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| ステーション統計 | |
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| クルー | 最大乗員数: 6 [1] 現在乗船中: 3 (神舟19 ) 遠征隊: 8 司令官:蔡旭哲(人民解放軍海軍) |
| 打ち上げ | 2021年4月29日（天河） 2022年7月24日（文天） 2022年10月31日（蒙天） ～2026年（宣天） |
| 発射台 | 文昌宇宙船発射場LC-1 |
| ミッションステータス | 運用 |
| 質量 | 約10万キログラム |
| 長さ | ~ 55.6メートル[2] |
| 直径 | ~ 39.0 メートル |
| 加圧容積 | 340 m 3 (12,000 cu ft) 居住可能面積: 122 m 3 (4,310 cu ft) |
| 近点高度 | 386.4 km [3] |
| 遠点高度 | 391.8 km [3] |
| 軌道傾斜角 | 41.47° [3] |
| 典型的な軌道高度 | 389.1 km [3] |
| 軌道速度 | 7.67 km/s [3] |
| 軌道周期 | 92.3分[4] |
| 軌道上での日数 | 1324日23時間40分 （2024年12月14日） |
| 占有日数 | 1194日9時間19分 （2024年12月14日） |
| 2024年4月25日時点の統計 | |
| 構成 | |
 2024年4月時点の駅の構成要素 （分解図） | |
天宮（中国語：天宫、ピンイン：Tiāngōng、直訳すると「天宮」）[5] [6]正式名称は天宮宇宙ステーション[7]（中国語：天宫宇宙站、ピンイン：Tiāngōng kōngjiānzhàn）であり、中国が建造し中国有人宇宙機関が運用する恒久的な有人宇宙ステーションである。[8]天宮はモジュール設計であり、モジュールは地表から340〜450 km（210〜280マイル）の低地球軌道上でドッキングする。中国初の長期宇宙ステーションであり、天宮計画の一部であり、中国有人宇宙計画の「第3段階」の中核である。与圧容積は340 m 3 （12,000 cu ft）で、国際宇宙ステーションの3分の1をわずかに超える大きさである。宇宙ステーションは、宇宙での実験の機会と科学技術革新の能力を構築するためのプラットフォームを提供することを目的としている。[9]
宇宙ステーションの建設は、その前身である天宮1号と天宮2号で得られた経験に基づいています。[10] [11] [12]最初のモジュールである天和（「天の調和」）コアモジュールは、2021年4月29日に打ち上げられました。[5] [6]これに続いて、複数の有人および無人ミッションと2つの実験室キャビンモジュールが追加されました。最初の文天（「天への探求」）は2022年7月24日に打ち上げられ、2番目の夢天（「天を夢見る」）は2022年10月31日に打ち上げられました。[10]
命名法
宇宙計画で使われる名前は、これまで中華人民共和国の革命史から選ばれていたが、神秘的・宗教的なものに置き換えられた。例えば、宇宙カプセルの神舟（Shénzhōu）[ 13 ] 、宇宙飛行機の神龍（ Shénlóng ） [14]、陸上の高出力レーザーの神光（Shénguāng ）[15]、スーパーコンピュータの神威（Shénwēi） [ 16 ]などである。
これらの詩的な[17]名前は、中国の月探査計画の1番目、2番目、3番目、4番目、5番目、そして将来の探査機が月の女神にちなんで嫦娥と呼ばれていることからも引き継がれています。「天宮」という名前は「天国の宮殿」を意味します。中国全土で、天宮1号の打ち上げは、愛の詩を含むさまざまな感情を呼び起こしたと報告されています。宇宙船のランデブーは、牛飼いと織工の娘の再会に例えられています。[18]
中国有人宇宙機関（CMSA） の王文宝所長は2011年の記者会見で次のように語った。
「過去の成果と明るい未来を考えると、有人宇宙計画にはもっと鮮明なシンボルが必要であり、将来の宇宙ステーションには響き渡る勇気づけられる名前をつけるべきだと我々は考えています。この大プロジェクトは国家の威信を高め、国民の結束と誇りを強めることになるので、国民が名前とシンボルに関与すべきだと我々は考えています。」[17] [19] [20]
2013年10月31日、CMSAは宇宙ステーション計画全体の新しい名称を発表した。[11]
- 前身となる宇宙実験室は「天宮」（天宮、コードTG ）と名付けられる予定だった。天宮1号と天宮2号はそれぞれ2011年と2016年に打ち上げられた。
- 大型モジュール宇宙ステーションも番号なしで「天宮」と呼ばれる予定である。 [7]
- 貨物輸送宇宙船は天舟（ Tiān Zhōu、「天国の船」）と名付けられ、コードはTZです。最初の天舟ミッションは2017年に打ち上げられ、軌道から外れました。宇宙ステーションへの最初のミッションである天舟2号は、2021年5月29日に飛行しました。その後、天舟3号、天舟4号、天舟5号がそれぞれ2021年9月20日、2022年5月9日、2022年11月12日に打ち上げられました。
- モジュラー宇宙ステーションコアモジュールは天和（Tiān Hé、「天の調和」）と名付けられ、コードはTHです。[21]天和は2021年4月29日に打ち上げられました。[ 22] [23] [24]
- モジュラー宇宙ステーション実験モジュールIは、ウェンティアン（Wentian ; Wèn Tiān ; 'Quest for the Heavens [25] '）と名付けられ、コードWTです。[21] ウェンティアンは2022年7月24日に打ち上げられました。[22] [26]
- モジュラー宇宙ステーション実験モジュールIIは「墦天（Mèng Tiān ; '天を夢見る[25] '）」と名付けられ、コードはMTです。[21]墦天は2022年10月31日に打ち上げられました。[22] [27]
- 独立した宇宙望遠鏡モジュールは、 Xuntian（巡天; Xún Tiān ; '天を巡る'）と命名され、コードXT（望遠鏡）は、実験モジュールIIの以前の名前を引き継ぐ。打ち上げは2026年に予定されている。[28]
目的と使命
宇宙ステーションを運営するCMSAによると、天宮の目的と使命は、宇宙船のランデブー技術、軌道上での恒久的な有人運用、宇宙ステーションの長期自律宇宙飛行、再生型生命維持技術、自律的な貨物・燃料供給技術の開発と経験の獲得である。また、次世代軌道輸送機のプラットフォーム、軌道上での大規模科学・実用化、将来の深宇宙探査技術としても機能する予定である。[29] [30] [31]
CMSAはまた、民間主導の商業活動を奨励しており、その関与によって費用対効果の高い航空宇宙技術革新がもたらされることを期待している。[32]宇宙ステーションでの 宇宙観光も検討されている。[33]
科学研究
宇宙ステーションには、密閉された加圧環境内に23の実験ラックが設置される。また、露出実験用のプラットフォームも設置される。ウェンティアン実験モジュールとメンティアン実験モジュールにはそれぞれ22と30の実験ラックが設置される。[34] 1,000以上の実験がCMSAによって暫定的に承認されており、[35]宇宙ステーションで実施される予定である。[36]
微小重力下での農業は、長期宇宙飛行のための持続可能な食料源として、米やシロイヌナズナの栽培を通じて研究された。 [37]
2016年6月現在、3つのモジュールに計画されている実験装置ラックは以下のとおりです。[12]
- 宇宙生命科学とバイオテクノロジー
- 生態科学実験ラック（ESER）
- バイオテクノロジー実験ラック (BER)
- 科学グローブボックスと冷蔵庫ラック (SGRR)
- 微小重力流体物理学と燃焼
- 流体物理実験ラック (FPER)
- 2相システム実験ラック（TSER）
- 燃焼実験ラック（CER）
- 宇宙における材料科学
- 材料炉実験ラック（MFER）
- コンテナレス材料実験ラック（CMER）
- 微小重力下における基礎物理学
- 冷原子実験ラック (CAER)
- 高精度時間周波数ラック (HTFR)
- 多目的施設
- 高微小重力レベルラック（HMGR）
- 可変重力実験ラック (VGER)
- モジュール化実験ラック (RACK)
教育と文化活動
宇宙ステーションでは、中国の若い世代と世界の聴衆に科学技術の分野で教育、動機付け、刺激を与えるために、宇宙に関する講義や科学実験が行われています。各講義は、中国全土の教室からの学校の子供たちの質問との質疑応答セッションで終わります。 [38]天宮宇宙授業の第一回目と第二回目は、神舟13号ミッションの一環として、2021年12月と2022年3月に実施されました。[39] [40]この伝統は神舟14号でも引き継がれました。[41]
CSSARCは、中国アマチュア無線クラブ（CRAC）、上海航空宇宙システム工学研究所（ASES）、ハルビン工科大学（HIT）によって提案された、中国宇宙ステーションのアマチュア無線ペイロードです。このペイロードは、世界中のアマチュア無線家に宇宙船の宇宙飛行士と連絡を取ったり、お互いに通信したりするためのリソースを提供し、学生が科学、技術、工学、数学に興味を持ち、キャリアを築くよう刺激し、より多くの人々がアマチュア無線に興味を持つように促すことを目指しています。[42] [43]
ペイロードの第 1 フェーズは、VHF/UHF アマチュア無線帯域を利用して次の機能を提供できます。
- V/V または U/U クルーの声
- V/U または U/V FM リピーター
- V/V または U/U 1k2 AFSKデジピーター
- V/V または U/U SSTV またはデジタル画像
構造
この宇宙ステーションは第3世代のモジュール式宇宙ステーションである。初期のサリュート、アルマース、スカイラブなどの第1世代の宇宙ステーションは一体型の宇宙ステーションであり、補給用に設計されていなかった。第2世代のサリュート6号と7号、天宮1号と2号は、ミッション中の補給用に設計されている。ミールや国際宇宙ステーションなどの第3世代の宇宙ステーションは、別々に打ち上げられた部品を軌道上で組み立てるモジュール式の宇宙ステーションである。モジュール設計により、信頼性が大幅に向上し、コストが削減され、開発サイクルが短縮され、多様なタスク要件を満たすことができる。[10]
モジュール
2022年末の当初の目標構成は3つのモジュールで構成されていました。以前の計画では、当初の3つを複製して6つのモジュールに拡張することが提案されていましたが[44]、 2023年現在、計画は代わりに6つのドッキングポートを備えた単一の多機能モジュールを追加することに変更されました。[45] 2023年10月、中国は2027年からステーションのモジュールを6つに拡張するという改訂計画を発表しました。[46]
天河コアキャビンモジュール（CCM）は、 3人の乗組員の生命維持と居住区を提供し、ステーションの誘導、ナビゲーション、方向制御を行います。モジュールはまた、ステーションの電力、推進、生命維持システムも提供します。モジュールは、居住区、サービスセクション、ドッキングハブの3つのセクションで構成されています。居住区には、キッチンとトイレ、消防設備、大気処理および制御装置、コンピューター、科学機器、北京の地上管制を介して通信を送受信するための通信機器、およびその他の機器が含まれます。
2018年にCCMの実物大モックアップが珠海で開催された中国国際航空宇宙博覧会で公開されました。[47] CMSAのビデオでは、これらのコアモジュールが2つ構築されていることが明らかになりました。アーティストの印象では、2つのコアモジュールがドッキングしてステーション全体を拡大する様子も描かれています。
2基ある実験室キャビンモジュール（LCM）のうち最初のLCMであるウェンティアンは、CCMのバックアップ機能として追加の航空電子機器、推進装置、生命維持装置を提供する。[48]ウェンティアンは、天河ドッキングハブに代わる船外活動（EVA）のメイン出入口として機能する独立したエアロックキャビンも装備している。 [49]科学ペイロード用に、LCMには複数の内部科学ラックと、さまざまな種類の実験用の外部ペイロードアダプターが22個装備されている。[50]科学機器の他に、このモジュールには短期滞在用に設計された3つの追加の居住区があり、乗組員の交代時に使用される。[51]ウェンティアンは2022年7月24日に打ち上げられ、天河にドッキングした。[52]
2基目のLCMである孟天は、2022年10月31日に打ち上げられた。孟天モジュールには、拡張された軌道上実験能力が搭載されている。[53]モジュールは、与圧された乗組員作業室、非与圧貨物セクション、貨物エアロック/軌道上放出機構、外部実験アダプター、通信アンテナ、2つの太陽電池アレイを備えた制御モジュールセクションなど、複数のセクションに分かれている。[27]合計で、13個の実験ラックと37個の外部ペイロードアダプターを搭載している。[54]貨物エアロックは、ペイロードをステーション内から外部に輸送するために特別に設計されている。[54]
どちらのLCMも、研究者が地球上では数分以上は実施できない自由落下または微小重力下での科学実験を実施するための加圧環境を提供します。実験はモジュールの外側に設置して、宇宙環境、宇宙線、真空、太陽風にさらすこともできます。 [55]全体的に、ウェンティアンは生命科学を優先し、メンティアンは微小重力実験に重点を置いています。 [ 54 ]
LCMの軸方向ポートには、CCMの軸方向ポートにドッキングするためのランデブー装置が取り付けられている。ミール宇宙ステーションで使用されているLyappaアームに外観が似ているインデックスロボットアームと呼ばれる機械アームが、ウェンティアンLCMを右舷側に、メンティアンLCMモジュールをCCMの左舷ポートに移動する。[56]インデックスロボットアームはLyappaアームとは異なり、同じ平面でドッキングが必要な場合に使用され、Lyappaアームは宇宙船のピッチを制御して異なる平面で再ドッキングする。天河モジュールのチャイナアームは、ドッキングの再配置のバックアップとして使用できる。[57] [58]
システム
コミュニケーション
リアルタイム通信（ライブオーディオおよびビデオリンクを含む）は、天聯IIシリーズのデータ中継衛星によって提供されます。3つの衛星群が静止軌道に打ち上げられ、宇宙ステーションの通信とデータサポートを提供します。[65]
ドッキング
天宮には、神舟宇宙船や以前の天宮のプロトタイプで使用された中国のドッキングメカニズムが装備されています。中国のドッキングメカニズムは、ロシアのAPAS-89 / APAS-95システムに基づいています。NASAはこれをAPASの「クローン」と表現していますが、[66]中国システムと、同じくAPASに基づくISSの現在のドッキングメカニズムと将来のドッキングメカニズムの両方との互換性については矛盾した主張があります。[67] [68] [69]直径800 mm（31インチ）の円形転送通路があります。[70] [71]両性具有型の質量は310 kgで、非両性具有型の質量は200 kgです。[72]
中国のドッキングメカニズムは、神舟8号と天宮1号の宇宙ステーションで初めて使用され、将来の中国の宇宙ステーションや将来のCMSA貨物補給船にも使用される予定です。[73] [67]
電源
電力は各モジュールの2つの可動式ソーラーパワーアレイによって供給され、ガリウムヒ素 太陽電池を使用して太陽光を電気に変換します。エネルギーは、ステーションが地球の影に入るときに電力を供給するために蓄えられます。補給宇宙船は、大気抵抗の影響に対抗するために、ステーションの推進エンジンに燃料を補給します。ソーラーアレイは最大15年間持続するように設計されている。[74]
推進
天宮宇宙ステーションには、ステーションの軌道を調整し維持するための従来の化学推進とイオンスラスタが装備されています。天河コアモジュールの船体には4つのホール効果スラスタが搭載されています。[75]ホール効果スラスタの開発は中国では敏感な話題とみなされており、科学者は「注目を集めることなく技術の向上に取り組んでいます」。ホール効果スラスタは、加速されたイオン粒子によって引き起こされる浸食や損傷を防ぐ努力により、有人ミッションの安全性を考慮して作成されています。[76]
有害な粒子をはじき、スラスタの完全性を維持するために、磁場と特別に設計されたセラミックシールドが作られた。中国科学院の報告書によると、天宮で使用されたイオンドライブは、テスト段階で不具合なく8,240時間連続稼働しており、天宮に指定された15年の寿命に適していることを示している。[76]これらは、有人ミッションで使用される世界初のホールスラスタである。[77] [78]
ロボットアーム
天宮ステーションには5本のロボットアームが設置されている。最も長いのは、天河コアモジュールに搭載された、長さ10メートルのISSカナダ型SSRMSロボットアーム（愛称：チャイナーム）である。[79]
ウェンティアンモジュールは、チャイナアームよりも5倍の位置決め精度を持つ、長さ5メートル（16フィート）の小型SSRMSロボットアームを備えている。ウェンティアンアームは主に、宇宙飛行士の船外活動中に船外実験やその他のハードウェアをステーションの外に運ぶために使用される。チャイナアームにはデュアルアームコネクタが取り付けられており、ウェンティアンロボットアームと接続して、到達範囲と重量運搬限界を拡張できる。[80]
孟天モジュールにはペイロードリリース機構[54]が搭載されており、貨物の移送を支援するために設置されています。[27]ロボットアームは貨物エアロックから実験を取り出し、モジュールの外側に取り付けられた外部アダプターに取り付けることができます。[81]また、超小型衛星の打ち上げにも使用できます。[27] [82]
上海宇宙飛行技術研究院が開発した2本のインデックスロボットアーム[83]が、 2つの実験モジュールのドッキングポートの上に取り付けられており、建設中にそれらの再配置を支援します。[56] [57]
共軌道モジュール
工事
計画
2011年には、将来の宇宙ステーションの組み立ては2020年から2022年にかけて行われる予定であると発表された。[86] 2013年までに、宇宙ステーションのコアモジュールは2018年に早めに打ち上げられ、続いて最初の実験モジュールが2020年に、2番目が2022年に打ち上げられる予定であった。 [87] 2018年までに、これは2020年から2023年に延期されたと報告された。[23] [88] 2020年2月には、2021年から始まる建設段階全体で合計11回の打ち上げが計画されていた。[89] [90] 2021年、中国国家宇宙局は宇宙ステーションの建設を2022年に完了させる計画であると報告された。[91]
天宮モジュールは自己完結型で、事前に組み立てられている。これに対し、 ISSの米国軌道セグメントでは、ケーブル、配管、構造要素を手作業で相互接続するために船外活動が必要だった。このステーションの組み立て方法は、ソ連とロシアのミール宇宙ステーションや国際宇宙ステーションのロシア軌道セグメントと比較することができ、中国はモジュール式宇宙ステーションの建設に自動ランデブーとドッキングを開発し、使用した2番目の国となった。建設に使用された技術は、天宮1号と天宮2号のプロトタイプから得られたものを含む、数十年にわたる中国の有人宇宙飛行の経験と、1990年代初頭のロシアからの航空宇宙技術の購入から得られたものである。[93]中国の有人宇宙計画の代表者は、2000年頃、中国とロシアは宇宙ステーションに使用されるドッキング機構の開発に関する技術交流を行っていたと述べた。[94]副主任設計者の黄偉芬氏は、2009年末に中国有人宇宙機関（CMSA）が宇宙飛行士に宇宙船のドッキング方法を訓練し始めたと述べた。[95]
計画によれば、2022年末までに完全に組み立てられた天宮宇宙ステーションには、基本的なT字型の22トンのモジュールが3つありました。[96] [97]モジュール設計のため、天宮宇宙ステーションはさらに6つのモジュールに拡張でき、将来的にはより多くの宇宙飛行士が参加できるようになる可能性があります。[98]
組み立て
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中国宇宙ステーションの建設は2021年4月に正式に始まった。計画されている11回のミッションには、3回のモジュール打ち上げ、4回の有人ミッション、4回の自律貨物飛行が含まれている。[99] 2021年4月29日、ステーションの最初のコンポーネントである天河コアモジュールが、長征5号Bロケットに搭載され、文昌宇宙船発射場から軌道に打ち上げられた。[100] 2021年5月29日、天舟2号自律貨物宇宙船が天河コアモジュールに向けて打ち上げられ、天河のさまざまなシステムのテストと将来の運用の準備を担当する神舟12号の乗組員の準備が行われた。[ 101 ] 2021年6月17日、神舟12号チームは宇宙ステーションにドッキングし、天宮ステーションへの最初の訪問者となった。[102] [103] 2021年7月4日、劉伯明と唐紅波は改良された中国の飛天宇宙服を着用して初の船外活動を開始し、足拘束具や中国アーム用のスタンディングプラットフォームなどの船外活動（EVA）設備を宇宙ステーションに装備した。神舟12号の船長である聶海生はステーション内に留まり、ロボットアームの動きをテストした。[104]劉伯明と聶海生は2021年8月20日に2回目の船外活動を完了し、熱制御システム、パノラマカメラ、その他の設備を含むさまざまな装置をステーションの外に設置した。[105] 2021年9月16日、神舟12号の乗組員は帰還用の宇宙船に乗り込み、天河からドッキングを解除した。軌道を離れる前に、乗組員は宇宙ステーションの周りを周回するためにさまざまなラジアルランデブー（Rバー）操作を実行した。彼らは誘導システムをテストし、さまざまな角度から天河に接近する際の照明状況を記録した。 [106] [107]乗組員は同日、内モンゴルのゴビ砂漠に着陸した。 [108] 1か月前に発射施設に到着した天舟3号貨物宇宙船は、 [109]次の補給ミッションのためにすぐに発射台に運ばれた。[107]
2021年9月20日、天舟3号自律型貨物船が文昌衛星発射センターから打ち上げられ、神舟13号の乗組員の到着に備えた。[110]神舟13号は天宮ステーションでの初の6か月間のミッションであり、それ以前の神舟12号はわずか3か月の期間だった。[111]神舟13号は2021年10月15日に宇宙ステーションにドッキングした。 [112] [113] [114]神舟13号の乗組員のミッションには、軌道実験、船外活動、およびステーションの将来の拡張が含まれていた。[115] 2021年11月7日、神舟13号の乗組員である翟志剛と王亜平は、次世代の船外活動服とロボットチャイナアームをテストするための初の船外活動を実施し、王亜平は中国初の女性宇宙飛行士となった。[116] 6.5時間の船外活動のミッションの1つは、長さ10メートルのロボットアームにデュアルアームコネクタを取り付けることでした。このコネクタにより、2022年に到着するウェンティアンモジュールに搭載されたもう1つの長さ5メートルのセグメントを使用して、チャイナアームの長さを延長することができます。中国宇宙技術研究院（CAST）のガオ・シェン氏によると、組み合わせた15メートルのチャイナアームは、より広い範囲と重量運搬能力を備えています。[80]船外活動中、将来のモジュールの操作と構築のためにロボットアームのさまざまな準備が行われました。[80]
2021年12月26日、神舟13号の乗組員である翟志剛と葉光復は、宇宙ステーションの監視とロボットアームの観察に使用されるパノラマカメラを設置するための2回目の船外活動を行った。 [117]彼らはまた、ステーション内で監視宇宙飛行士の王亜平が制御するチャイナアームの助けを借りて、さまざまな動きを練習した。 [118]中国有人宇宙機関（CMSA）が国連宇宙部（UNSO）に提出しロイターが報じた文書によると、2021年のステーション建設段階で、ステーションは7月1日と10月21日の2回、スペースXのスターリンク衛星と「接近遭遇」し、ステーションは回避調整操作を行った。[119] [120] [121] 2022年1月5日、神舟13号チームは10メートルの長さのチャイナアームを使い、天舟2号補給船を20度回転させて元の位置に戻した。この操作は、将来のモジュール組み立てに必要な手順、装備、バックアップ操作システムを練習するために行われた。 [79] 1月13日、乗組員は貨物宇宙船を手動で制御して緊急ドッキングシステムをテストした。[122] 2022年3月、神舟13号の乗組員は宇宙ステーションからのドッキング解除の準備を始めた。[123]乗組員は低地球軌道に182日間滞在した後、2022年4月16日に中国に着陸した。[124] [125]その後すぐに、中国は5月の次の有人ミッションに備えて天舟4号貨物宇宙船を打ち上げた。 [126]自動貨物船は2022年5月9日に宇宙ステーションにドッキングし、重要なメンテナンス機器と科学実験用の冷蔵庫を運びました。[127]
中国は神舟14号を皮切りに、宇宙ステーションの最終建設段階を正式に開始し、3人の宇宙飛行士が2022年に2つの実験モジュールの到着を監督する任務を負った。[128] 2022年6月5日、神舟14号の乗組員は宇宙ステーションに到着し、[129]地球に面した天底ポートにドッキングした。[130]神舟14号の乗組員は、今年後半に到着し、文天モジュールと夢天モジュールの両方の組み立てを開始する。 [130]乗組員は宇宙ステーションの二酸化炭素削減システムを設置し、飛天宇宙服をテストし、天河コアモジュールをデバッグした。[131] 2022年7月19日、天舟3号はステーションから切り離され、文天モジュールの到着に道を開いた。[132] 2022年7月24日、文天実験モジュールが文昌宇宙センターから打ち上げられ、同日、天河コアモジュールとランデブーした。 [133] [48] 文天は天宮宇宙ステーションの2番目のモジュールであり、最初の実験室キャビンモジュール（LCM）である。このモジュールにはエアロックキャビンが装備されており、将来の船外活動の主な出入り口となる。[49]このモジュールにはバックアップの航空電子機器、推進システム、生命維持システムも備わっており、天宮宇宙ステーションの運用上の冗長性を向上させている。[48] [134] 2022年9月2日、乗組員の陳東と劉楊は新しい文天エアロックから初の船外活動を行い、さまざまな外部機器の設置と調整、緊急帰還手順のテストを行った。[135] [50] 2022年9月17日、陳冬と蔡旭哲の宇宙飛行士は2回目の船外活動を行い、外部ポンプを設置し、緊急救助能力を検証した。[136] 2022年9月30日、すべての乗組員が連携して作業し、文天モジュールを前方ポートから右舷横方向ドッキングポートに移動させた。これは、2022年9月30日04:44 UTCに予定されている恒久的な場所である。[137]移設プロセスは、インデックスロボットアームの支援によりほぼ自動化された。[138] 2022年10月、CMSAは天宮宇宙ステーションの建設を完了するために、3番目で最後のモジュールである孟天の打ち上げを準備した。 [98] [139]
2022年10月31日、孟天モジュールは文昌宇宙センターから打ち上げられ、[140] 13時間後にステーションにドッキングした。[55] [141] [142]孟天の組み立ては、1年半の建設プロセスの最終段階を示す。[143] [144] [145]中国宇宙技術研究院によると、当時L字型だった天宮ステーションはその非対称な配置を維持するために大量のエネルギーを消費したため、孟天のランデブーおよびドッキングプロセスは迅速に行われた。 [81] 2022年11月3日、孟天はインデックスロボットアームを介して前方ドッキングポートから左舷側横方向ドッキングポートに自律的に移動され、 01:32 UTC（9:32 BJT ）に天河モジュールとともに予定された恒久的な場所に正常に停泊し、T字型を形成した。[146]その後、CMSAは天宮宇宙ステーションの建設が正式に完了したと発表した。[147]孟天モジュールの設計者である李光星は、宇宙ステーションが特別な位置に移動され、地球の重力を利用してドッキングプロセスを安定させたと説明した。[147] 07:12UTC、神舟14号の乗組員は孟天モジュールに入った。[147] [148] 2022年11月10日、天舟4号貨物宇宙船が天宮からドッキング解除され、天舟5号は同日打ち上げの準備が整った。[149]天舟5号は2022年11月12日に打ち上げられ、宇宙ステーションに物資、実験、超小型衛星を運んだ。[150] [151]また、中国初の軌道上での乗組員引き継ぎ式典のための贈り物も積まれていた。[152]完成した宇宙ステーションには、拡大した乗組員の活動と6人分の居住スペースのための余裕があり、乗組員の交代が可能になった。[153] 2022年11月29日、神舟15号の乗組員である費俊龍、鄧清明、張陸[154]が宇宙ステーションに向けて打ち上げられた。[155]乗組員は、持続可能な6人体制での運用のための引き継ぎと検証のため、1週間を一緒に過ごした。[156] [157]乗組員の交代運用により、中国は恒久的な宇宙プレゼンスを開始した。[158] [159] [160]
拡大
CMSAによれば、天宮宇宙ステーションは、天河、文天、孟天モジュールの改良版により、3つのモジュールから6つのモジュールに拡張される予定である[140] [161]。[161]
中国宇宙科学院（CAST）の宇宙ステーションシステム司令官である王翔氏によると、次の段階として考えられるのは、新しいコアモジュールの追加である。「現在の設計に従えば、引き続き拡張モジュールを打ち上げて宇宙ステーションの前部とドッキングさせることができ、拡張モジュールは後続の宇宙船とドッキングするための新しいハブを搭載できる」と王氏はCCTVに語った。[162] [163] 2023年10月、CASTは第74回国際宇宙会議で、天宮を180トン、6モジュールアセンブリに拡張し、少なくとも15年の運用寿命を実現するという新しい計画を発表した。[164]拡張の基盤として、6つのドッキングポートを備えた多機能モジュールが計画された。新しいセクションには、 3Dプリンター、ロボット、改良されたロボットアーム、宇宙ゴミの観測、検出、警告システムが含まれていた。 [165]
シュンティアン宇宙望遠鏡モジュールは2026年に打ち上げられる予定である。[166]
国際協力
中国が独自の宇宙ステーションを建設する動機は、2011年に米国議会がNASAとCNSAとの直接的な関与や協力を禁止し、事実上中国の国際宇宙ステーション（ISS）への参加を禁止したことでさらに強まったが、中国、ロシア、欧州は宇宙における協力的かつ多国間のアプローチを維持する意向を相互に表明していた。[168] 2007年から2011年にかけて、ロシア、欧州、中国の宇宙機関は、火星への有人ミッションに向けたISSベースの準備を補完するMars500プロジェクトの地上での準備を行った。[169]
天宮はフランス、スウェーデン、ロシアとの協力関係を築いてきた。[170]
2011年には中国有人宇宙機関（CMSA、旧称CMSEO）とイタリア宇宙機関（ASI）の間で有人宇宙飛行の分野での協力が検討され、中国の有人宇宙ステーションの開発への参加や、宇宙飛行士の訪問、科学研究などの分野での中国との協力が議論された。[171]
2011年11月、中国国家宇宙局とイタリア宇宙機関は、宇宙輸送、通信、地球観測などの分野での協力に関する最初の協力協定に署名した。[172]
2017年2月22日、CMSAとイタリア宇宙機関（ASI）は、長期の有人宇宙飛行活動で協力する協定に署名した。[173]この協定は、国際宇宙ステーション（ノード2、ノード3、コロンブス、キューポラ、レオナルド、ラファエロ、ドナテッロ、PMMなど）の建設と利用に関して、有人宇宙飛行の分野でイタリアが主導的な立場にあるため重要であり、中国の宇宙ステーション計画の開発に対するイタリアの期待の高まりを意味している。[174]欧州宇宙機関（ESA）は、ESAの宇宙飛行士を天宮に送ることを最終目標として、2017年にCMSAと有人宇宙飛行訓練を開始した。[175]将来のミッションに備えて、選ばれたESAの宇宙飛行士は中国の宇宙飛行士と一緒に生活し、着水時の生存、言語学習、宇宙船の操作などの訓練セッションに参加した。[176] [177]しかし、2023年1月、ESAは政治的および財政的な理由により、中国の宇宙ステーションに宇宙飛行士を派遣しないと発表した。[178]
2019年には、イタリアの実験である高エネルギー宇宙放射線検出（HERD）が中国の宇宙ステーションで予定されていた。[179]
2019年、国連のセッションにおいて、 CMSAと国連宇宙部（UNOOSA）によって国際的な実験が選定された。42件の申請があり、9件の実験が採択された。[180]実験の中には、スイス、ポーランド、ドイツ、中国が提案したガンマ線バースト偏 光測定を研究する実験であるPOLAR-2など、天宮2号での実験の延長であるものもある。[181]オスロ大学のカナダ人教授、トリシア・ラローズ博士は、このステーションのために最先端の癌研究実験を開発している。[182] 31日間の実験は、無重力が癌の増殖を止めるのにプラスの効果があるかどうかを研究するためのものである。[183] 高エネルギー宇宙線検出器プロジェクトは、ヨーロッパ、中国本土、香港、台湾の200人の科学者チームによって実施されている。[147] UNOOSAの枠組みでは、天宮はベルギー、フランス、ドイツ、インド、イタリア、日本、メキシコ、オランダ、ペルー、ロシア、サウジアラビア、スペインからの実験も主催する予定であり、[181] 23の機関と17か国が参加する予定である。[35] [184]
外国人宇宙飛行士の参加に関しては、CMSAは繰り返しその提案を支持すると表明している。神舟12号ミッションの記者会見で、中国有人宇宙計画の主任設計者である周建平氏は、複数の国が参加を希望していると説明した。同氏は記者団に対し、外国人宇宙飛行士の将来の参加は「保証されるだろう」と語った。[185] CMSAのアシスタントディレクターである冀啓明氏は記者団に対し、次のように信じていると語った。
「近い将来、中国の宇宙ステーションが完成すれば、中国と外国の宇宙飛行士が一緒に飛行し、働く姿が見られるだろう。」[186]
2022年10月、同局は中国の特別行政区である香港とマカオに選考プロセスを開始した。[ 157 ] [ 187 ]
船上での生活
クルーの活動
天宮ステーションの宇宙飛行士は、中国標準時(CST) に従って毎日のスケジュールを組んでいる。乗組員は大抵午前 7 時頃に起床し、北京のミッションコントロールセンターとの毎日の会議を開始してから、午前 8 時 (UTC 午前 0 時) に作業を開始する。その後、乗組員は予定されたスケジュールを午後 9 時まで実行し、その後、作業プロセスをミッションコントロールセンターに報告する。午後 13 時 30 分、宇宙飛行士は居住区に入り、通常 1 時間ほど仮眠を取る。乗組員は食事や休憩のために複数回の休憩を取る。 [188]天宮ステーションには、昼、夕暮れ、夜など、地球の照明条件をシミュレートする照明シーン機能がある。ステーションは低軌道上で 1 日に 16 回の日の出と日の入りを経験するため、この機能は乗組員の概日リズムの乱れを防ぐのに役立つ。[188] [189]
天宮宇宙ステーションには、遠隔操作可能な家電製品や物流管理システムなどのホームオートメーション機能が搭載されている。 [189]ステーション内のすべてのアイテムにはQRコードが付けられているため、乗組員はタブレットコンピューターを使用してステーション内のアイテムを識別、配置、整理することができる。これにより、より多くの貨物が到着しても秩序ある環境を確保できる。[189]ステーション内のデバイス間通信は、コードが乱雑にならないように、Wi-Fiネットワークを介して完全にワイヤレスで行われる。[189]
食品と個人の衛生
宇宙飛行士の好みに基づいて選ばれた120種類の食事が宇宙船に保管されている。ニンニクソースの豚肉細切り、宮保鶏鶏、黒胡椒牛肉、玉香豚細切り、白菜の漬物などの主食、およびさまざまなお茶やジュースなどの飲み物は、天舟クラスのロボット貨物宇宙船の飛行によって補給される。新鮮な果物と野菜はクーラーボックスに保管されている。CMSAの主任宇宙飛行士トレーナーである黄偉芬氏は、ほとんどの食事は固形で骨なしで細かく切り分けて調理されると説明する。豚肉ソースや花椒ソースなどの調味料は、微小重力下での味覚の変化を補うために使用されている。宇宙ステーションには、食事の準備のための小さなキッチンテーブル、冷蔵庫、ウォーターディスペンサー、宇宙飛行士が「いつでも必要なときに温かい食事をとることができる」ように、宇宙飛行士初の電子レンジ[188] [190] [191]が装備されている。 [192] [193]宇宙飛行士のフィードバックを受けて、天州4号以降は野菜の供給量が増え、野菜の種類は32種類に増えた。[194]
宇宙ステーションのコアモジュールである天河には、乗組員の居住区があり、[195] [196] 3つの独立した寝台、[197]宇宙トイレ、シャワー設備、ジム設備で構成されています。 [198]各寝台には小さな円形の窓が1つあり、[199]ヘッドフォンセット、換気装置、その他の設備が備わっています。[200]筋萎縮を防ぐために 神経筋電気刺激が使用されます。作業エリアの騒音レベルは58デシベルに設定されていますが、睡眠エリアでは騒音は49デシベルに抑えられています。[201] [202]換気システムは、作業エリアで0.08 m/sの風速、睡眠ステーションで0.05 m/sの風速で、乗組員に空気の循環を提供 します。 [189]短期滞在用の追加の居住区が3つ、文天実験モジュールにあります。[51]
オペレーション
天宮は2022年6月5日以降、常時有人宇宙ステーションとなっており、通常は3名の乗組員が勤務するが、最大6名までサポートすることができる。[8] [1] 2022年11月に宇宙ステーションが完成した後、 2022年12月の神舟14号から神舟15号への乗組員交代期間中、初めて5日間6名の乗組員が滞在した。 [1]運用は中国の北京航空航天飛行管制センターから制御されている。搭乗している宇宙飛行士の安全を確保するため、神舟宇宙船を搭載した長征2号F/Gが緊急救助ミッションのために常時待機している。[203]
有人ミッション
天宮への最初の有人ミッションである神舟12号は90日間続いた。神舟13号から始まり、その後のミッションは通常約180日間の期間となっている。[204]
CMSAは、神舟に代わる孟舟宇宙船の試験を発表した。この宇宙船は天宮まで宇宙飛行士を運び、月探査能力を提供するように設計されている。中国の次世代宇宙船は再利用可能で、地球の大気圏を抜けて高温に戻る際に対応できるよう、取り外し可能な耐熱シールドが取り付けられている。CMSAの関係者によると、新しいカプセルの設計は神舟よりも大きいという。孟舟は宇宙飛行士を月まで運ぶことができ、一度に6人から7人の乗組員を収容でき、神舟よりも3人多い。[205]この新しい有人宇宙船には宇宙飛行士が地球に貨物を持ち帰ることができる貨物セクションがあるが、天舟貨物補給宇宙船は貨物を地球に持ち帰れるようには設計されていない。[205]
貨物補給
天舟（天の船）は天宮1号宇宙船の改良型で、この宇宙ステーションに補給するためのロボット貨物宇宙船として使用されている。[206]天舟の打ち上げ質量は約13,000kgで、ペイロードは約6,000kgである。[207]打ち上げ、ランデブー、ドッキングは完全に自律的に行われ、ミッションコントロールと乗組員はオーバーライドまたは監視の役割で使用される。[208]
ミッション一覧
- すべての日付はUTCです。日付は可能な限り早い日付であり、変更される可能性があります。
- 前方ポートは、通常の移動方向と向き (姿勢)に従ってステーションの前部にあります。後方はステーションの後部にあり、宇宙船がステーションの軌道を上げるために使用します。天底は地球に最も近く、天頂は上にあります。足を地球に向けて移動方向を見た場合、左舷は左側、右舷は右側です。
- 鍵
無人貨物宇宙船は水色です
有人宇宙船は薄緑色です
モジュールはベージュ色です
ミッション終了
天宮は10年間の使用を想定して設計されているが、15年に延長される可能性があり[239]、3人の宇宙飛行士を収容できる。[240] CMSAの有人宇宙船は、軌道離脱噴射を使用して速度を落とし、地球の大気圏に再突入する。乗組員を乗せた宇宙船には、地球の大気圏との接触による空気熱による宇宙船の破壊を防ぐための耐熱シールドが付いている。宇宙ステーション自体には耐熱シールドはないが、宇宙ステーションの小さな部品は地球の表面に達することができるため、無人地域が軌道離脱操作の対象となる。[87]
可視性
国際宇宙ステーションと同様に、天宮宇宙ステーションもモジュールや太陽電池パネルから反射した太陽光により地球から肉眼で見ることができ、日没後数時間から日の出前まで、少なくとも-2.2等級の明るさに達する。 [241] [242]
大衆文化では
その前身である天宮1号宇宙実験室と国際宇宙ステーションは、2013年の長編映画『ゼロ・グラビティ』の題材となっている。[243]
Netflix オリジナルアニメ映画『 Over the Moon』 （2020 年）の終盤では、赤いドラゴンが天宮宇宙ステーションと遊んでいる様子が描かれています。
参照
注記
- ^ 天舟のような訪問貨物や、宇宙ステーションの補助を目的とした神舟のような乗組員用宇宙船は除く
- ^ 宇宙船の持続時間は、天河コアモジュールとのドッキングの瞬間から宇宙ステーションとのドッキング解除の瞬間まで計算されます。
- ^ 当初は船尾に停泊していたが、2021年9月18日に船首に移動し、その後2022年1月6日に再び左舷に移動した。
- ^ 当初は後部左舷に停泊していたが、2022年4月20日に前部左舷に移動された。
- ^ 当初は前方左舷に停泊していたが、2022年9月30日にインデックスロボットアームによって右舷左舷に移動された。
- ^ 当初は前方港に停泊していたが、2022年11月3日にインデックスロボットアームによって左舷港に移動された。
- ^ 当初は後部ポートにドッキングし、2023年5月5日から自由飛行して宇宙ステーションの周回軌道を周回し、その後2023年6月5日に前部ポートに再ドッキングした。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、天宮宇宙ステーションに関連するメディアがあります。
- 公式サイト
- ユーザーの位置情報から天宮宇宙ステーションの追跡位置の詳細を完了します。
- 中国宇宙ステーションアマチュア無線プロジェクト (CSSARC) の Web サイト - 天宮宇宙ステーションのアマチュア無線ペイロード。
