発達
スペースシャトルの退役が発表された後、NASAは国際宇宙ステーション（ISS）に貨物を輸送できる民間宇宙打ち上げ会社を探し始めた。2006年初頭、NASAは商業軌道輸送サービス（COTS）プログラムを開始し、競争入札を経て貨物宇宙船の開発資金を支援することになった。SpaceXとRocketplane KistlerはCOTSプログラムで契約を獲得したが、Rocketplane Kistlerはいくつかの財務目標を達成できず、2007年10月18日、NASAは契約を解除し、2回目の競争入札を経て再契約すると発表した。[ 6 ] [ 7 ]
オービタル・サイエンシズ社はこの第2ラウンドに参加し、ほぼ「既製品」の設計を提案した。シグナスと名付けられたこの宇宙船は、1997年から使用されているオービタル社のスターバスをベースにしたサービスモジュールを中心に構築され、スペースシャトルで使用されているMPLM貨物モジュール、欧州のATV宇宙船の貨物モジュール、およびISSのいくつかの恒久モジュールも製造したタレス・アレーニア・スペース社が製造した加圧貨物モジュールに接続される予定だった。 [ 8 ]
シグナスは2008年2月に1億7000万ドルのCOTS契約を獲得し、後に2億8800万ドルに増額された。2008年12月23日、NASAはオービタル・サイエンシズに商業補給サービス（CRS）プログラムの下で19億ドルの契約を授与した。この契約に基づき、オービタル・サイエンシズは2016年までに8回のシグナス宇宙船の飛行で最大20トンの貨物をISSに届けることに合意した。[ 9 ]
シグナスを宇宙へ打ち上げるため、オービタル社はアンタレスロケットを開発した。このロケットも、低コストの既製品部品と設計を活用している。第1段の製造と設計はウクライナ企業に下請けに出され、ソ連のN1月ロケットの残骸であるNK-33エンジンを改修して使用した。第2段はカストル30で、オービタル社は以前別のロケットプロジェクト（ミノタウロスC ）で使用しており、ピースキーパーICBMの第1段をベースにしていた。
シグナスの最初の飛行は当初2010年12月に予定されていたが、度々延期された。[ 10 ] [ 11 ]アンタレスは2013年4月21日にペイロード質量シミュレーターを低地球軌道に打ち上げる初飛行を行った。2013年9月18日、アンタレスは国際宇宙ステーションとのランデブー飛行試験でシグナス宇宙船の打ち上げに成功した。[ 12 ] 2014年1月12日、予定されていた最初のシグナス補給ミッションが宇宙ステーションに到着した。カプセルには宇宙飛行士のためのクリスマスプレゼントと新鮮な果物が積まれていた。到着は、まずステーションの修理が必要になったため、次に打ち上げ場所の極寒の天候と太陽フレアによって延期を余儀なくされたため、遅れた。[ 12 ] [ 13 ]
2015年12月にアトラスVでOrb CRS-4が打ち上げられたことで、改良型シグナスがデビューした。当初から5回目のミッションで飛行する予定だったが、Orb CRS-3の失敗とそれに続くアトラスVへの変更により遅延が生じた。しかし、梱包に関する教訓とアトラスの追加機能により、ペイロードを3,500 kg (7,700 lb)まで増やすことができた。[ 14 ]
デザイン
左から右へ、標準型、強化型、XL型のシグナス世代の比較
シグナス宇宙船は、サービスモジュール（SM）と加圧貨物モジュール（PCM）という2つの基本構成要素から成り立っています。
SMは、オービタル社が開発したGEOStarおよびLEOStar （総称してStar Busと呼ばれる）衛星バスやDawn宇宙船などの以前の製品をベースにしています。総質量は1,800 kg（4,000 lb）、姿勢制御用のスラスタが32基、ヒドラジンと四酸化二窒素の約800 kg（1,800 lb）の自己着火性推進剤を燃料とするBT-4メインエンジンが1基搭載されています[ 15 ]。[ 16 ] [ 17 ] SMは、2つの太陽電池アレイを介して3.5 kWの電力を生成できます。 [ 18 ] [ 19 ]ミッション中、シグナスは国際宇宙ステーションの近くを操縦し、カナダアーム2ロボットアームが宇宙船をつかみ、通常はユニティモジュールの天底（地球側）ポートである共通ドッキング機構にドッキングします。[ 18 ]
加圧貨物モジュール（PCM）は、イタリアのトリノにあるタレス・アレーニア・スペース社によって製造されており、いくつかのバリエーションが生産されています。初期の標準型PCMは、重量1,500キログラム（3,300ポンド）（空重量）で、全長5.14メートル（16.9フィート） 、積載量2,000キログラム（4,400ポンド） 、加圧容積18.9立方メートル（670立方フィート）でした。 [ 18 ] 4番目のシグナス宇宙船で導入された、空虚重量1,800キログラム（4,000ポンド）の強化型は、長さ6.39メートル（21.0フィート）の延長されたPCMを備えており、 ペイロード容量は3,500キログラム（7,700ポンド）に増加し、32%の増加、容積は27立方メートル（950立方フィート）に増加し、19.5%の増加となっています。[ 20 ]強化型から、太陽電池パネルもアコーディオンファンフォールドアレイのUltraFlexにアップグレードされ、燃料搭載量は1,218キログラム（2,685ポンド）に増加しました。 2023年8月に発表されたさらに大型のシグナスXLは、2025年9月にNG-23ミッションで運用を開始しました。[ 3 ] [ 21 ]全長は7.89メートル（25.9フィート） 、ペイロードは5,000キログラム（11,000ポンド）で19.5%増加、容積は36立方メートル（1,300立方フィート）で15.5%増加しています。[ 3 ]
シグナスの初期案では、PCMをNASAのExPRESSロジスティクスキャリアをベースにした非加圧貨物モジュール（UCM）に置き換え、 ISS軌道交換ユニットなどの非加圧貨物の輸送に使用する予定だった。[ 10 ] [ 22 ]別の案では、PCMを帰還貨物モジュール（RCM）に置き換え、シグナスが貨物を地球に持ち帰れるようにする予定だった。[ 10 ]
シグナスには貨物回収機能はありません。しかし、旧式の機器、糞便などの固形廃棄物、ISSからのゴミなどを積載することができ、シグナスが破壊的な再突入を行う際に燃え尽きます。[ 23 ]
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外部リンク
- シグナス宇宙船– ノースロップ・グラマン
- オービタル・サイエンシズ社のシグナスに関するニュースページ（アーカイブ済み）
- タレス・アレーニア・スペース社のシグナスに関するページ （アーカイブ済み）
- スタンダード・シグナス補給船が国際宇宙ステーション（ISS）へ貨物を輸送する様子を描いたコンピューターアニメーション– YouTube
