ポラリス・ドーンは、スペースXがShift4のCEOであるジャレッド・アイザックマンのために実施した民間有人宇宙飛行であり、ポラリス計画で計画されている3つのミッションのうちの最初のものです。2024年9月10日にクルードラゴン宇宙船の14回目の有人軌道飛行として打ち上げられ、アイザックマンと3人の乗組員(スコット・ポティート、サラ・ギリス、アンナ・メノン)は、地球から1,400キロメートル(870マイル、760海里)離れた楕円軌道を飛行しました。これは、月以外の有人ミッションとしては最も遠く、低地球軌道を離れることなく人間が到達した最も遠い距離です。これは、1972年のNASAのアポロ17号の月面着陸から2026年のアルテミス2号の月フライバイまでの間、人類が到達した最長距離でもありました。彼らはヴァン・アレン帯の一部を通過し、宇宙放射線と宇宙飛行が人体に及ぼす健康影響を研究しました。ミッション後半では、乗組員は史上初の商業宇宙遊泳を実施しました。
ポラリス・ドーン計画では、他にもいくつかの画期的な出来事がありました。メノンとギリスは、これまでどの女性宇宙飛行士よりも地球から遠く離れた場所まで飛行し、30歳のギリスは、宇宙遊泳に参加した最年少の人物となりました。宇宙遊泳中には、同時に宇宙空間の真空にさらされた人数(4人)の新記録が樹立されました。また、乗組員は、 9月11日に国際宇宙ステーションの乗組員9名と中国の天宮宇宙ステーションの乗組員3名を乗せて打ち上げられたソユーズMS-26計画によって樹立された、同時軌道上の人数(19人)の記録更新にも貢献しました。
約5日間に及ぶ任務の後、乗組員は9月15日にメキシコ湾に無事着水した。
ポラリス計画は、 2022年2月にジャレッド・アイザックマンによって発表されました。これは、初の民間人宇宙飛行士による宇宙飛行ミッションであるインスピレーション4の5か月後のことです。インスピレーション4は、セントジュード小児研究病院のために2億5000万ドル以上を集め[ 8 ]、アイザックマンも支援していました[ 9 ] [ 10 ] 。この計画では、セントジュードと提携して3つのミッションが予定されており、同研究病院が慈善事業の受益者となっています[ 11 ] [ 12 ] 。
ミッションに必要な技術の開発はプログラムの一部であり、船外活動(EVA)用宇宙服、ドラゴン宇宙船とスターリンク衛星群間の衛星間レーザー通信リンク、ドラゴンカプセルにエアロックがないことへの対応などが含まれていた。 [ 13 ] [ 14 ]
当初は2022年後半に打ち上げ予定だったが、船外活動用宇宙服の設計やSpaceXによる衛星間レーザー通信リンクのテストにおける技術的な問題により、計画は遅延した。2022年10月までに打ち上げは2023年3月に延期され[ 15 ] [ 16 ]、2023年2月までに2023年半ば以降に延期された。[ 17 ] [ 18 ] 2023 年半ばまでに、飛行は 2024 年まで延期され、[ 19 ]アイザックマンは 12 月に 2024 年 4 月の打ち上げ日を確認した。[ 14 ] 6 月 7 日、アイザックマンは、打ち上げは 2024 年 7 月 12 日より早く予定されていないと発表した。[ 20 ] [ 21 ] 3 週間後、ポラリス計画はXアカウントで、最も早い打ち上げ日は 2024 年 7 月 31 日であると発表した。 [ 22 ] [ 23 ]
2024年7月12日にファルコン9ロケットの上段が故障したため、ミッションは再び延期された。SpaceXが事故の原因に対処した後、SpaceXのドラゴンミッション管理ディレクターであるサラ・ウォーカーは7月26日の記者会見で、 NASAのクルー9ミッション(延期前は8月18日以降に打ち上げ予定だった)の後、「夏の終わり」にポラリス・ドーンを打ち上げると発表した。[ 24 ]その後SpaceXは8月7日に8月26日の打ち上げを目指していると述べた。[ 25 ] SpaceXは「チームが飛行前のチェックアウトを完了するための追加時間」を確保するため、打ち上げ日を1日延期して8月27日にした。[ 26 ] [ 27 ]着陸地点の天候により飛行はさらに延期され、2024年9月6日の早朝に予定された。[ 28 ]
打ち上げ前にドラゴンカプセル「レジリエンス」にいくつかの設計変更が加えられた。クルードラゴン「レジリエンス」の内部にいくつかの変更が加えられ、窒素と酸素のタンクが追加され、ドッキングポートの代わりに「スカイウォーカー」と呼ばれる機械式サポート付きのハッチが設置され、前方のハッチは電動化された。[ 29 ] [ 7 ]
クルードラゴン・レジリエンスは8月21日にLC-39Aの水平統合施設に到着し、ファルコン9ブースターB1083と第2段と統合された。[ 30 ]輸送起立機は8月24日早朝に水平統合施設から出て、ロケットを発射台まで運び、タワーの隣に立てた。[ 31 ]乗組員は8月25日にドライドレスリハーサルと静止燃焼試験を完了した。 [ 32 ] [ 33 ]打ち上げから5日後の着陸ゾーンでのカプセル回収の気象条件に主に関連した一連のさらなる遅延の後、ポラリス・ドーンは2024年9月10日に打ち上げられた。[ 13 ] [ 2 ]

アイザックマン(41)は、宇宙船の運用を主な任務とする司令官としてミッションを指揮した。退役空軍戦闘機パイロットのスコット・ポティート(50)は宇宙船パイロットとして、アイザックマンの宇宙船運用任務を支援した。[ 13 ]クルーの残りのメンバーは、SpaceXの従業員であるサラ・ギリス(30)とアンナ・メノン(38)で、ミッションスペシャリストを務めた。ギリスは同社のシニア宇宙運用エンジニアで、民間宇宙飛行ミッションのクルー訓練を率いており、アイザックマンと共に船外活動を行った。メノンは同社の主任宇宙運用エンジニア兼ミッションディレクターで、今回のミッションでは船内医療担当官を務めた。彼女はNASAで生物医学飛行管制官として6年の経験があり、国際宇宙ステーションの運用を監督し、数回の船外活動も担当した。[ 13 ] [ 34 ]
SpaceX はこのミッション用の EVA スーツを、打ち上げ時と着陸時に通常着用される船内活動 (IVA) スーツに基づいて設計しました。EVA スーツは、宇宙空間の真空中で宇宙飛行士の安全を確保すると同時に、打ち上げ時と着陸時に快適で柔軟に着用できるように設計されており、別個の IVA スーツは不要です。難燃性で伸縮性のある生地と柔らかいジョイントにより動きやすさが確保され、ブーツは Falcon 9 のインターステージと Dragon のトランクで使用されているのと同じ熱伝導性素材で作られています。[ 35 ] [ 36 ] IVA スーツと比較すると、熱管理が改善され、ヘルメットには断熱材と防曇処理が施されています。宇宙遊泳中にスーツの計測値をリアルタイムで表示するために、ヘルメットにヘッドアップ ディスプレイが追加されました。 [ 37 ] ISSで使用されている自己完結型のEMUとは異なり、初期のジェミニ スーツと同様に、アンビリカルケーブルがこれらのスーツの生命維持を担っています。[ 38 ] [ 39 ]
このミッションは、アポロ9号で3人だった宇宙空間に同時に滞在した人数の記録を破り、その後アポロ15号、16号、17号、スカイラブ2号、STS-49号でわずか5回しか繰り返されなかった。[ 37 ] [ 38 ]独自の減圧プロトコルにより、乗組員は減圧症と宇宙飛行関連神経眼症候群(SANS)の研究を行った。[ 40 ]
SpaceXは手順を検証するために、Resilienceを大型真空チャンバー内で複数回の排気と再加圧のサイクルにかけた。クルーはまた、ジョンソン宇宙センターのチャンバーで2日間を過ごし、事前呼吸プロトコルを検証し、別の機会にはチャンバー内で完全真空状態でEVAスーツのテストも行った。[ 7 ]
このミッションでは、 Starlinkを介した Dragon レーザーインターリンク通信の有人運用試験も初めて実施された。[ 41 ] SpaceX は、この技術によって有人宇宙飛行の通信遅延が軽減され、データ帯域幅が増加することを期待している。[ 42 ]
打ち上げから1時間以内に、乗組員は体内の窒素を減らし、3日目に予定されている船外活動中の減圧症のリスクを最小限に抑えるため、事前呼吸プロトコルを開始した。 [ 43 ] 3日間かけて、船内圧力は徐々に1平方インチあたり14.5ポンドから8.6ポンド(100kPaから59kPa )まで低下し、酸素濃度は上昇した。[ 43 ]
宇宙空間での最初の1時間、乗組員はドラゴンカプセルの打ち上げ関連の損傷がないか徹底的に点検した。その後、ドラコスラスタが噴射され、地球から1,400キロメートル(870マイル、760海里)離れたミッションの最高遠地点に到達した。[ 43 ]これは当時、有人宇宙船が飛行した地球の最高軌道であり、ジェミニ11号が樹立した記録を破り(2026年にアルテミス2号がそれを上回った)、1972年のアポロ17号の月面着陸以来、地球から最も遠くまで到達した場所となった。 [ 6 ] [ 44 ] [ 45 ]アポロ計画は乗組員が全員男性であったため、メノンとギリスはそれまでの女性よりも地球から遠くまで飛行し、記録を破った。[ 46 ]
飛行2日目、ドラゴンの最高高度は730キロメートル(450マイル、390海里)の「巡航軌道」まで下げられ、乗組員は船外活動服を準備し、実験を行った。[ 43 ] [ 5 ]この日、乗組員は、 9月11日に国際宇宙ステーションの9人の乗組員と中国の天宮宇宙ステーションの3人の乗組員とともに打ち上げられたソユーズMS-26ミッションによって樹立された、宇宙空間に同時に滞在する人数(19人)の記録を破ることにも貢献した。[ 47 ]
飛行3日目は、商業宇宙飛行ミッションで史上初となる船外活動(EVA)に捧げられた。入念な準備の後、4人の乗組員全員がEVAスーツを着用した。EVAスーツは1平方インチあたり5.1ポンド(35kPa )の圧力で100%酸素が充填されている。クルードラゴンにはエアロックがないため、EVA中はカプセル全体が減圧され、乗組員全員が宇宙の真空にさらされたが、宇宙船から部分的に出たのは2人だけだった。カプセルの減圧には約30分かかった。最初にアイザックマンが船外に出て7分56秒過ごした。次にギリスが船外に出て7分15秒過ごした。ハッチが開いてから閉じるまでのEVAは約26分40秒かかった。[ 48 ] [ 49 ]船外活動中、アイザックマンとギリスは、手と体の制御、垂直方向の動き、足拘束具の使用など、宇宙服の可動性に関するいくつかのテストを実施した。足拘束具を使用した場合、下肢のみが宇宙船内に残された。30歳のギリスは、現在までに宇宙遊泳に参加した最年少の人物となった。[ 43 ]
軌道上での最終日の終わりに、乗組員は06:35 UTCにドラゴンのトランクモジュールを切り離し、06:41 UTCに7分間の軌道離脱噴射を行った 。[ 50 ] [ 51 ]カプセルは2024年9月15日07:36:54 UTC(着陸地点の現地時間午前3:36:54 EDT)にフロリダ州ドライ・トートゥガス諸島近くのメキシコ湾に着水した。 [ 52 ]この着陸地点は、SpaceXが厳しい気象条件を想定してこのミッションに追加した2つの新しい選択肢のうちの1つだった。[ 51 ]

微小隕石の衝突リスクを最小限に抑えるため、SpaceXのミッション管制官はポラリス・ドーン・ミッションの打ち上げウィンドウを柔軟に設定し、目標軌道上のデブリが最小限となる時間を選択できるようにした。ドラゴンカプセルは当初、遠地点1,200キロメートル(750マイル)の楕円軌道に配置され、南大西洋異常帯を190キロメートル(120マイル)の低高度で通過した。これにより、乗組員は国際宇宙ステーションでの3か月分の放射線に相当する放射線をわずか数回の通過で浴び、宇宙放射線と宇宙飛行が人体に及ぼす健康影響に関する貴重な研究が可能になった。 [ 53 ] [ 29 ]
ポラリス・ドーンは、ケネディ宇宙センターの発射複合施設39Aからファルコン9ブロック5ロケットで打ち上げられた。[ 54 ] [ 55 ] 2024年8月27日の最初の打ち上げ試みは、 地上でのヘリウム漏れのため中止された。[ 56 ] 8月28日の2回目の打ち上げ試みは、 打ち上げから5日後の回収期間中の悪天候が予測されたため中止された。このミッションは国際宇宙ステーションとランデブーせず、生命維持消耗品が限られていたため、カプセルは予定通りに着水できなければならず、そのためには好天が必須だった。[ 57 ]好天による打ち上げと帰還条件の不足のため、打ち上げはさらに延期された。[ 58 ]
2024年9月8日現在 SpaceXは、打ち上げと着水に適した気象条件が40%あるとして、打ち上げは(NET)9月10日以降を目標としていると述べた。 [ 59 ] [ 60 ]ポラリス・ドーンは2024年9月10日午前9時23分49秒(UTC ) (打ち上げ場所の現地時間午前5時23分49秒EDT )に打ち上げに成功した。[ 13 ] [ 2 ]
注:時刻は発射地点の現地時間(東部夏時間)です。