アジェナ標的車両

ジェミニ-アジェナ標的機

メーカー	ロッキード・エアクラフト マクドネル航空機
原産国	アメリカ合衆国
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
アプリケーション	ドッキングターゲット 宇宙タグ
仕様
打ち上げ質量	18,030～18,100ポンド（8,180～8,210kg）
乾燥質量	4,012～4,085ポンド（1,820～1,853kg）
寸法	直径5フィート（1.52メートル） 長さ26フィート（7.92メートル）
力	バッテリー
装置	ガイダンス 飛行制御電子機器 テレメトリー 指示 トラッキング 推進剤の加圧
生産
状態	引退
構築済み	7
発売	7
失敗した	3
初打ち上げ	1965年10月25日
最後の打ち上げ	1966年11月11日
関連宇宙船
由来	アジェナD
デリバティブ	拡張ターゲットドッキングアダプター
一緒に飛行	ジェミニ

アジェナ・ターゲット・ビークル（/ ə ˈ dʒ iː n ə / ; ATV ）は、ジェミニ-アジェナ・ターゲット・ビークル（GATV ）としても知られ、NASAのジェミニ計画で軌道上のランデブーおよびドッキング技術の開発と練習、および大規模な軌道変更を行うために使用された無人宇宙船である。^{[1]この宇宙船は、}ロッキード・エアクラフト社のアジェナD上段ロケット をベースに、マクドネル・エアクラフト社製のドッキング・ターゲットを取り付けたものである。「アジェナ」という名前は、アジェナとしても知られるベータ・ケンタウリ星に由来する。結合された宇宙船は、直径5フィート（1.52メートル）の円筒形で、アトラス-アジェナ打ち上げロケットで低地球軌道に投入された。打ち上げ時には約14,000ポンド（6,400 kg）の推進剤とガスを搭載し、^[2]軌道投入時の総質量は約7,200ポンド（3,300 kg）でした。

ジェミニ6号のATVは1965年10月25日の打ち上げで故障したため、NASAはバックアップとして、アジェナ軌道変更ロケットを除いた姿勢制御推進システムを備えたドッキングターゲットで構成される小型宇宙船、拡張ターゲットドッキングアダプター（ATDA）を開発しました。ATDAは、1966年5月17日の2回目のATV打ち上げ失敗後、ジェミニ9Aで一度使用されましたが、打ち上げシュラウドが分離しなかったためドッキングターゲットとしては失敗しました。

各ATVは、ロッキード・エアクラフト社製のアジェナD派生型上段ロケットとマクドネル・エアクラフト社製のドッキングアダプタで構成されていた。アジェナは、ジェネラル・ダイナミクス社のコンベア部門が製造したアトラスブースターの上に載せられ、ケープケネディ宇宙センターの第14発射施設から打ち上げられた。アジェナの最初の燃焼は、シュラウドが切り離されてアトラスから分離された直後に大西洋上で行われる予定だった。アセンション島上空では、2回目の燃焼でアジェナは低円軌道に乗せられる予定だった。^[1]

マクドネル・ジェミニ宇宙船は、90分後には発射施設19から打ち上げられる予定だった。両方のカウントダウンは並行して進行し、緊密な同期が必要だった。ジェミニは、計画の終盤にジェミニが最初の軌道に乗るとすぐにアジェナとランデブーしドッキングする予定だった。 ^[1] ジェミニ11号のリチャード・F・ゴードン・ジュニアは、アジェナとのドッキングを空中給油に例えた。^[3]

5～10フィートほど離れたところに位置合わせをします。そして、すべて問題がなく、ドッキングコーンと一列に並んでいるように見えたら、トランスレーション コントローラで少し推力を加えるだけです。そして、速度が速すぎるように思えたら、トランスレーション コントローラで少し減速します。空中給油飛行と同じように、これらすべてを古い Mark-VIII の目玉だけで実行しました。

ドッキング後は、右席の宇宙飛行士がアジェナのスラスタとエンジンを制御できる。^[3]彼らは結合した宇宙船を安定モードで飛行させ、いくつかの実験を行う予定である。

• アジェナの姿勢制御システムを使用して組み合わせを安定させ、ジェミニの推進剤を節約した。
• ツールパネルで練習作業を行うための船外活動。宇宙飛行士の過度の負担を防ぐために、後の飛行では手すりを設置する必要がありました。
• アジェナエンジンを再点火し、宇宙船の遠地点を上昇させた。ジェミニ11号は739.2海里（1,369.0 km）の記録を達成した。改造されたベル8247エンジンは最大15回の再始動が可能であった。^[1]
• ドッキングを解除し、カプセルとアジェナの間の 50 フィート (15 m) のナイロン テザーを巻き戻し、アジェナを宇宙飛行士の真下に置いた「ダンベル」構成で飛行し、制御されていないモードでの編隊安定性に対する重力の影響を確認します。この技術は現在、重力勾配安定化として知られています。
• 人工重力の初期テストとして、同様のテザーと数回のスラスターバーストを使用して、2 つの宇宙船を互いの周りで回転させます。
• ジェミニ10号は自身のATVと合流した後、ジェミニ8号のATVと2度目の合流を果たした。

それぞれのジェミニカプセルから切り離された後、アジェナ標的機は地上管制下でミッション後の運用を続行した。例えば、ジェミニ8号から分離されたGATV 5003号は、広範囲にわたるシステムテストを受けた。主エンジンは9回点火され、契約上の1,000回という要件を上回る5,000回のコマンドを実行した。これにより、コマンドおよび通信システムの詳細な評価が可能になった。この機体は最終的に220 nmi (410 km; 250 mi)の円形の減衰軌道に配置され、ジェミニ10号ミッション中の観測が容易になった。^{[4] : 238–239}同様に、GATV 5005号はジェミニ10号分離後に3回の軌道操作を行い、さまざまな軌道での温度効果を調査するための調整や、ジェミニ10号から中継されたコマンドを含む1,700回のコマンドを実行した。^{[4] : 252}

最初のジェミニ・アジェナ・ターゲット・ビークル (GATV) は、ジェミニ 6 号の宇宙飛行士が発射台で待機していた 1965 年 10 月 25 日に打ち上げられました。アトラスは正常に動作しましたが、アジェナのエンジンは軌道投入中に爆発しました。ランデブーとドッキングが主な目的であったため、ジェミニ 6 号のミッションは中止され、代替ミッションであるジェミニ 6Aに置き換えられました。ジェミニ 6A は 12 月に ジェミニ 7 号とランデブーしましたが、ドッキングはできませんでした。

調査の結果、この故障は、GATV と標準の Agena D ステージの設計変更によるものである可能性が高いという結論が出ました。Agena D はエンジンの再始動が 1 回だけになるように設計されていましたが、GATV は 5 回の再始動が必要です。標準の Agena D は最初に燃焼室に酸化剤を送り込み、次に燃料を送り込みますが、GATV は逆の順序で動作するように変更されました。これは、通常の始動方法では酸化剤が漏れる傾向があるためです。これは、1 回の再始動の Agena D では問題になりませんが、複数回の再始動を行う GATV では、ステージの動作寿命 (数時間ではなく数週間) が完了する前に、最終的に酸化剤がすべて失われます。残念ながら、最初に燃料を燃焼室に送り込むと、エンジンがバックファイアし、機械的衝撃で破裂しました。ロッキード社のエンジニアがこの問題を根絶するために GATV を適切にテストしなかったことが判明しました (実際の Agena エンジンの始動は高度 75 マイル付近で行われますが、GATV は高度 21 マイルの模擬高度でテストされていました)。この問題の解決策は、通常の酸化剤優先エンジン始動に戻し、適切な条件で GATV をテストすることだった。アジェナのエンジン製造元であるベル エアロシステムズにも、地上レベルでのさらなるテストを実施するよう指示された。

最初のGATVの失敗後、NASAはマクドネルにロッキード・アジェナロケットを除いたバックアップのドッキングターゲット、拡張ターゲットドッキングアダプター^[5] (ATDA)の開発を依頼した。これはジェミニのドッキングカラーとジェミニ再突入制御システムに基づく姿勢制御推進システムで構成されていた。ATDAは長さ10.9フィート (3.3 m)、質量1,750ポンド (794 kg)であった。^[6] ATDAの質量はGATVよりはるかに小さく、打ち上げロケットの空力特性と較正設定を狂わせる可能性があるため、ATDAとアトラスブースターの互換性についていくつかの疑問が提起された。しかし、コンベアはマクドネルに、ブースターに技術的な問題はないと保証した。

1966 年 5 月 17 日、ジェミニ 9 号の宇宙飛行士トム スタッフォードとユージン サーナンが発射台に座って打ち上げを待っていたとき、2 度目の GATV 打ち上げ失敗が発生しました。アトラス アジェナは雲空にスムーズに上昇し、T+50 秒頃に視界から消えました。ブースター エンジン カットオフ (BECO) の直前に、誘導管制官はブースターとの通信が途絶えたと発表しました。

テレメトリは、アジェナの準備が予定通り T+300 秒に行われたことを示した。アジェナは T+436 秒まで信号の送信を続け、その時点ですべてのテレメトリが停止した。雲に隠れていたアトラスの B-2 エンジンは、T+120 秒から右に急旋回してその位置で固定されたため、ロケットは 216 度回転し、ケープ ケネディの方向に逆戻りした。この回転により、地上誘導によるロックオンは不可能であった。バハマのレーダー局は、ロケットが北に向かって降下しているのを追跡した。BECO 後、ロケットの安定性は徐々に回復したが、予定の飛行経路から約 231 度ピッチングしていた。両方のロケットは 107 海里 (198 km) 下流の大西洋に突入した。アジェナのエンジンは適切な高度と速度に達していなかったため作動せず、誘導システムが開始コマンドを送信できなかった。エンジンジンバル制御喪失の正確な原因は不明だが、テレメトリはサーボアンプ出力コマンド信号の回路で接地短絡が発生したことを示し、これは推力部の極低温漏れが原因の可能性がある。この理論を裏付けるのは、T+65秒から推力部の温度が異常に低くなったことである。極低温漏れの原因は特定されなかった。地上でのロック喪失により、通常のエンジンカットオフ信号がアトラスに送信されなかった。BECOはステージングバックアップ加速度計によって生成され、SECOはT+273秒でLOX枯渇により、VECOとアジェナステージングは​​ミサイルプログラマーによって生成されたバックアップコマンドから生成された。飛行制御システムを除き、アトラスのすべてのシステムは正常に機能した。^{[7] [8]}

コンベア社は打ち上げ失敗の責任を認めたが、ロッキード社の技術者はテレメトリデータからアジェナのサーボ故障が示されたことに懸念を示し、アトラスが故障していなければステージが正常に動作していたかどうか疑問視された。しかし、空軍がフロリダ州メルボルンビーチの追跡カメラで撮影されたアトラスが傾き、下降する様子をとらえた映像を公開したことで、真の原因が明らかになった。その後、アジェナのサーボ故障はアトラスのイオン化排気管を通過したことが原因であると判明した。

ジェミニ9Aの改良型ミッションの打ち上げは、ATDAを使用して1966年6月1日に再スケジュールされた。しかし、打ち上げ中にドッキングアダプターを保護するシュラウドは、ストラップが粘着テープで不適切に固定されていたため、分離できなかった。ジェミニ9Aは6月3日に打ち上げられ、軌道上で乗員はATDAのシュラウドが部分的に開いているのを観察し、スタッフォードは「怒ったワニのように見えた」と表現した。ドッキングは不可能だったが、代わりにランデブー操作が練習された。^{[9] [10]}

ジェミニ8号とアジェナのドッキングは、1998年のHBO ミニシリーズ『 From the Earth to the Moon 』の第1話「Can We Do This?」と、 2018年のニール・アームストロングの伝記映画『ファースト・マン』で放映された。

ジェミニ8号とアジェナのドッキングは、2020年ロンドンSF映画祭へのエントリーとしてnrgpixが制作した 短編SFドラマ「DARKSIDE」で紹介されました。

この記事には、アメリカ航空宇宙局 のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。

• ジェミニ 6/アジェナ標的機 5002 システムテスト評価 (PDF) 1965 年 12 月
• ジェミニ6号アジェナ目標機
• Gemini 8 と Agena のビデオのドッキング
• タイタンの肩の上、ジェミニ計画、NASAの歴史