の底部に搭載されています。推進剤にはヒドラジンと四酸化二窒素の組み合わせが用いられ、逆噴射装置には固体燃料ロケットが採用されていました。
推進部は軽量化のためにマグネシウム合金を構造体に用い、軌道上の姿勢制御を担当するOAMS（Orbital Attitude Maneuvering System）を備えています。OAMSは合計16基の小型エンジンで構成され、軌道上での微妙な姿勢変更に用いられました。チタン製の酸化剤・燃料タンクや、搭乗員の生存に不可欠な生命維持装置の一部である冷却装置などもこの推進部に組み込まれていました。
地球への帰還に際しては、まず推進部が切り離され、次に逆噴射装置が作動します。逆噴射完了後、逆噴射装置も分離され、耐熱シールドで保護された再突入部のみが大気圏を通過して帰還します。逆噴射装置は、再突入部の底部中央付近に集中配置された4基のロケットで構成されていました。
2人乗り宇宙船の構想は1959年には検討が始まっていましたが、1961年に本格的な開発議論が展開され、1962年1月にはそれまでの「マーキュリー・マークII」という名称から「ジェミニ」へと改称され、正式な計画となりました。当初、地上への滑空着陸を目指しパラグライダーの使用が検討されましたが、最終的には放棄され、パラシュートによる洋上への着水方式が採用されました。
前述の通り、ジェミニ宇宙船はマーキュリーとは異なり、最大2週間の長期ミッションを想定していました。機内にトイレは設けられませんでしたが、小便については吸引器を使ってバッグに吸い出す仕組みが用意されていました。しかし、搭乗員の体への装着部分からの漏れなど、しばしばトラブルが発生したと記録されています。
大便については、排便用のプラスチックバッグを使用し、発生するガスの発酵を防ぐために防腐剤を加えてよく混ぜ、倉庫に収納することとされていました。しかし、実際のミッションでは防腐剤が十分に混ざらずバッグが破裂する事例も発生したと報告されています（ジェミニ7号のエピソードなどが知られています）。排便量を減らすため、マーキュリー計画と同様に、搭乗員は打ち上げの3日前から食事制限を受けていました。
将来的には、ジェミニ宇宙船の再利用、軍事用途、あるいは長期滞在ステーションへの発展なども構想されましたが、これらの計画は実現しませんでした。
長さ: 5.8メートル
最大直径: 3.0メートル
* 最大重量: 3.8トン
開発背景と能力向上
一人乗りで軌道変更能力を持たなかったマーキュリーに対し、ジェミニ宇宙船は様々な点で能力が拡張されました。まず、搭乗員数は2名に増員され、宇宙での滞在期間も最長で14日間が可能となりました。さらに、月探査に向けた重要なステップとして、軌道上でのランデブーやドッキングに必要な軌道変更能力が付与されました。
ジェミニ宇宙船は1964年のジェミニ1号打ち上げを皮切りに、1966年末までに合計12機が宇宙へ送られました。当初、長期滞在モジュールとの連携も構想されましたが、これは実現には至りませんでした。
機体構造
機体の基本形状はマーキュリー宇宙船を大型化したものであり、搭乗員が収容される再突入部は円錐または漏斗のような形をしています。搭乗員はこの円錐形の底部に背を向ける形で着座します。船内、特にキャビン部分は非常に狭く、身動きの自由は限られていました。座席配置は、左側が船長席、右側が操縦士席となっています。再突入部の主要な構造材にはチタンなどが用いられています。
大気圏再突入時の高熱から機体を守る耐熱シールドは、再突入部の底部に装着されており、浅い皿状の形状です。このシールドは、熱で溶解・気化する特性を持つ樹脂を染み込ませたガラス繊維（アブレータ）などで構成されており、材料の気化潜熱を利用して機体を冷却する仕組みです。
船体には、搭乗員の乗り降りに加えて、軌道上での船外活動（宇宙遊泳）のために使用される2つのハッチが設けられていました。緊急時には、大気圏内で搭乗員が脱出するための射出座席も装備されていました。
再突入時の降下速度を制御し、着水目標地点の精度を高めるため、機体の重心位置は意図的にオフセットして配置されています。これにより、機体をロール（横転）させることで揚力を部分的に利用し、降下コースをある程度制御することが可能でした。航法装置や、地上の管制センターとの通信を行うテレメータを含む通信機器類も再突入部に内蔵されています。音声通信装置としては、UHF帯のものが2機とHF帯のものが1機搭載されていました。
推進・制御システム
ジェミニ計画の重要な目標の一つである軌道上ランデブー・ドッキングを実現するため、円錐形先端部分にはレーダーおよびドッキング装置が装備されていました。降下用のパラシュートもこの先端部分に格納されています。
大気圏降下時には、まず小型の先導パラシュートが開傘し、その後3つの大きな主パラシュートが開いて着水速度を緩めます。再突入時の姿勢制御システム（RCS）のスラスタも先端部に配置され、信頼性向上のため2系統の冗長構成となっていました。
マーキュリー宇宙船が限定的な逆噴射装置しか持たなかったのに対し、ジェミニ宇宙船は強化された推進部と逆噴射装置を備えていました。これらの推進部と逆推進部は、機体の円錐形の底部に搭載されています。推進剤にはヒドラジンと四酸化二窒素の組み合わせが用いられ、逆噴射装置には固体燃料ロケットが採用されていました。
推進部は軽量化のためにマグネシウム合金を構造体に用い、軌道上の姿勢制御を担当するOAMS（Orbital Attitude Maneuvering System）を備えています。OAMSは合計16基の小型エンジンで構成され、軌道上での微妙な姿勢変更に用いられました。チタン製の酸化剤・燃料タンクや、搭乗員の生存に不可欠な生命維持装置の一部である冷却装置などもこの推進部に組み込まれていました。
帰還プロセス
地球への帰還に際しては、まず推進部が切り離され、次に逆噴射装置が作動します。逆噴射完了後、逆噴射装置も分離され、耐熱シールドで保護された再突入部のみが大気圏を通過して帰還します。逆噴射装置は、再突入部の底部中央付近に集中配置された4基のロケットで構成されていました。
計画の経緯と搭乗員の環境
2人乗り宇宙船の構想は1959年には検討が始まっていましたが、1961年に本格的な開発議論が展開され、1962年1月にはそれまでの「マーキュリー・マークII」という名称から「ジェミニ」へと改称され、正式な計画となりました。当初、地上への滑空着陸を目指しパラグライダーの使用が検討されましたが、最終的には放棄され、パラシュートによる洋上への着水方式が採用されました。
前述の通り、ジェミニ宇宙船はマーキュリーとは異なり、最大2週間の長期ミッションを想定していました。機内にトイレは設けられませんでしたが、小便については吸引器を使ってバッグに吸い出す仕組みが用意されていました。しかし、搭乗員の体への装着部分からの漏れなど、しばしばトラブルが発生したと記録されています。
大便については、排便用のプラスチックバッグを使用し、発生するガスの発酵を防ぐために防腐剤を加えてよく混ぜ、倉庫に収納することとされていました。しかし、実際のミッションでは防腐剤が十分に混ざらずバッグが破裂する事例も発生したと報告されています（ジェミニ7号のエピソードなどが知られています）。排便量を減らすため、マーキュリー計画と同様に、搭乗員は打ち上げの3日前から食事制限を受けていました。
将来的には、ジェミニ宇宙船の再利用、軍事用途、あるいは長期滞在ステーションへの発展なども構想されましたが、これらの計画は実現しませんでした。
要目
長さ: 5.8メートル
最大直径: 3.0メートル
* 最大重量: 3.8トン
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