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ボーイングX-37 は、軌道試験機( OTV )としても知られ、再利用可能なロボット宇宙船です。ロケットによって宇宙に打ち上げられ、地球の大気圏に再突入し、宇宙飛行機として着陸します。X-37 は、再利用可能な宇宙技術の実証を目的とした軌道宇宙飛行ミッションのために、米国宇宙軍と協力し、米国空軍迅速能力局によって運用されています。 [ 1 ]これは、以前のボーイング X-40の 120% スケールの派生型です。X-37 は 1999 年にNASA のプロジェクトとして始まり、2004 年に米国国防総省に移管されました。2019年までは、このプログラムは空軍宇宙軍団によって管理されていました。[ 2 ]
X-37は2006年の落下試験で初めて飛行し、最初の軌道ミッションは2010年4月にアトラスVロケットで打ち上げられ、2010年12月に地球に帰還した。その後の飛行でミッション期間は徐々に延長され、 5回目のミッションでは軌道上で780日に達した。これはファルコン9ロケットで打ち上げられた最初のミッションである。6回目のミッションは2020年5月17日にアトラスVで打ち上げられ、2022年11月12日に終了し、軌道上で908日に達した。[ 3 ] 7回目のミッションは2023年12月28日にファルコンヘビーロケットで打ち上げられ、高度に楕円形の高地球軌道に入り、軌道上で434日経過した後、2025年3月に着陸した。[ 4 ] [ 5 ]
1999年、NASAはボーイング統合防衛システムズを軌道ロケットの設計・開発会社に選定し、ボーイング・ファントムワークスのカリフォルニア支社が製造を担当した。4年間で1億9200万ドルがこのプロジェクトに費やされ、NASAが1億900万ドル、米空軍が1600万ドル、ボーイングが6700万ドルを拠出した。2002年後半、NASAの宇宙打ち上げイニシアチブの一環として、ボーイングに3億100万ドルの新たな契約が授与された。[ 6 ]
X-37の空力設計は、より大型のスペースシャトル軌道船から派生したものであり、そのためX-37はDARPAの極超音速技術機と比較して、揚抗比が類似しており、高高度およびマッハ数での横方向の航続距離が短い。[ 7 ]宇宙船の初期要件では、軌道マヌーバのために総ミッションデルタVが毎時7,000マイル（11,000 km/h）必要であった。[ 8 ]プログラムの初期目標は、X-37が衛星とランデブーして修理を行うことであった。[ 9 ] X-37は当初、スペースシャトルの貨物室で軌道に運ばれるように設計されたが、シャトル飛行は経済的ではないと判断された後、デルタIVまたは同等のロケットで打ち上げられるように再設計された。[ 10 ]
X-37は2004年9月13日にNASAから国防高等研究計画局（DARPA）に移管された。 [ 11 ]その後、軍事用途のため、この計画は機密プロジェクトとなった。DARPAは、1986年のチャレンジャー号事故以来米国国防総省が追求してきた独立宇宙政策の一環としてX-37を推進した。
大気圏落下試験用グライダーとして使用されたX-37A機体には推進システムがなかった。運用機のペイロードベイドアの代わりに、母機と結合できるように密閉され強化された上部胴体構造を備えていた。2004年9月、DARPAは、最初の大気圏落下試験のために、X-37Aを高高度研究機であるScaled Composites White Knightから打ち上げると発表した。 [ 12 ]
2005年6月21日、X-37Aはカリフォルニア州モハベのモハベ宇宙港からホワイトナイトの下を飛行する係留飛行を完了した。[ 13 ] [ 14 ] 2005年後半には、X-37Aは前輪支持部の強化を含む構造的なアップグレードを受けた。2006年3月10日に予定されていたX-37Aの初の自由飛行の公開は、北極の嵐のため中止された。[ 15 ]次の飛行試みは2006年3月15日に行われたが、強風のため中止された。[ 15 ]
2006年3月24日、X-37Aは再び飛行したが、データリンクの不具合により自由飛行はできず、機体はホワイトナイト母機に繋がれたまま地上に戻った。2006年4月7日、X-37Aは初の自由滑空飛行を行った。着陸時に機体は滑走路をオーバーランし、軽微な損傷を受けた。[ 16 ]修理のため機体が長期間停止した後、プログラムはモハベからカリフォルニア州パームデールの空軍第42工場に移り、残りの飛行試験プログラムが実施された。ホワイトナイトは引き続きモハベに拠点を置いたが、試験飛行が予定されているときは第42工場に輸送された。さらに5回の飛行が行われたと考えられており、[ N1 ]そのうち2回はX-37の分離と着陸に成功した。これらの2回の自由飛行は2006年8月18日と2006年9月26日に行われた。[ 17 ]
2006年11月17日、米国空軍はNASAのX-37Aの独自の派生型を開発すると発表した。空軍版はX-37B軌道試験機（OTV）と命名された。OTVプログラムは、NASAおよび空軍研究所と提携した空軍迅速能力局の主導の下、DARPA、NASA、および空軍による以前の産業界および政府の取り組みに基づいて構築された。ボーイングはOTVプログラムの主契約者であった。[ 8 ] [ 18 ] [ 19 ] X-37Bは一度に最大270日間軌道上に留まるように設計された。[ 20 ]空軍長官は、OTVプログラムは「長期的な宇宙開発目標を支援するため、再利用可能な宇宙機技術のリスク低減、実験、および運用コンセプト開発」に焦点を当てると述べた。[ 18 ]
X-37Bは当初スペースシャトルのペイロードベイで打ち上げられる予定だったが、スペースシャトル・コロンビア号の事故後、デルタII 7920に移された。その後、打ち上げ時の無覆い宇宙船の空力特性への懸念から、X-37BはアトラスVロケットの覆い付き構成に変更された。 [ 21 ]ミッション後、X-37B宇宙船は主にカリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地の滑走路に着陸し、エドワーズ空軍基地が二次着陸場所となっている。[ 22 ] 2010年には2機目のX-37Bの製造作業が開始され、[ 23 ] 2011年3月に初ミッションを実施した。[ 24 ]
2014年10月8日、NASAは、X-37B機がケネディ宇宙センターのオービター処理施設（OPF）1と2（以前スペースシャトルが使用していた格納庫）に収容されることを確認した。ボーイングは2014年1月に、宇宙機はOPF-1を使用すると述べており、空軍は以前、カリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地に収容されているX-37Bの運用を、フロリダ州ケープカナベラルの発射場に近い場所に統合することを検討していると述べていた。NASAはまた、スペースシャトルの4分の1の大きさのX-37Bが、以前のシャトルの滑走路に着陸できるかどうかを判断するためのテストを完了したと述べた。[ 25 ]さらにNASAは、2つの格納庫の改修は2014年末までに完了すると述べており、この時点でOPF-1の正面ドアには「X-37Bの本拠地」というメッセージが記されていた。[ 25 ]
X-37Bプロジェクトの活動のほとんどは秘密にされている。空軍の公式声明では、このプロジェクトは「米空軍向けの信頼性が高く再利用可能な無人宇宙試験プラットフォームの技術を実証するための実験的試験プログラム」であるとされている。[ 26 ] X-37Bの主な目的は、再利用可能な宇宙船技術と、地球に帰還可能な運用実験の2つである。[ 26 ]空軍は、これにはアビオニクス、飛行システム、誘導および航法、熱保護、断熱、推進、および再突入システムの試験が含まれると述べている。[ 27 ]
2010 年 5 月、トム・バーグハートはSpace Dailyで、X-37B はスパイ衛星として、あるいは宇宙から兵器を運搬するために使用できる可能性があると推測した。国防総省はその後、X-37B の試験ミッションが宇宙兵器の開発を支援しているという主張を否定した。[ 28 ] 2012 年 1 月、X-37B が中国の天宮 1 号宇宙ステーション モジュールをスパイするために使用されているという疑惑が持ち上がった。 [ 29 ]元米空軍軌道アナリストのブライアン・ウィーデンは後にこの主張を否定し、2 つの宇宙機の軌道が異なるため、実際的な監視フライバイは不可能だと強調した。[ 30 ]
2014 年 10 月、ガーディアン紙は、セキュリティ専門家の主張として、X-37B が「偵察およびスパイ用センサー、特に軌道上の放射線やその他の危険に対する耐性をテストするために使用されている」と報じた。[ 31 ] 2016 年 11 月、インターナショナル ビジネス タイムズは、米国政府がX-37B の 4 回目の飛行でEmDrive 電磁マイクロ波スラスタのバージョンをテストしていると推測した。 [ 32 ] 2009 年、ボーイング社との EmDrive 技術移転契約は、国務省の TAA および英国国防省が承認した英国の輸出許可を通じて行われた。[ 33 ] [ 34 ]ボーイング社はその後、この研究分野を追求しなくなったと述べている。[ 35 ]米空軍は、X-37B がエアロジェット ロケットダイン社のホール効果スラスタシステムをテストしていると述べている。[ 36 ]
2019年7月、元米国空軍長官のヘザー・ウィルソンは、X-37Bが楕円軌道にあるとき、近地点で薄い大気を利用して軌道を変更し、しばらくの間、一部の観測者が新しい軌道を発見できないようにすることで、秘密活動が可能になると説明した。[ 37 ]
X-37の処理は、フロリダ州ケネディ宇宙センターのオービター処理施設（OPF）のベイ1とベイ2で行われ、そこで機体にペイロードが搭載されます。その後、X-37はステージアダプターとともにフェアリング内に収められ、打ち上げ場所に輸送されます。これまでの打ち上げ場所には、SLC-41とケネディ宇宙センターLC-39Aがありました。[ 38 ] [ 39 ]
着陸地点は、米国内の3か所のうちのいずれかです。ケネディ宇宙センターのシャトル着陸施設、ヴァンデンバーグ宇宙軍基地、またはエドワーズ空軍基地です。ケネディ宇宙センターに戻るには、X-37はペイロードキャニスターに入れられ、ボーイングC-17輸送機に積み込まれます。ケネディに到着すると、X-37は荷降ろしされ、OPFに牽引され、そこで次の飛行の準備が整えられます。技術者は、有毒な自己着火性ガスのため、防護服を着用する必要があります[ 40 ] 。 [ 41 ]
X-37軌道試験機は再利用可能なロボット宇宙機です。ボーイングX-40の約120%スケールの派生機で、全長は29フィート（8.8メートル）を超え、2つの角度のついた尾翼を備えています。[ 6 ] [ 22 ] X-37は、アトラスV 501 [ 26 ] [ 19 ]またはスペースXファルコン9 [ 43 ]またはファルコンヘビー[ 44 ]ロケットの先端に搭載されて打ち上げられます。この宇宙機は、再突入時にマッハ25までの速度範囲で動作するように設計されています。[ 45 ] [ 46 ]
X-37で実証された技術には、改良された熱保護システム、強化されたアビオニクス、自律誘導システム、および先進的な機体が含まれます。[ 10 ]この宇宙機の熱保護システムは、シリカセラミックタイルを組み込んだ、以前の世代の大気圏再突入宇宙船をベースに構築されています。 [ 47 ] [ 48 ] X-37のアビオニクススイートは、ボーイングがCST-100有人宇宙船を開発するために使用されました。[ 49 ] NASAのファクトシートによると、 X-37の開発は「国際宇宙ステーションとの間で乗員の救助と輸送能力を提供するように設計されたNASAの軌道宇宙機の設計と開発を支援する」ためでした。[ 50 ]
NASA向けのX-37は、貯蔵可能な推進剤を使用するエアロジェットAR2-3エンジン1基で駆動され、6,600ポンド力（29.4 kN）の推力を提供する予定だった。[ 51 ]有人対応のAR2-3エンジンは、デュアルパワーのNF-104A宇宙飛行士訓練機で使用されており、過酸化水素/JP -8推進剤を使用したX-37での使用について新たな飛行認証が与えられた。[ 52 ]これは、自己着火性の四酸化窒素/ヒドラジン推進システムに変更されたと伝えられている。 [ 21 ] [ 53 ] X-37は軌道から帰還すると自動的に着陸し、ソ連のブランシャトル[ 54 ]と、1990年代半ばまでに自動着陸機能を備えていたがテストされなかった米国のスペースシャトルに次いで、このような機能を備えた3番目の再利用可能な宇宙船である。[ 55 ] X-37は、これまでに飛行した軌道宇宙機の中で最小かつ最軽量であり、打ち上げ時の質量は約11,000ポンド（5,000kg ）で、スペースシャトルのオービターの約4分の1の大きさである。[ 56 ]
2015年4月13日、スペース財団はX-37チームに2015年宇宙功績賞を授与した。「再利用可能な宇宙船と軌道上運用の最先端技術を大幅に進歩させ、3回のミッションで合計1,367日間の宇宙滞在を達成したX-37B宇宙飛行機の設計、開発、試験、軌道上運用を行った」ことが評価された。[ 57 ]
運用中の2機のX-37Bは、これまでに7回の軌道飛行ミッションを完了している。彼らは合計で4,208.66日（11.53年）を宇宙で過ごした。
最初のX-37Bは、 2010年4月22日23時52分（UTC）にケープカナベラルSLC-41からアトラスVロケットで最初のミッションOTV-1/ USA-212に打ち上げられた。宇宙船は試験のために低地球軌道に投入された。[ 19 ]米空軍はミッションの軌道の詳細をほとんど明らかにしなかったが、世界中のアマチュア天文家ネットワークが軌道上で宇宙船を特定したと主張した。2010年5月22日、宇宙船は軌道傾斜角39.99°で、249×262マイル（401×422km ）の軌道で90分ごとに地球を一周していた。[ 60 ] [ 61 ] OTV-1は4日ごとに地球上の同じ場所を通過し、軍事監視衛星に典型的な高度で運用されたと言われている。[ 62 ]このような軌道は民間の低軌道衛星にも一般的であり、宇宙機の高度はISSや他のほとんどの有人宇宙船と同じであった。
米国空軍は2010年11月30日に12月3日から6日の着陸を発表した。[ 63 ] [ 64 ]予定通り、X-37Bは軌道離脱し、地球の大気圏に再突入し、2010年12月3日午前9時16分（UTC）にヴァンデンバーグSFBに無事着陸した。 [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]これは米国初の自律軌道着陸であり、1988年のソ連のブランシャトル以来初めての着陸だった。OTV-1は合計で224日9時間を宇宙で過ごした。[ 19 ] [ 65 ] OTV-1は着陸中にタイヤが破裂し、機体下部に軽微な損傷を受けた。[ 68 ]
2機目のX-37Bは、OTV-2/ USA-226と命名された初ミッションで、2011年3月5日22時46分（UTC）にケープカナベラルSLC-41からアトラスVロケットで打ち上げられた。[ 69 ] [ 24 ]このミッションは機密扱いで、米軍は新しい宇宙技術をテストする取り組みだと説明した。[ 70 ] 2011年11月29日、米空軍はUSA-226を270日の基本期間を超えて延長すると発表した。[ 71 ] 2012年4月、空軍宇宙軍のウィリアム・L・シェルトン将軍は、進行中のミッションを「目覚ましい成功」と宣言した。[ 72 ]
2012年5月30日、空軍はX-37Bが2012年6月にヴァンデンバーグ空軍基地に着陸すると発表した。[ 73 ] [ 74 ]宇宙船は2012年6月16日に自律着陸し、宇宙空間で468日14時間過ごした。[ 24 ] [ 75 ] [ 76 ]
3回目のミッションであり、最初のX-37Bの2回目の飛行となるOTV-3は、当初2012年10月25日に打ち上げられる予定だったが[ 77 ]、アトラスVロケットのエンジン問題のため延期された[ 78 ] 。 2012年12月11日18:03 UTCにケープカナベラルSLC-41から打ち上げに成功した[ 56 ] [ 79 ] [ 80 ]。軌道に乗ると、宇宙船はUSA-240と命名された[ 81 ] [ 82 ]。軌道上での合計滞在時間が674日22時間となった後、2014年10月17日16:24 UTCにヴァンデンバーグ空軍基地に着陸した[ 79 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]。
4回目のX-37BミッションであるOTV-4は、AFSPC-5というコードネームが付けられ、軌道上ではUSA-261と指定されました。これは2機目のX-37B機の2回目の飛行でした。[ 21 ] X-37Bは、2015年5月20日15時05分（UTC）にケープカナベラルSLC-41からアトラスVロケットで打ち上げられました。[ 86 ]目的には、先進超高周波通信衛星プログラムを支援するエアロジェット・ロケットダインのXR-5Aホール効果スラスタのテスト[ 36 ] [ 87 ] 、および少なくとも200日間の宇宙空間におけるさまざまな材料の性能に関するNASAの調査[ 21 ] [ 57 ] [ 88 ]が含まれていました。 [ 21 ]この機体は、当時としては記録破りの717日20時間を軌道上で過ごした後、 2017年5月7日11時47分（UTC）にケネディ宇宙センターのシャトル着陸施設に着陸した。[ 89 ] [ 90 ]
5回目のX-37Bミッション（軌道上ではUSA-277と指定） [ 59 ]は、ハリケーン・イルマの到来直前の2017年9月7日14:00 UTCにケネディ宇宙センター発射複合施設39Aから打ち上げられた。[ 91 ] [ 92 ]打ち上げロケットはファルコン9ロケット[ 92 ]で、小型衛星も複数搭載されていた。[ 93 ]宇宙船は以前のミッションよりも高い傾斜角の軌道に投入され、X-37Bの運用範囲がさらに拡大された。[ 93 ]飛行中、宇宙船は搭載推進システムを使用して軌道を変更した。 [ 94 ] OTV-5のペイロード全体は機密扱いだが、空軍は飛行中の実験の1つが振動ヒートパイプの性能を測定する先進構造埋め込み型熱拡散器II（ASETS-II）であると発表した。[ 95 ]ミッションは、2019年10月27日午前7時51分（UTC）にシャトル着陸施設に着陸した機体をもって完了した。[ 40 ] [ 96 ]
6回目のX-37Bミッション（OTV-6）、米国宇宙軍7（旧称AFSPC 7）は、2020年5月17日13時14分00秒UTCにケープカナベラルSLC-41からアトラスV 501ロケットで打ち上げられた。[ 97 ]このミッションは、宇宙往還機がサービスモジュール（複数の実験を行うために機体後部に取り付けられたリング）を搭載した初めてのミッションである。[ 98 ]このミッションでは、NASAの2つの実験を含む、これまでのX-37B飛行よりも多くの実験が行われる。1つは、宇宙環境に対する特定の材料の反応を評価するサンプルプレートである。2つ目は、周囲の宇宙放射線が種子に及ぼす影響を研究する。海軍研究所（NRL）が設計した3つ目の実験は、太陽光発電を無線周波数マイクロ波エネルギーに変換し、そのエネルギーを地球に送信することを研究する。X-37Bは引き続き空軍省の資産であるが、新たに設立された米国宇宙軍が打ち上げ、軌道上での運用、着陸を担当する。[ 99 ] [ 100 ]
X-37Bは2020年5月28日頃、 FalconSat-8（USA-300）と名付けられた136kg （300ポンド）の小型衛星を放出した。 [ 101 ]この小型衛星は、米国空軍士官学校の士官候補生が空軍研究所（AFRL）と共同で開発したもので、5つの実験ペイロードを搭載している。この宇宙船は、軌道上での姿勢制御を行うために、新しい電磁推進システム、軽量アンテナ技術、および市販のリアクションホイールをテストする。米国空軍士官学校によると、FalconSat-8の実験には以下が含まれる。[ 102 ]
ミッションは、2022年11月12日10時22分（UTC）にシャトル着陸施設に着陸した機体をもって完了した。[ 3 ]
2回目のX-37Bミッションの4回目の飛行、そしてX-37Bミッション全体では7回目の飛行は、2023年12月12日にSpaceXのファルコンヘビーで打ち上げられる予定だった。 [ 104 ] 2023年12月28日に延期され、[ 105 ]東部標準時午後8時07分（12月29日午前1時07分00秒UTC）に打ち上げに成功した。[ 106 ]軌道はどの宇宙機よりも高く、高度に楕円形のHEO軌道である。[ 5 ] 2024年10月、OTV-7はサービスモジュールを安全に処分するためにエアロブレーキ操作 を行う予定だった。 [ 107 ]ミッションは2025年3月7日午前7時22分UTCにヴァンデンバーグ宇宙軍基地に着陸して終了した。[ 108 ]
X-37Bの8回目の飛行（OTV-8）は、2025年8月21日にフロリダ州ケネディ宇宙センターからスペースXのファルコン9で打ち上げられた。[ 109 ]米宇宙軍によると、このミッションにはレーザー通信と量子慣性センサーのテストが含まれている。[ 110 ]
X-37Aアプローチ・着陸試験機（ALTV）は、2005年と2006年にドロップグライド試験で使用されたNASAの初期バージョンの宇宙船である。[ 14 ] [ 111 ]
X-37BはNASAのX-37Aを改良したもので、アメリカ空軍向けに製造された。[ 26 ] 2機が製造され、複数の軌道ミッションに使用された。[ 79 ]
2011年、ボーイングはX-37Bの大型版であるX-37Cの計画を発表した。この宇宙船はX-37Bの165%から180%のサイズで、貨物室に設置された与圧区画内に最大6人の宇宙飛行士を輸送できると計画されていた。この機体の打ち上げロケットとしてはアトラスVが提案されていた。[ 112 ]この役割において、ボーイングのX-37Cは同社のCST-100スターライナー商用宇宙カプセルと競合する可能性があった。 [ 113 ] 2024年現在NASAがスターライナーとスペースXクルードラゴンを選定したため、X-37Cの開発に関するさらなる発表はなかった。[ 114 ] [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]
データは、USAF [ 26 ] [ 47 ]、ボーイング[ 118 ] 、エア＆スペースマガジン[ 111 ]、およびPhys.org [ 119 ] [ 120 ]から引用。
一般的な特徴
パフォーマンス
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この記事には、パブリックドメインにあるこの情報源からのテキストが含まれています。この記事には、パブリックドメインにあるこの情報源からのテキストが含まれています。そして2機目、つまりボーイングは2010年に2機目の作業を開始し、2011年に最初のミッションを行いました。
{{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)この記事には、パブリックドメインにあるこの情報源からのテキストが含まれています。この記事には、パブリックドメインにあるこの情報源からのテキストが含まれています。特に飛行時間が長くなるにつれて、常に懸念がありました。前庭系の異常や視覚の変化が起こり、着陸が心配でした。実行可能な自動着陸システムがあることを確認したかったので、プログラム マネージャーからテストするように指示がありました。STS-53 では、自動着陸テストができるように、すべての細部にまで気を配るために非常に懸命に取り組みました。自動着陸テストでは、実際のオービターに実際の乗組員を乗せて行います。冗談抜きで、正確に行わなければ、本当に大変なことになります。確か、有人宇宙飛行担当副長官で元海兵隊大将だったジェド・ピアソン（ジェレマイア・W・ピアソン）がそれを検討し、「もうこのような長時間の飛行は行わない。必要ない。中止する」と言った。衝撃的だった。チームは準備万端だった。みんなやる気満々で、とてもワクワクしていたし、良い能力になると思っていた。
{{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)この記事には、パブリックドメインにあるこの情報源からのテキストが含まれています。{{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)「CCDev-2賞は、ブルーオリジン、ボーイング、シエラネバダ社、スペースエクスプロレーションテクノロジーズ社（スペースX）に授与されました。」
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