スペースX CRS-3
SpaceX CRS-3（SpX-3としても知られる）は、2014年4月18日に打ち上げられた、国際宇宙ステーション（ISS）への重要な物資補給ミッションです。アメリカ航空宇宙局（NASA）との契約に基づき、スペースX社の無人宇宙補給機「ドラゴン」が使用されました。これは、スペースXの無人ドラゴン補給機としては5回目、NASAの商業補給サービス（CRS）計画に基づく運用ミッションとしては3回目の飛行に位置づけられます。
このミッションは、スペースXのロケット開発において複数の点で画期的なものでした。まず、ファルコン9ロケットのバージョンがv1.0から改良型のv1.1に切り替わって初めてのドラゴン打ち上げでした。また、ペイロード（搭載物）を覆うフェアリングを使用せずに打ち上げられた初めてのドラゴンミッションでもあります。さらに特筆すべきは、打ち上げに使用されたファルコン9ロケットの第1段ブースターを回収・再利用するための技術実証として、洋上への推進制御着陸実験が初めて本格的に試みられた点です。
当初、CRS-3ミッションの打ち上げは2013年後半に予定されていましたが、複数の要因により度重なる遅延に見舞われました。ISSへの宇宙機の到着順を調整する「Visiting Vehicle」計画の都合や、ISSで発生した冷却システムの問題による緊急の船外活動、さらにはドラゴンやファルコン9 v1.1の技術的な問題（データバッファリング、新しい設計の検証、部品の汚染など）、打ち上げ射場のレーダー施設の火災、ISSのコンピューターシステムの故障など、様々な予期せぬ事態が複合的に影響し、打ち上げ日は数度にわたり延期されました。最終的には、打ち上げ直前の診断でロケットのヘリウム供給弁に不具合が見つかり、一度打ち上げが中止される事態も発生しました。これらの困難を乗り越え、最終的に2014年4月18日（UTC）に打ち上げが成功しました。
打ち上げられたドラゴン補給機は、ISSに無事到着しました。2014年4月20日、当時ISSに滞在していた日本の宇宙飛行士、若田光一氏の操作により、ISSのロボットアームで捕獲されました。その後、ISSに係留され、約1ヶ月間にわたって滞在。この間、物資の搬入・搬出作業が行われました。ISSでの作業を終えたドラゴンは、物資を搭載して地球への帰還を開始。軌道離脱に成功し、2014年5月18日にカリフォルニア沖の太平洋上に正確に着水しました。帰還したカプセルからは、ISSでの実験サンプルなど、約1600kgの貨物が回収されました。回収時にはカプセル内部に水が確認されましたが、搭載されていた科学機器への大きな影響はなかったと報告されています。
CRS-3ミッションでは、ISSの運用維持に必要な補給品に加え、多くの科学実験装置や技術実証ペイロードが搭載されました。主要な搭載物としては、地球を様々な角度から高精細に撮影するカメラ群（HDEV）、高帯域幅のレーザー通信を実証する装置（OPALS）、宇宙環境がヒト免疫系に与える影響を研究する装置（TCAS）、宇宙での植物栽培技術を試験する装置（VEGGIE）、ISSに長期滞在しているロボット宇宙飛行士「ロボノート2」用の新しい足、ISS内の微生物多様性を調査するMERCCURI計画関連機材などがありました。また、主ミッションとは別に、教育や技術試験を目的とした小型衛星（キューブサット）5機がロケットの第2段から放出されるピギーバックミッションも実施されました。これらのキューブサットには、大学生が開発したALL-STAR/THEIAや、多数の極小衛星を放出する予定だったKickSatなどが含まれていましたが、KickSatは衛星の放出に失敗しました。
CRS-3ミッションにおける最大の注目点の一つは、ファルコン9 v1.1の第1段ブースターが行った洋上着陸実験です。これは、制御された噴射によって速度を落とし、姿勢を制御しながら海面への軟着水を目指す世界初の試みでした。この実験では、着陸脚を展開するテストや、姿勢制御用の改良型ガススラスタの試験も行われました。データによると、ブースターは設計通りにほぼゼロの垂直速度で海面に到達し、軟着水自体には成功しました。しかし、着水後の荒波によって姿勢が崩れ、残念ながら機体は破損し、回収には至りませんでした。それでも、この実験で得られた貴重なデータは、その後のスペースXによるロケットの完全再利用技術開発、特に陸上や船上への精密着陸の実現に不可欠な貢献をしました。CRS-3ミッションは、ISSへの安定した補給を実現すると同時に、将来の宇宙輸送コスト削減に向けた再利用技術の礎を築いた、歴史的な一歩と言えるでしょう。
このミッションは、スペースXのロケット開発において複数の点で画期的なものでした。まず、ファルコン9ロケットのバージョンがv1.0から改良型のv1.1に切り替わって初めてのドラゴン打ち上げでした。また、ペイロード（搭載物）を覆うフェアリングを使用せずに打ち上げられた初めてのドラゴンミッションでもあります。さらに特筆すべきは、打ち上げに使用されたファルコン9ロケットの第1段ブースターを回収・再利用するための技術実証として、洋上への推進制御着陸実験が初めて本格的に試みられた点です。
当初、CRS-3ミッションの打ち上げは2013年後半に予定されていましたが、複数の要因により度重なる遅延に見舞われました。ISSへの宇宙機の到着順を調整する「Visiting Vehicle」計画の都合や、ISSで発生した冷却システムの問題による緊急の船外活動、さらにはドラゴンやファルコン9 v1.1の技術的な問題（データバッファリング、新しい設計の検証、部品の汚染など）、打ち上げ射場のレーダー施設の火災、ISSのコンピューターシステムの故障など、様々な予期せぬ事態が複合的に影響し、打ち上げ日は数度にわたり延期されました。最終的には、打ち上げ直前の診断でロケットのヘリウム供給弁に不具合が見つかり、一度打ち上げが中止される事態も発生しました。これらの困難を乗り越え、最終的に2014年4月18日（UTC）に打ち上げが成功しました。
打ち上げられたドラゴン補給機は、ISSに無事到着しました。2014年4月20日、当時ISSに滞在していた日本の宇宙飛行士、若田光一氏の操作により、ISSのロボットアームで捕獲されました。その後、ISSに係留され、約1ヶ月間にわたって滞在。この間、物資の搬入・搬出作業が行われました。ISSでの作業を終えたドラゴンは、物資を搭載して地球への帰還を開始。軌道離脱に成功し、2014年5月18日にカリフォルニア沖の太平洋上に正確に着水しました。帰還したカプセルからは、ISSでの実験サンプルなど、約1600kgの貨物が回収されました。回収時にはカプセル内部に水が確認されましたが、搭載されていた科学機器への大きな影響はなかったと報告されています。
CRS-3ミッションでは、ISSの運用維持に必要な補給品に加え、多くの科学実験装置や技術実証ペイロードが搭載されました。主要な搭載物としては、地球を様々な角度から高精細に撮影するカメラ群（HDEV）、高帯域幅のレーザー通信を実証する装置（OPALS）、宇宙環境がヒト免疫系に与える影響を研究する装置（TCAS）、宇宙での植物栽培技術を試験する装置（VEGGIE）、ISSに長期滞在しているロボット宇宙飛行士「ロボノート2」用の新しい足、ISS内の微生物多様性を調査するMERCCURI計画関連機材などがありました。また、主ミッションとは別に、教育や技術試験を目的とした小型衛星（キューブサット）5機がロケットの第2段から放出されるピギーバックミッションも実施されました。これらのキューブサットには、大学生が開発したALL-STAR/THEIAや、多数の極小衛星を放出する予定だったKickSatなどが含まれていましたが、KickSatは衛星の放出に失敗しました。
CRS-3ミッションにおける最大の注目点の一つは、ファルコン9 v1.1の第1段ブースターが行った洋上着陸実験です。これは、制御された噴射によって速度を落とし、姿勢を制御しながら海面への軟着水を目指す世界初の試みでした。この実験では、着陸脚を展開するテストや、姿勢制御用の改良型ガススラスタの試験も行われました。データによると、ブースターは設計通りにほぼゼロの垂直速度で海面に到達し、軟着水自体には成功しました。しかし、着水後の荒波によって姿勢が崩れ、残念ながら機体は破損し、回収には至りませんでした。それでも、この実験で得られた貴重なデータは、その後のスペースXによるロケットの完全再利用技術開発、特に陸上や船上への精密着陸の実現に不可欠な貢献をしました。CRS-3ミッションは、ISSへの安定した補給を実現すると同時に、将来の宇宙輸送コスト削減に向けた再利用技術の礎を築いた、歴史的な一歩と言えるでしょう。
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