ISSとその後?宇宙編の終わりに向けて

ISS: 低軌道での協力、技術的開発とその後の課題の間

低い軌道、速いサイクル

国際宇宙ステーション (ISS) は、平均高度 415 km の地球低軌道に位置しています。 この高度では、ステーションは 90 分ごとに地球を完全に一周します。つまり、1 日あたり約 16 回転します。 その公転速度は時速 27,700 km、つまり秒速 7.7 km です。これは、搭乗している宇宙飛行士にとって、毎日約 16 回の日の出と日の入りを観測することになり、生体リズムが完全に乱れることを意味します。

2000年から住み続けている研究室

ISS は 2000 年 11 月以来、通常 6 人の宇宙飛行士からなる国際乗組員によって恒久的に占拠されています。 これらの職員は微小重力環境で生活し、働き、流体物理学、細胞生物学、宇宙医学、地球観測、さらには量子力学の分野での科学実験に時間の大部分を費やしています。

前代未聞のコラボレーション

1998 年に開始された ISS プログラムは、多国籍の重要な成果です。 NASAが主導し、ロスコスモス（旧FKA）、欧州宇宙機関（ESA）、日本の機関JAXA、カナダの機関ASCも関与している。 モジュール式ステーションの建設には 10 年以上かかり、主要な組み立て段階は 2011 年に完了しました。 しかし、ステーションの開発はその後も継続され、新しいモジュールや機器が定期的に追加されました。

シャトルの引退、物流の縮小

2011 年まで、アメリカのスペースシャトルは、重い荷物と一度に最大 8 人の宇宙飛行士の輸送を可能にし、地球と ISS 間の持続的な物流ペースを確保していました。 同時に、ロシアのソユーズカプセルは、3人の宇宙飛行士の定期的なローテーションを保証しました。シャトルの引退により、物流上のボトルネックが生じました。 それ以来、これらの軌道上のビークルを置き換えるという問題が重要になりました。

締め切りは延期だが避けられない

ISS の耐用年数終了は当初 2015 年に予定されていましたが、対象を絞った改修とプログラムの延長により、何度か延期されました。 しかし、構造物の老朽化、度重なる微小衝撃、宇宙環境による腐食などにより、2028年から2030年までの解体を真剣に検討する必要がある。 このプロセスには、人間の居住地から遠く離れた南太平洋のネモ地点にデブリを沈めるための制御された軌道離脱が含まれるべきである。

軌道実験室の終焉: 明日はどの軌道ステーションでしょうか?

ISS の出発は戦略的な転換点を示します。いくつかの公的および民間の関係者が、よりモジュール化され、自律的で対象を絞った、この巨大な構造に代わるものを準備しています。

• 月のゲートウェイ(NASA/ESA/JAXA/CSA): アルテミス月面ミッションの物流を専門とする月周回軌道上のステーション。
• 天宮(中国): すでに運用されている中国のモジュラーステーションは実験を継続し、国際的なパートナーシップへの扉を開いています。
• スターラボ(Voyager Space/NASA): 商用ステーション プロジェクト。2020 年代末に試運転が予定されています。
• ブルー オリジン オービタル リーフ: 微小重力下での研究、観光、産業生産のためのプライベートステーションのコンセプト。

ISS: 計画され制御された終焉

2028年から2030年の間に計画されているISSの軌道離脱は、制御不能な放射性降下物を避けるために慎重に調整される必要がある。 その軌道は徐々に低下し、地球の大気圏で崩壊し、残った破片は「」に落ちます。ポイント ニモ»、太平洋の無人地帯。

将来の軌道ステーションの比較表

ISS 後の期間は、主体と目的の多様化によって特徴付けられるでしょう。単一の多国籍ステーションは、専門化されたステーションの群島に取って代わられることになります。 したがって、人類の宇宙探査は、より商業的で、よりモジュール化され、潜在的にはより持続可能な時代に入りつつあります。

参考文献:
• NASA、国際宇宙ステーションの概要
• ESA、欧州宇宙機関
•CNSA、中国有人宇宙機関
• ブルーオリジン、オービタルリーフプロジェクト
• 公理空間、公理ステーションプロジェクト

ISS のその後: 低軌道ステーションの未来は?

ISS が運用サイクルの終わりに近づくにつれ、新世代の軌道ステーションが誕生しようとしています。 地球低軌道 (LEO) 環境は、依然として人類にとって戦略的であり、観測、科学研究、技術実証、産業開発の分野です。 しかし、モデルは変わりつつあります。大規模な組織インフラストラクチャは、軽量でモジュール式の専門化された、多くの場合商用ステーションに取って代わられています。

低軌道の部分民営化に向けて

主要な国のプログラムが段階的に撤退するにつれ、新たな民間企業が引き継ぎつつある。 NASA は、ISS を単独で置き換えるのではなく、次のような企業とのパートナーシップに資金を提供しています。公理空間、ボイジャースペースまたはブルーオリジン。 これらの商業ステーションは、宇宙飛行士のための宿泊施設、製薬研究、微小重力下での材料の製造、さらには宇宙旅行など、さまざまなサービスを提供するという使命を担います。 この移行は区切りを意味します。宇宙は経済的な地形にもなります。

科学的および物流上の目標を維持する

将来のステーションは、単なる商業的な代替品ではなくなります。 その設計には、超小型の加圧モジュール、自律生存システム、ロボットアーム、およびさまざまな軌道ビークル (ドラゴン、スターライナー、ドリームチェイサー) との相互運用性が統合されています。 NASA、ESA、JAXAなどの大規模機関は、インフラストラクチャを民間パートナーにアウトソーシングしながら、管理された環境で基礎的な実験を継続する予定です。 この公的/民間のハイブリッド化により、科学の卓越性を維持しながら、宇宙へのアクセスがより柔軟になる可能性があります。

モジュール化と機能の専門化の増加

大きな進歩の 1 つは、モジュール性。 ISS とは異なり、次のステーションは最初からスケーラブルになるように設計されており、ハウジング、生産、生物学、または医学のモジュールは必要に応じて追加または削除できます。 一部のステーションは完全に自律型であり、その他のステーションは物流中継点または軌道上での長期使用のためのテストプラットフォームとして機能します。このようにして、私たちは LEO における真の軌道生態系の出現を目の当たりにしています。

技術的および法的課題

これらのプロジェクトには可能性があるにもかかわらず、いくつかの障害を克服する必要があります。 技術レベルでは、構造物の耐久性、宇宙ゴミからの保護、水と空気のリサイクル、ロボットによるメンテナンスが大きな課題となっています。 法的レベルでは、軌道交通の管理、事故発生時の責任、LEO資源の共有には、特に国際協定の枠組み内で強化された国際協定が必要である。1967 年の宇宙条約。

軌道群島に向けて

したがって、単一局の時代は、軌道群島、相互接続された多様なプラットフォームで構成されています。 基礎研究を志向するものもあれば、工業生産、宇宙訓練、観光を志向するものもあります。 この制御された断片化により、宇宙システムの回復力が向上すると同時に、国家、企業、科学機関間の協力拡大への道が開かれます。

参考文献:
• NASA、商用 LEO 目的地の概要 (2023)
• ブルーオリジン、オービタルリーフプロジェクトの詳細（2024年）
• Axiom Space、ハウジングモジュールのロードマップ (2024)
• CNSA、天宮プログラム(cmse.gov.cn)
• ESA、月のゲートウェイ(esa.int)