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宇宙ステーション補給機(HTV)

「こうのとり」(HTV)の運用

宇宙ステーション補給機「こうのとり」(H-II Transfer Vehicle: HTV)は主に以下の流れで運用されます。

  1. 打上げ
  2. ランデブ
  3. ISSへの結合
  4. ISS結合中の運用
  5. ISSからの分離/大気圏への再突入

打上げ

「こうのとり」は、H-IIBロケットの先端に搭載されて、種子島宇宙センターから打ち上げられます。

H-IIBロケットから分離すると、「こうのとり」は自動的にサブシステムを起動し、筑波宇宙センター(Tsukuba Space Center: TKSC)にあるHTV運用管制室(HTV Mission Control Room: HTVMCR)との通信を開始します。

画像:「こうのとり」2号機の打上げ(出典:JAXA/NASA)

「こうのとり」2号機の打上げ(出典:JAXA/NASA)

画像:H-IIBロケット第2段からの分離

H-IIBロケット第2段からの分離イメージ

ランデブ

ロケットから分離した後、「こうのとり」は以下の手順でISSに近づきます。

  1. ロケットから分離後、自動的にNASAのデータ中継衛星(Tracking and Data Relay Satellite: TDRS)との通信を確立。
  2. 「こうのとり」の状態を地上で確認し、その後ISSに向けて約3日間かけて徐々に近づく。
  3. ISSと直接通信が可能な近傍域通信領域(ISSから23kmの距離)に到達。
  4. 近傍通信システム(PROX)との通信を確立。
  5. PROXと双方向に通信を行いながらGPSの信号を用いてISSに近づき、ISSの後方約5kmの地点にISSに対して相対的に停止。

ISSへの結合(近傍運用)

「こうのとり」は、ISSの下方(地球方向)から徐々にISSに接近し、最後はISSのロボットアーム(Space Station Remote Manipulator System: SSRMS)で把持され、ISSに結合されます。このときの運用を近傍運用といいます。

ISSに接近するまでの手順は以下の通りです。

  1. GPSの信号を用いてISS下方約500mの位置に移動。
  2. レーザーレーダ(RVS)を使って、「きぼう」に設置された反射板(リフレクタ)を目標にISSに接近。(ランデブセンサ航法)
  3. 最終的に、ISSの下方10m付近の領域内で停止。

ランデブセンサ航法での接近速度は1分間に1~10m程度で、接近中にISSのクルーは接近の一時停止、一旦後退、接近中止などのコマンドを送信することができます。

画像:ISSに近づく「こうのとり」2号機(出典:JAXA/NASA)

ISSに近づく「こうのとり」2号機(出典:JAXA/NASA)

「こうのとり」がISSに対して相対的に停止したことが確認されると、「こうのとり」のスラスタが停止され、SSRMSで把持されます。

画像:SSRMSに把持される「こうのとり」4号機(出典:JAXA/NASA)

SSRMSに把持される「こうのとり」4号機(出典:JAXA/NASA)

その後、ISSの「ハーモニー」(第2結合部)の地球側の共通結合機構(CBM)に結合され、ISSに係留されます。

画像:ISSへ結合される「こうのとり」2号機(出典:JAXA/NASA)

ISSへ結合される「こうのとり」2号機(出典:JAXA/NASA)

係留期間中の運用

「こうのとり」がISSに結合されハッチが開かれると、ISSのクルーは、補給キャリア与圧部から船内物資(実験ラック、飲料水、衣料など)をISS内に移送し、逆にISSの不要品を補給キャリア与圧部に積み込みます。

また、曝露パレットを補給キャリア非与圧部から取り出し、船外物資を移送します。

画像:補給キャリア非与圧部から取り出される曝露パレット(出典:JAXA/NASA)

補給キャリア非与圧部から取り出される曝露パレット(出典:JAXA/NASA)

画像:ISSに係留中の「こうのとり」2号機(出典:JAXA/NASA)

ISSに係留中の「こうのとり」2号機(出典:JAXA/NASA)

ISSからの分離/大気圏への再突入

「こうのとり」への不要品の積み込みなどが完了すると、「こうのとり」はISSから分離され、大気圏に再突入し燃焼廃棄されます。「こうのとり」の落下可能領域は南太平洋ですが、バックアップとしてインド洋にも設定されています。

画像:ISSから離脱する「こうのとり」4号機(出典:JAXA/NASA)

ISSから離脱する「こうのとり」4号機(出典:JAXA/NASA)

画像:「こうのとり」の大気圏への再突入イメージ

「こうのとり」の大気圏への再突入イメージ

画像:「こうのとり」の大気圏への再突入イメージ

大気圏へ再突入する「こうのとり」4号機(ISSから撮影)(出典:JAXA/NASA)

 
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