STS-3xx

STS-3xxと名付けられたスペースシャトルミッション（正式名称はLaunch On Need (LON)ミッション）は、スペースシャトルが損傷し、再突入が不可能と判断された場合に、乗組員を救出するために実施される救助ミッションである。このようなミッションは、現在飛行中のオービタの熱シールドタイルと強化カーボンカーボンパネルが、軌道上での修理方法では修復できないほど損傷しているとミッションコントロールが判断した場合に実施される。これらのミッションは、 Launch on Demand (LOD)やContingency Shuttle Crew Supportとも呼ばれる。このプログラムは、2003年にスペースシャトルコロンビア号が失われた後に開始された。スペースシャトルプログラム中は、このタイプのミッションは実施されなかった。

次の計画されたミッションに搭乗する予定だったオービターと乗組員4名は、救助ミッションに再割り当てされる。救助飛行の計画と訓練プロセスにより、NASAは召集から40日以内にミッションを開始できる。その間、損傷した（または故障した）シャトルの乗組員は国際宇宙ステーション（ISS）に避難しなければならない。ISSは、酸素供給が制限要因ではあるものの、約80日間両乗組員をサポートできる。^{[1] NASA内では、} ISSでのシャトル乗組員の維持計画は、緊急時シャトル乗組員サポート（CSCS）運用として知られている。^[2] STS-121までのすべての救助ミッションはSTS-300と指定される予定だった。

軌道への帰還中止の場合、シャトルが国際宇宙ステーションの軌道に到達できず、熱防護システムの検査でシャトルが安全に地球に帰還できないことが示唆されたとしても、国際宇宙ステーションはシャトルに会うために降下することができたかもしれない。このような手順は共同低速回復と呼ばれていた。^[3]

* – 当初はエンデバー号の予定だったが、汚染問題のためディスカバリー号に変更された。^[7]

重量を軽減し、両方のシャトルの合同乗員が安全に地球に帰還できるようにするためには、多くの近道をとらなければならず、以前のオービターが機能しなくなった原因となった故障を解決せずに別のオービターを打ち上げるリスクに直面しなければならなかった。

救助ミッションに備えて、Launch on Need 飛行ハードウェアがいくつか構築されました。その中には、次のものがあります。

• 後部ミッドデッキ（溝エリア）にリカンベントシートを3つ追加設置
• 溝エリアの右舷壁に2つの手すりがある
• 個別冷却ユニットの取り付け規定
• シート5をリカンベントポジションで適切に固定するための改造
• 追加の 4 つの Sky Genie 出口装置を取り付けるための準備 (写真を参照)

  

• 3つの追加のランヤード用の脱出ポール取り付け設備^[8]

リモートコントロールオービター（RCO）は、自律型オービターラピッドプロトタイプ（AORP）としても知られ、NASAが遠隔操作によって人間の乗組員なしで突入と着陸を行うことができるシャトルを表すために使用した用語でした。NASAは、シャトルの既存の自動着陸機能を拡張し、残りのタスクを地上から完了できるようにするために、RCO飛行中メンテナンス（IFM）ケーブルを開発しました。RCO IFMケーブルの目的は、地上コマンドインターフェイスロジック（GCIL）とフライトデッキパネルスイッチ間の電気信号接続を提供することでした。ケーブルは約28フィート（8.5メートル）、重さは5ポンド（2.3キログラム）以上で、16個のコネクタがあります。^{[9] [10]}このシステムにより、ミッションコントロールセンターから無人シャトルに信号を送信して、次のシステムを制御することができました。

• 補助動力装置（APU）の始動と運転
• 航空データプローブ（ADP）の展開
• 主脚（MLG）の装備と展開
• ドラッグシュートの装備と展開
• 燃料電池反応物バルブの閉鎖

RCO IFMケーブルは、最初にSTS-121で飛行し、ミッション中は保管のためISSに移送された。ケーブルはシャトルプログラムが終了するまでISSに残っていた。STS-121以前は、損傷したシャトルは放棄され、再突入時に燃え尽きる予定だった。RCOオービターの主な着陸地点は、カリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地となる予定だった。^[11] エドワーズ空軍基地は、すでにシャトルの着陸を支援するために使用されており、機器を搭載した最初のミッションの主なRCO着陸地点だったが、海岸に近いことと、着陸が危険になるような問題が発生した場合にシャトルを太平洋に不時着させることができることから、後にヴァンデンバーグが主要地点として選ばれた。ニューメキシコ州のホワイトサンズミサイル実験場が代替地点となる可能性が高い。^[12]着陸地点を決定する際に考慮すべき主な点は、人口密集地域から遠く離れた場所で高リスクの再突入を実行したいかどうかである。 STS-121の飛行中に施行された飛行リソースブックと飛行規則によれば、損傷したシャトルは、万が一分解したとしても破片が南太平洋に落下するような軌道で再突入すると予想されていた。^[2]

ソ連のブランシャトルも、初飛行中は乗員なしで遠隔操作されていた。着陸は機内の自動システムによって行われた。^[13]

2011年3月現在、ボーイングX-37長時間飛行ロボット宇宙機は、自律的な軌道飛行、再突入、着陸を実証している。^{[14] [15]} X-37はもともとシャトルのペイロードベイから打ち上げられる予定だったが、コロンビア号の事故を受けて、アトラスVに覆われた状態で打ち上げられた。

LON ミッションが必要であった場合、次のようなタイムラインが作成されていたはずです。

• FD-10緊急時シャトル乗組員支援 (CSCS) の要件に関する決定は、通常ミッションの飛行 10 日目までに行われる予定です。
• FD-10 CSCS 操作が必要になった直後に、シャトルのグループ C の電源オフが行われます。
• FD-11→21ミッションの飛行11日目から21日目の間、シャトルはハッチを開いたまま国際宇宙ステーション（ISS）にドッキングしたままになります。シャトルとISSの間ではさまざまな物品が受け渡されます。
• FD-21ハッチの閉鎖はISS側から行われます。シャトルの乗組員はISSに残り、シャトルは無人のままになります。
• FD-21軌道離脱噴射 – 噴射は分離後 4 時間で行われます。オービターはヒューストンからの遠隔操作によりヴァンデンバーグ空軍基地に着陸します。(STS-121 以前は、ペイロード ベイのドアは機体の分解を促進するために開いたままでした。)
• FD-45救助飛行隊の発進。救助飛行隊の招集から発進までの35日間は、救助飛行隊が発進するまでにかかる最短時間の最良の推定値である。^[16]
• FD-45→47救助機がISSに追いつき、途中で熱シールドの点検を実施。
• FD-47救助飛行隊は任務 3 日目に宇宙ステーションにドッキングしました。
• FD-48シャトルの乗組員が救助オービターに乗り込む。乗組員 11 名を乗せた宇宙船が ISS からドッキング解除される。
• FD-49レスキュー オービターはインド洋または太平洋上空で大気圏に再突入し、ケネディ宇宙センターまたはエドワーズ空軍基地に着陸します。ロシアのプログレス補給宇宙船は後日打ち上げられ、ISS 乗組員に補給を行います。ISS の予防的乗組員降ろし準備が始まります。
• FD-58 は、イベント進行中にECLSS O2枯渇により ISS から乗組員を降ろし、_補給機能を実行できません。

STS-400は、ハッブル宇宙望遠鏡の最後の修理ミッション（HST SM-4）であるSTS-125中にスペースシャトルアトランティスに重大な問題が発生した場合に、スペースシャトルエンデバーを使用して打ち上げられる予定だったスペースシャトル 緊急支援（Launch On Need）飛行でした。^{[17] [18] [19] [20]}

HSTの軌道傾斜角はISSに比べてはるかに低いため、シャトルの乗組員は国際宇宙ステーションを「安全な避難場所」として使用することができず、NASAは後日別のシャトルで乗組員を救助するという通常の計画に従うことができなかっただろう。^[19]代わりに、NASAは、ISS以前の飛行で提案された救助ミッションに似た、シャトルからシャトルへの救助ミッションを実施する計画を策定した。^{[19] [21] [22]救助ミッションは、}アトランティスの乗組員が打ち上げ後に約3週間分の消耗品しか持っていなかったため、召集からわずか3日後、STS-125の打ち上げから7日後に開始される予定だった。^[18]

このミッションは、STS-125シャトルが39A発射施設に展開されてから2週間後の2008年9月に39B発射施設に初めて展開され、2機のシャトルが同時に発射台にいた珍しい状況が生まれました。^{[19]しかし、2008年10月にSTS-125は延期され、} VABにロールバックされました。

当初、STS-125の予定日は2009年2月以降とされた。これにより、STS-400の機体がエンデバーからディスカバリーに変更された。エンデバーからディスカバリーへの交換により、ミッションはSTS-401に再指定された。その後、STS-125はさらに延期され、ディスカバリーのミッションSTS-119が先に飛行することになった。これにより、救出ミッションはエンデバーに戻り、STS-400の指定が復活した。^{[20] 2009年1月、NASAは、当時2009年9月の時点でLC-39Bからの打ち上げが予定されていた}アレスIXのさらなる遅延を避けるため、両方の打ち上げをコンプレックス39Aから行うことを検討していると発表された。^[20] 2008年10月のSTS-125ミッションの後、発射施設39BはアレスIXロケットのコンステレーション計画で使用するために改造される予定でした。 ^[20] NASAのミッション管理チームのメンバーの何人かは当時（2009年）シングルパッド操作は可能だと言いましたが、両方のパッドを使用することが決定されました。^{[18] [19]}

このミッションに割り当てられた乗組員はSTS-126の乗組員の一部であった: ^{[18] [23]}

3つの異なるコンセプトミッションプランが評価された。1つ目は、シャトル対シャトルのドッキングを使用するというもので、救助用シャトルが損傷したシャトルに対して逆さまに後ろ向きに飛行して、損傷したシャトルにドッキングする。^[22]どちらかのオービターの前方構造がもう一方のペイロードベイに衝突し、両方のオービターが損傷する可能性があるため、これが実用的かどうかは不明であった。評価された2番目のオプションは、救助用オービターが損傷したオービターとランデブーし、損傷したオービターから乗組員を移送するためにリモートマニピュレーターシステム（RMS）を使用しながらステーションキーピングを行うというものである。このミッションプランでは、大量の燃料が消費される。3番目のコンセプトは、損傷したオービターがRMSを使用して救助用オービターを掴み、ステーションキーピングの必要性をなくすというものである。^[23]その後、救助用オービターは2番目のオプションと同様にRMSを使用して乗組員を移送し、ステーションキーピングオプションよりも燃料効率がよい。^[22]

最終的に決定されたコンセプトは、3番目のコンセプトの修正版であった。救助オービターは、R​​MSを使用して、損傷したオービターのRMSの端を掴むというものである。^{[17] [24]}

エンデバーは、最新のミッション ( STS-123 ) の後、定期メンテナンスのためオービター整備施設に運ばれました。メンテナンス後、エンデバーはSTS-124 が無事に地球に帰還できなかった場合に飛行するSTS-326の待機状態になりました。固体ロケットブースター(SRB) の積み重ねは、2008 年 7 月 11 日に開始されました。1 か月後、外部燃料タンクがケネディ宇宙センターに到着し、2008 年 8 月 29 日に SRB と結合されました。エンデバーは2008 年 9 月 12 日に積み重ねに参加し、1 週間後に 39B 発射台にロールアウトされました。

STS-126はSTS-125より先に打ち上げられたため、アトランティスは10月20日にVABにロールバックされ、エンデバーは10月23日に39A発射台に移動した。STS-125の打ち上げ時刻になると、アトランティスは39A発射台に移動した。^[20]

このミッションには、通常飛行2日目に行われる延長された耐熱シールドの点検は含まれていなかった。 ^{[17] [19]}代わりに、乗組員が救助された後に点検が実施されることになっていた。^{[17] [19]}飛行2日目に、エンデバーはアトランティスとのランデブーとグラップルを行った。^{[17] [23]}飛行3日目には、最初の船外活動が実施される予定だった。^{[17] [19] [23]}最初の船外活動中、ミーガン・マッカーサー、アンドリュー・フォイステル、ジョン・グランズフェルドはエアロックの間にテザーを設置した。^{[18] [19]}彼らはまた、大型の船外活動ユニット（EMU）を移送し、マッカーサーが再加圧した後、マッカーサーのEMUをアトランティスに戻した。その後、彼らはエンデバーを再加圧し、飛行2日目の活動は終了する予定だった。 ^[17]

最後の2回の船外活動は飛行3日目に予定されていた。^{[17] [19]最初の船外活動中、グランズフェルドは}エンデバー号の減圧を行い、グレゴリー・ジョンソンとマイケル・マッシミノがEMUをアトランティス号に移送するのを手伝うことになっていた。その後、グランズフェルドとジョンソンはエンデバー号を再加圧し、マッシミノはアトランティス号に戻ることになっていた。^[17]彼は、スコット・アルトマンとマイケル・グッドと共に、最後の船外活動中に残りの装備と自らをエンデバー号に運ぶことになっていた。彼らはRMSシステムが故障した場合に備えて待機していた。^[24]損傷したオービターは地上から軌道離脱し、太平洋上で着陸手順を実行するよう指示され、衝突地点はハワイ北部だった。^{[18] [ 19]}飛行5日目に、エンデバー号は完全な耐熱シールド検査を受け、飛行8日目に着陸することになっていた。^{[17] [18] [19]}

このミッションはスペースシャトル計画の終焉を意味するものだったかもしれない。なぜなら、ディスカバリー号とエンデバー号という2機のオービターしか残っていなかったため、計画を継続できた可能性は低かったと考えられるからである。^[25]

2009年5月21日木曜日、NASAは正式にエンデバー号を救出ミッションから解放し、同機はSTS-127の準備作業を開始できるようになった。これによりNASAは、LC-39Bの次のアレスIX打ち上げに向けた作業を継続することができた。休止期間中、NASAはアトラスVやデルタIV発射台に見られるものと同様の新しい避雷システムを設置し、より新しく背の高いアレスIロケットを落雷から守った。^{[26] [27]}

STS-134は、シャトル計画の最後の定期飛行であった。この後、これ以上の飛行は計画されていなかったため、この飛行のLONミッションとして機能する特別ミッションSTS-335が開発された。これは、ハリケーン・カトリーナによる被害後に改修されたET-122とアトランティスを組み合わせるものであった。^[28]次のミッションがなかったため、STS-335では、ステーションの補給物資を満載した多目的補給モジュールも搭載することになっていた。^[29]

上院は2010年8月5日にSTS-135を定期飛行として承認し^[30] 、続いて下院が2010年9月29日に承認し^[31]、その後オバマ大統領が2010年10月11日に署名した^[32]。しかし、このミッションの資金はその後の予算法案に依存していた。

それにもかかわらず、NASAは2011年1月20日に最後のLaunch On NeedミッションであるSTS-335を運用ミッション（STS-135）に変更しました。^[33] 2011年2月13日、プログラムマネージャーは従業員に、継続決議により、STS-135は資金状況に「関係なく」飛行すると伝えました。^[34]最終的に、2011年4月中旬に承認された米国政府の予算では、スペースシャトルと宇宙ステーションのプログラムを含むNASAの宇宙運用部門に55億ドルが必要でした。NASAによると、2011年9月30日までの予算で、STS-135ミッションの資金調達に関するすべての懸念は解消されました。^[35]

STS-134が成功裏に完了したことにより、STS-335は不要となり、 STS-134が近くのシャトル着陸施設に着陸した際にアトランティスがロールアウト中にLC-39Aに近づく中、STS-135の打ち上げ準備は続行された。^[36]

STS-135 では、救助ミッションに利用できるシャトルはありませんでした。別の救助計画が考案され、4 人の乗組員が国際宇宙ステーションに残り、 1 年かけて 1 人ずつソユーズ宇宙船で帰還するというものでした。この不測の事態は不要でした。

• 「CSCS飛行規則」（PDF）。 (34.2 キロバイト)