スペースX CRS-31

SpaceX CRS-31

ミッション概要

SpaceX CRS-31は、アメリカ航空宇宙局（NASA）の商業補給サービス契約に基づき、国際宇宙ステーション（ISS）へ物資を届けるための重要なミッションでした。SpaceXによって運用され、2024年11月5日に成功裡に打ち上げられました。このミッションには、これまでにも何度かISSへの補給を担ってきた、カーゴドラゴンC208が使用され、同機にとっては5回目の宇宙飛行となりました。NASAではSpX-31と表記されることもあります。

打ち上げ

CRS-31ミッションは、2024年11月5日協定世界時02時29分31秒、アメリカ合衆国フロリダ州にあるケネディ宇宙センターの第39A射点から打ち上げられました。これは打ち上げ場所の現地時間では、11月4日の午後9時29分にあたります。ファルコン9ロケットによって軌道に投入されたカーゴドラゴンは、ISSを目指して飛行を開始しました。

積荷内容

このミッションでは、合計で2,762キログラムに及ぶ貨物と補給品がISSへ届けられました。積荷は、宇宙飛行士の生活に必要な物資を運ぶ与圧貨物2,435キログラムと、宇宙空間での実験や機器の設置に用いられる非与圧貨物327キログラムから構成されていました。具体的な内訳は多岐にわたります。宇宙飛行士の食料や生活用品などの乗員補給品が961キログラムを占め、科学研究のための機材やサンプルが917キログラム搭載されました。その他、船外活動用の装備が171キログラム、ISS自体の維持や改善に必要な宇宙船資機材が238キログラム、そしてコンピューター関連の資材が20キログラム含まれていました。これらの物資は、ISSでの研究活動や宇宙飛行士の長期滞在を支えるために不可欠です。

主要な科学研究

CRS-31ミッションでは、多種多様な科学研究を支援するための装置や実験サンプルがISSに届けられました。特に注目されるいくつかのプロジェクトが搭載されています。

太陽風の加熱メカニズム解明

「COronal Diagnostic EXperiment（CODEX）」と呼ばれる実験では、太陽から吹き出すプラズマの流れである太陽風について調査します。太陽の外層大気であるコロナは、その表面温度をはるかに超える数百万度の高温であり、太陽風は時速100万マイル近い速度で噴出しています。この実験では、コロナグラフを用いて太陽光を遮り、太陽風内の電子の温度や速度を測定することで、太陽風がどのように加熱・加速されるのかという長年の謎の解明に迫ります。世界中の研究者チームが参加し、ゴダード宇宙センターで開発されたこの装置は、従来の観測では得られなかった包括的なデータを収集することを目指しています。

宇宙放射線への植物の耐性

「ARTEMOSS」実験では、地球上で最も放射線耐性が高いとされる生物の一つ、南極に生息するコケ（ヤノウエノアカゴケ）を用いて、宇宙環境における植物の応答を研究します。宇宙空間特有の強力な放射線と微小重力という複合的な要因が、植物の生理機能や遺伝子にどのような影響を与えるかを調査することで、将来の有人宇宙ミッションにおける閉鎖型生命維持システムに利用可能な植物を選定するための貴重な知見が得られると期待されています。コケは、小型で維持が容易、空気中の水分を吸収できるといった特性から、宇宙での利用に適していると考えられています。

宇宙空間での材料劣化調査

欧州宇宙機関（ESA）主導の「ユーロ・マテリアル・エイジング調査」では、宇宙空間に晒された様々な材料が時間とともにどのように変化するかを調べます。この実験には二つのパートがあります。一つは、欧州各国の宇宙機関が選定した材料サンプルの宇宙環境への耐性を評価するもので、もう一つは、地球大気で吸収されない強力な紫外線に有機材料が晒された際の安定性や劣化度を検証するものです。地上でのシミュレーションでは宇宙環境の全ての側面を再現することは難しいため、実際の宇宙空間での長期暴露実験は、宇宙で使用される材料の信頼性や寿命を予測する上で非常に重要です。暴露されたサンプルは地球に持ち帰られ、詳細な分析が行われます。

船内からの宇宙船修理技術

「Nanolab Astrobeat」実験は、宇宙船の損傷を内側から修復する新たな技術を検証します。特に、高速で飛来する微小隕石や宇宙ゴミによって宇宙船の船体に開いた穴を、冷間溶接という方法で補修する可能性を探ります。宇宙空間では地球上よりも金属を溶接するのに必要な力が少ないため、冷間溶接が有効な修理手段となる可能性があります。宇宙船の内部から安全に修理を行える能力は、乗組員の安全確保やミッション継続にとって極めて重要です。この研究成果は、地球上での冷間溶接技術の応用にも寄与することが期待されています。

ISSのリブースト

CRS-31ミッションの画期的な側面の一つは、カーゴドラゴン宇宙船が国際宇宙ステーションの軌道を上昇させる「リブースト」を初めて実施したことです。これは2024年11月8日協定世界時17時50分に行われました。カーゴドラゴンC208は、搭載されたドラコスラスターを約12分半にわたって後方に向けて噴射し、ISSの速度を毎秒0.3メートル増加させました。これにより、ISSの軌道は遠地点で約0.11キロメートル、近地点で約1.1キロメートル上昇しました。

ISSは、わずかながら存在する上層大気の抵抗によって常に高度が低下するため、定期的なリブーストによって軌道を維持する必要があります。これまで、この役割は主にロシアのプログレス補給船や、アメリカのシグナス補給船によって担われてきました。ドラゴン宇宙船がこの能力を示すことは、いくつかの重要な意味を持っています。一つは、将来の米国独自の軌道離脱機開発に向けた軌道操作技術のテストとしての側面です。また、ISSの運用を巡る地政学的な状況の変化、特に将来的にロシア軌道セグメントが切り離されたり放棄されたりした場合に備え、アメリカのシグナスとドラゴン宇宙船だけでISSの軌道維持や操縦が可能であることを実証する狙いもあると考えられています。CRS-31によるこの成功は、ISSの将来的な運用柔軟性を高める上で重要な一歩となりました。

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