オービタルエクスプレス

オービタル・エクスプレスは、米国 防高等研究計画局(DARPA) とNASAのマーシャル宇宙飛行センター(MSFC)のエンジニアが率いるチームによって管理された宇宙ミッションである。オービタル・エクスプレス計画は、「軌道上の衛星を自律的に保守するための安全で費用対効果の高いアプローチ」の開発を目的としていた。[ ^1] このシステムは 2 機の宇宙船で構成されていた。ASTRO保守衛星と、プロトタイプのモジュール式次世代保守衛星NEXTSatである。このミッションは、2007 年 3 月 8 日にケープカナベラル空軍基地からアトラス V使い捨てロケットで打ち上げられた。^{[2] [3]この打ち上げは、}米国空軍宇宙試験プログラムSTP-1 ミッションの一部であった。 ^[4]

オービタル・エクスプレス計画は、DARPAの6つの技術事務所のうちの1つである戦術技術事務所（TTO）によって管理されていた。^[5] TTOのプログラムには、オービタル・エクスプレスのような「航空宇宙システム」と、「磁気流体力学的爆発物（MAHEM）計画」のような「戦術的乗算器」の両方が含まれていた。^[6] ASTROは、マクドナルド・デトワイラー・アンド・アソシエイツによって開発されたオービタル・エクスプレス実証マニピュレーターシステム（OEDMS）を含むボーイング統合防衛システムによって開発され、^[7] NEXTSatはボール・エアロスペース・アンド・テクノロジーズ社によって開発された 。NASAは、MSFCのエンジニアリング局の自動システムおよび自動ランデブーおよびドッキング部門を通じて関与した。MSFCエンジニアリング局は、オービタル・エクスプレス・プロジェクトのための高度ビデオ誘導システム（AVGS）も管理していた。^[8] 燃料補給機構は、VACCO Industriesによって設計、開発、製造された。ドッキング機構と打ち上げアダプタは、シエラネバダコーポレーション（SNC）スペースシステムズによって設計、開発、製造されました。

このプロジェクトは、ランデブー、近接運用とステーションキーピング、捕獲、ドッキング、流体移送（このミッションでは特にヒドラジン）、およびORU（軌道交換ユニット）移送を含むいくつかの衛星サービス運用と技術を実証することを目的としていました。主な軍事ミッションは、偵察衛星に燃料を補給して、カバー範囲を広げ、奇襲性を高め、生存性を高めることです。^[9]

流体（燃料）とORU（バッテリー）の移送は、宇宙船の自律性の最低レベルで正常に完了しました。その後の3か月間の移送は、より高い自律性を実証することを目的としていました。^{[10] [更新が必要]}

MDA Corp. が提供した Orbital Express Demonstration Manipulator System (OEDMS) は、このミッションの統合ロボット ソリューションでした。このシステムは主に、6 自由度回転関節ロボット アーム、その飛行電子機器 (Manipulator Control Unit、MCU) とアーム ビジョン システム、2 つの軌道上交換可能ユニット (ORU) とその宇宙船接続インターフェイス、NEXTSat に取り付けられた視覚ターゲットとグラップル固定具、および Manipulator Ground Segmentで構成されていました。

OEDMS は ASTRO に搭載され、Ball Aerospace が提供したクライアント衛星 NEXTSat の捕捉とサービスに使用されました。軌道上のロボット アームを使用して、Orbital Express ミッションは、完全に制約のない自由飛行クライアント衛星の自動捕捉、2 つの宇宙船間での機能バッテリー ORU の自動転送、および機能コンピュータ ORU の自動転送を実証しました。これらの操作は、自動ランデブー、捕捉、バーシング、および ORU 転送の完全なシーケンスを実証するミッション シナリオの一部として実行されました。

すべてのロボット操作は実行前にスクリプト化され、ますます複雑化するミッション シナリオの一部として自律的に実行されました。アームは、地上からの直接コマンドまたは ASTRO Mission Manager ソフトウェアによって自律的に操作を実行するように指示されました。飛行操作の初期段階のシナリオには、いくつかの続行許可 (ATP) 一時停止ポイントが組み込まれており、ASTRO Mission Manager がシーケンスを続行する許可を得るには、地上から信号を送信する必要がありました。これにより、地上運用チームは、次のステップに進む前に、シナリオが計画どおりに進行していることを確認できました。後のシナリオでは、ATP が少なくなりました。最終的なシナリオは、ATP なしでランデブー、キャプチャ、ORU 転送、および流体転送を実行する複合自律シーケンスでした。

2機の宇宙船の最後のランデブーとドッキングは2007年6月29日に行われました。その後、最後のデモンストレーション、ASTROのフライトコンピュータの交換が行われました。NASAは、2007年7月中旬から9月にかけて独自のテスト目的を持つ延長ミッションを計画していましたが、そのような延長ミッションのコストを理由に断念されました。^[11] 2機の宇宙船は最終的に降下し、ASTROはセンサー性能のテストで400 km（250マイル）以上まで後退しました。 ^[12]その後、宇宙船はスタンドオフへのランデブーを行い、そこで廃止が行われました。^[13] NEXTSat宇宙船は7月21日に停止され、コンピュータの電源が切られ、太陽電池パネルが太陽から離れた方向に向けられました。その後、ASTROはヒドラジン推進剤を放出し、2007年7月22日に停止されました。衛星は自然に崩壊するに任されました。^[14]

NEXTSatの崩壊には3年から5年かかると予想されていたが、より重いASTRO衛星は15年かかると予想されていた。^[14]しかし、ASTROは2013年10月25日に大気圏に再突入し、^{[15] [16]}わずか6年半後のことだった。一方、NEXTSatは廃止からほぼ16年後の2023年4月21日に軌道上から崩壊した。^[17]

• DART  – NASA 自律ランデブー デモ 2005
• コスモス186とコスモス188
• ETS-VIIまたは KIKU-7、別名織姫/彦星
• ロボット燃料補給ミッション – STS-135で国際宇宙ステーションに運ばれるフォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• SPADEX（宇宙ドッキング実験）

1. https://web.archive.org/web/20100203220541/http://www.boeing.com/bds/phantom_works/orbital.html

• DARPA Orbital Express ウェブページ 1 ( Wayback Machineより) (2008 年 12 月 4 日アーカイブ) ウェブページ 2 ( Wayback Machineより) (2010 年 12 月 24 日アーカイブ)
• ウェイバックマシンのボーイング社のオービタルエクスプレスのウェブページ（2012年10月14日アーカイブ）
• Wayback Machineの Ball Aerospace の Orbital Express ウェブページ(2007 年 6 月 10 日アーカイブ)
• Wayback Machineの MDA の Orbital Express ウェブページ(2012 年 2 月 6 日アーカイブ)
• Global Security の Orbital Express ウェブページ
• Orbital Express が軌道上サービスのための完全自律性をテスト、Aviation Week、2006 年 6 月 4 日。無人軌道サービス技術のいくつかの先行ミッションの概要が含まれています。