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STS-126(ULF2)ミッションでは、国際宇宙ステーション(ISS)の滞在クルーを3名から6名体制とするために必要な設備を運搬します。ミッションの内容は、主に以下の通りです。
2009年中頃からのISS滞在クルー6名体制への移行準備として、追加が必要なトイレやクルーの個室、水再生システムなどの設備を、「レオナルド」(多目的補給モジュール1)に搭載して運びます。交換機器や補給品を含めると、全部で1,000品目以上の物資が搭載され、ISSの補給フライトとしては最も搭載重量の重いミッションとなります。
2007年9月に振動などの異常が確認されて以来、調査や対応策の検討が行われてきた、右舷側の太陽電池パドル回転機構(Solar Alpha Rotary Joint: SARJ)について、短期的な修理を行います。
STS-120(10A)ミッション時の検査で、リング面の摩擦による傷と金属粉が確認され、それ以降使用を限定していました。今回のミッションでは、船外活動でその金属粉を除去し、12個のうち11個(残り1個は、2007年12月に行われたISS第16次長期滞在クルーによる船外活動で取り外し、2008年6月のSTS-124(1J)ミッションで新しいものに交換済)のトランドル・ベアリング(Trundle Bearing Assembly: TBA)を交換し、潤滑作業を行います。作業はミッション中に行われる4回の船外活動のうち、3回の船外活動に分けて行われます。
また、右舷側SARJの不具合を受け、金属摩耗を防ぐため、左舷側SARJについても船外活動で潤滑作業を行います。
サンドラ・マグナス宇宙飛行士が第18次長期滞在クルーに加わります。そして、STS-124ミッションでISSに到着し、第18次長期滞在クルーとして滞在しているグレゴリー・シャミトフ宇宙飛行士がスペースシャトル「エンデバー号」で帰還します。
「きぼう」日本実験棟の船外実験プラットフォームは、2009年5月打上げ目標のSTS-127(2J/A)ミッションでISSに運搬されます。
船外実験プラットフォームを船内実験室に結合する準備として、船外実験プラットフォームと船内実験室とのインタフェースとなる結合機構(Exposed Facility Berthing Mechanism: EFBM)の点検を行います。
2009年打上げ目標のHTV(H-II Transfer Vehicle: HTV)技術実証機(初号機)の到着に備え、P1トラスの下部に外部テレビカメラ(External Television Camara Group: ETVCG)を船外活動で設置します。ETVCGは、HTVがISSのロボットアーム(Space Station Remote Manipulator System: SSRMS)で把持され、ISSに取り付けられる際に使用されます。また、HTVがISSに接近する際に使用される近傍通信システム(Proximity Communication System: PROX)用のGPSアンテナを、船内保管室の上部に船外活動で設置します。
船外保管プラットフォーム3(External Stowage Platform: ESP-3)に保管されていた使用済みの窒素タンク(Nitrogen Tank Assembly: NTA)を船外活動でエンデバー号に回収します。
センサ付き検査用延長ブーム(Orbiter Boom Sensor System: OBSS)を使用した強化炭素複合材(Reinforced Carbon Carbon: RCC)の損傷の有無を検査します。また、ISSからスペースシャトルの熱防護システム(RCCと耐熱タイル)の状況を撮影するために、ISSとのドッキング前に、スペースシャトルを縦方向に360度回転させるR-Bar・ピッチ・マヌーバ(R-Bar Pitch Maneuver: RPM)を行います。
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