【企画】中国の宇宙補給船「天舟1号」、打ち上げに成功

無人補給船「天舟1号」をのせた「長征7号遥2」ロケットが20日午後7時41分、文昌航天発射場から打ち上げられた。約596秒後にロケットからの切り離しに成功し、予定の軌道に入り、打ち上げは成功裏に終わった。

天舟1号は中国が自主開発した初の宇宙補給船で、貨物モジュールと推進モジュールからなる。天舟1号は重さ6トンの貨物を、中国の未来の宇宙ステーションに送り届けることができる。そのペイロードが占める比率は、現在のすべての補給船のうち最高となっている。航天科技集団第五研究院天舟1号チーフデザイナーの白明生氏は、「天舟1号が任務を完了すれば、中国は軌道上を運行中の宇宙船に物資と推進剤を補給する能力を備えたことになる。これは未来の中国宇宙ステーションの軌道上における長期有人飛行の前提となる」と話した。

全長：  10.6メートル

船体の最大直径：   3.35メートル

ソーラーパネルを開いた後の最大幅：   14.9メートル

離陸重量： 約13トン

物資輸送能力：   6トン

推進剤補給能力：  約2トン

物資補給

宇宙飛行士が未来の宇宙ステーションで長期的に勤務・生活するためには、大量の食べ物、水、酸素、予備品が必要となる。そのためより大型の宇宙補給船で1度に数トンの物資を送り届ける必要がある。天舟1号は1度で6トン以上を運ぶことができる。

軌道上で天宮2号に推進剤を補給

推進剤を軌道上で補給する技術を持っているのは、現時点では米ロ両国のみだ。天舟1号の重要な使命の一つは、同技術の検証だ。これは中国の未来の宇宙ステーションが順調に発展していくことができるのかを決める重要技術の一つでもある。

宇宙科学実験を展開

天舟1号は約3ヶ月独立飛行する能力を持つことから、宇宙科学実験の場とすることも可能。例えば「微小重力の細胞増殖・分化への影響の研究」は、微小重力などの環境の幹細胞の増殖・分化、生殖細胞の分化、骨組織細胞の構造・機能への影響を研究する。その成果は心臓・肝疾患の治療、器官の移植、生殖の健康、骨質が変化する疾患の予防と治療などに応用できる可能性がある。

将来的に中国の有人宇宙ステーションには、宇宙飛行士数人が軌道上に長期滞在することになる。乗組員を交代する期間中は、2隻の神舟宇宙船と多くの宇宙飛行士が短期的に、軌道上に同時滞在することになる。天舟1号は宇宙ステーションに滞在する宇宙飛行士に食べ物や使用する物品といった消耗品、推進剤、点検用の設備と器材、試験用の装置などを届けることができ、さらに宇宙ステーションの一部廃棄物を破棄する。補給船の支持がなければ、長期的に軌道上に滞在することはできない。

また、宇宙ステーションは宇宙でも、極小の空気抵抗の影響を受ける。軌道高度は時間の経過に伴い、緩慢に低下する。軌道高度を維持するためには、燃料を消耗することで上昇に必要な推力を生む必要がある。宇宙ステーションのコアモジュールが、打ち上げの際に搭載できる推進剤は限定的であり、補給船により軌道上で推進剤を補給し、燃料を補充しなければならない。

「天舟1号」はゼロウィンドウの打ち上げ

打ち上げウィンドウとは、ロケット打ち上げに適した時間の範囲だ。この範囲は任務の性質、打ち上げ任務の計画、発射場の気象状況など各種要素を総合的に考慮した上で決定される。文昌航天発射場「01」号指揮員の王光義氏は、「天舟1号の打ち上げ時間は秒単位まできっちり計算されており、まさにゼロウィンドウの打ち上げとなる。これは天舟1号と天宮2号（宇宙実験室）の自動ドッキングの需要に基づき、科学的かつ正確に計算した結果だ」と説明した。

「遠望7号」が天舟1号の発射を海上で測量・制御

遠望7号は中国が独自に設計・開発した、世界先進水準を誇る最新の宇宙遠洋測量船。昨年7月の就役以来、有人宇宙船「神舟1号」と宇宙実験室「天宮2号」のドッキング、ロケット「長征5号」の初飛行という3回の任務を遂行。遠望7号は今回、天舟1号の軌道に乗る段階と、軌道上を運行する段階の海上測量・制御・通信任務を遂行する。

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