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STS-3xx（正式にはLaunch On Need（LON）ミッションと呼ばれる）と指定されたスペースシャトルミッションは、スペースシャトルが損傷し、再突入に成功できないと判断された場合に、乗員を救出するために実施される救難ミッションでした。このようなミッションは、管制センターが、現在飛行中のオービターの耐熱タイルと強化カーボン-カーボンパネルが、利用可能な軌道上修理方法では修復できないほど損傷していると判断した場合、実施される予定でした。これらのミッションは、Launch on Demand（LOD）およびContingency Shuttle Crew Supportとも呼ばれていました。このプログラムは、2003年のスペースシャトル・コロンビア号の事故調査委員会中に開始されました。この種のミッションは、2011年にスペースシャトル計画が終了するまで実施されませんでした。
次の計画ミッションに搭乗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ことになった。救助飛行の計画と訓練プロセスにより、NASAは招集から40日以内にミッションを開始できるはずだった。その間、損傷した（または機能停止した）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かった。ISSは酸素供給が制限要因となるものの、両乗組員を約80日間サポートすることができた。[ 1 ] NASA内では、 ISSでシャトル乗組員を維持するこの計画は、緊急シャトル乗組員支援（CSCS）作戦として知られていた。[ 2 ] STS-121までのすべての救助ミッションはSTS-300と指定されることになっていた。
軌道離脱の場合、スペースシャトルがISS軌道に到達できず、熱防護システムの点検でシャトルが安全に地球に帰還できないと判断された場合、ISSはシャトルと合流する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、共同低速回復として知られていた。[ 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、両スペースシャトルの乗組員を安全に地球に帰還させるためには、多くの近道が必要であり、前回のオービターが使用不能になった原因となった不具合を解決せずに別のオービターを打ち上げるというリスクに立ち向かわなければならなかっただろう。
救助ミッションに備えて、以下のような多数の「Launch on Need」飛行用ハードウェアが製造された。
リモートコントロールオービター（RCO）、別名自律型オービターラピッドプロトタイプ（AORP）は、NASAが、乗員なしで遠隔操作により突入と着陸を実行できるシャトルを説明するために使用した用語です。NASAは、シャトルの既存の自動着陸機能を拡張し、残りの作業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ースロジック（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）の長さで、5ポンド（2.3キログラム）以上の重さがあり、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。
RCO IFMケーブルはSTS-121に初めて搭載され、ミッション中に保管のためISSに移送された。ケーブルはシャトル計画の終了までISSに搭載されたままだった。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オービターの着陸地点として最も有力なのは、カリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地だった。[ 11 ]シャトル着陸支援に既に使われていたエドワーズ空軍基地は、機器を搭載した最初のミッションではRCOの着陸地点として最も有力だったが、ヴァンデンバーグは海岸に近く、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投棄できるため、後に最も有力な着陸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射場は、代替候補地として有力視されている。[ 12 ]着陸地点を決定する上で重要な考慮事項は、人口密集地から遠く離れた場所で高リスクの再突入を実施したいという希望である。 STS-121の飛行リソースブックと当時の飛行規則によれば、損傷したスペースシャトルは、もし分解したとしても、破片が南太平洋に落下するような軌道で再突入するとされていた。[ 2 ]
ソ連のブランシャトルも、乗員なしで初飛行の全行程を遠隔操作で行いました。着陸は機内の自動システムによって行われました。[ 13 ]
2011年3月現在、ボーイングX-37延長型ロボット宇宙機は、自律的な軌道飛行、再突入、着陸を実証している。[ 14 ] [ 15 ] X-37は当初、スペースシャトルのペイロードベイからの打ち上げを想定していたが、コロンビア号の事故後、アトラスVロケットで覆いをかけた状態で打ち上げられた。
LONミッションが必要だった場合、以下のようなタイムラインが作成されただろう。
STS-400は、スペースシャトル・アトランティス号でハッブル宇宙望遠鏡の最終修理ミッション（HST SM-4）であるSTS-125中に重大な問題が発生した場合に、スペースシャトル・エンデバー号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 ]
ISSに比べてHSTの軌道傾斜角がはるかに小さいため、シャトル乗組員は国際宇宙ステーションを「安全な避難場所」として使用できず、NASAは後日別のシャトルで乗組員を回収するという通常の計画に従うことができなかったでしょう。[ 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と同様に、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立てました。[ 19 ] [ 21 ] [ 22 ]救助ミッションは、招集からわずか3日後、STS-125の打ち上げから7日後に開始される予定でした。アトランティスの乗組員は打ち上げ後約3週間分の消耗品しか持っていなかったためです。[ 18 ]
このミッションは、STS-125シャトルが発射台39Aに搬出された2週間後の2008年9月に、発射台39Bに初めて搬出され、2機のシャトルが同時に発射台にあるという珍しい状況が生まれた。[ 19 ]しかし、2008年10月、STS-125は遅延し、VABに戻された。
当初、STS-125 は 2009 年 2 月より前には実施されない予定に変更されました。これにより、STS-400 の機体はエンデバーからディスカバリーに変更されました。エンデバーからディスカバリーへの変更により、ミッションは STS-401 に再指定されました。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 が先に飛行できるようになりました。これにより、救出ミッションはエンデバーに戻り、STS-400 の指定が復活しました。[ 20 ] 2009 年 1 月、NASA は、当時 2009 年 9 月の期間に LC-39B から打ち上げられる予定だったアレス IXのさらなる遅延を避けるため、両方の打ち上げを 39A コンプレックスから実施することを検討していると発表しました。 [ 20 ] 2008 年 10 月の STS-125 ミッションの後、発射台 39B はアレス IXロケット用のコンステレーション計画で使用するために改修される予定でした。 [ 20 ] NASA ミッション管理チームのメンバー数名は当時 (2009 年)、単一パッド運用も可能だと述べていましたが、両方のパッドを使用することが決定されました。[ 18 ] [ 19 ]
3つの異なるミッション計画が評価されました。1つ目は、シャトル同士のドッキングを使用するもので、救助シャトルが損傷したシャトルに対して逆さまかつ後方に飛行することで、損傷したシャトルにドッキングします。[ 22 ]どちらかのオービターの前部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した。評価された2番目のオプションは、救助オービターが損傷したオービターとランデブーし、リモートマニピュレーターシステム（RMS）を使用して損傷したオービターから乗員を移送しながら、ステーションキーピングを行うというものです。このミッション計画では、燃料消費量が多くなります。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す。[ 23 ]その後、救助オービターは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良くなります。[ 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だった。救助オービターは、そのRMSを使用して、損傷したオービターのRMSの端をつかむことになっていた。[ 17 ] [ 24 ]
エンデバーは直近のミッション（STS-123）の後、定期メンテナンスのためオービター処理施設に運ばれた。メンテナンス後、エンデバーはSTS-326の待機状態となり、 STS-124が安全に地球に帰還できない場合に備えて飛行する予定だった。固体ロケットブースター（SRB）の積み重ねは2008年7月11日に始まった。1か月後、外部燃料タンクがKSCに到着し、2008年8月29日にSRBと結合された。エンデバーは2008年9月12日に積み重ねられたロケットに加わり、1週間後に39B発射台に移動された。
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日に発射台39Aに移動した。STS-125の打ち上げ時になると、アトランティスは発射台39Aに移動した。[ 20 ]
このミッションには、通常飛行2日目に行われる拡張耐熱シールド検査は含まれていなかった。[ 17 ] [ 19 ]代わりに、乗組員が救出された後に検査が行われた。[ 17 ] [ 19 ]飛行2日目には、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リングを行った。[ 17 ] [ 23 ]飛行3日目には、最初の船外活動が行われた。[ 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・フューステル、ジョン・グランスフェルドは、エアロック1-Cと1-Aの間にテザーを設置した。[ 18 ] [ 19 ]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、彼らはエンデバー号の気圧を回復し、2日目の飛行活動を終了した。[ 17 ]
最後の 2 回の船外活動は、飛行 3 日目に計画されていました。[ 17 ] [ 19 ]最初の船外活動では、グランスフェルドは、グレゴリー・ジョンソンとマイケル・マッシミーノが EMU をアトランティスに移送するのを手伝うために、エンデバーの減圧を行う予定でした。その後、彼とジョンソンはエンデバーの加圧を再開し、マッシミーノはアトランティスに戻る予定でした。[ 17 ]最後の船外活動では、彼とスコット・アルトマン、マイケル・グッドが残りの機器と自分たちをエンデバーに運ぶ予定でした。彼らは RMS システムが誤作動した場合に備えて待機していました。[ 24 ]損傷したオービターは、地上からの指令を受けて、ハワイの北の太平洋上空で軌道離脱と着陸手順を実行する予定でした。[ 18 ] [ 19 ]飛行 5 日目には、エンデバーは耐熱シールドの完全な検査を受け、飛行 8 日目に着陸する予定でした。[ 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告げるものであったかもしれない。なぜなら、残りのオービターがディスカバリーとエンデバーの2機だけになった状態で計画を継続できる可能性は低いと考えられているからである。[ 25 ]
2009年5月21日木曜日、NASAはエンデバーを救助ミッションから正式に解放し、オービターはSTS-127の準備を開始できるようになった。これにより、NASAはLC-39Bを今後のアレスIX打ち上げに向けて準備し続けることができた。休止期間中に、NASAはアトラスVやデルタIVの発射台にあるものと同様の新しい雷保護システムを設置し、より新しく背の高いアレスIロケットを落雷から保護した。[ 26 ] [ 27 ]
STS-134はシャトル計画の最後の予定飛行でした。これ以降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としてSTS-335が開発されました。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ペアにする予定でした。[ 28 ]次のミッションがないため、STS-335にはステーションを補充するための物資を満載した多目的補給モジュールも搭載される予定でした。 [ 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、その後の歳出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、最後の緊急打ち上げミッションであるSTS-335を運用ミッション（STS-135）に変更した。[ 33 ] 2011年2月13日、プログラムマネージャーは継続決議により、STS-135は資金状況に関わらず「実施される」と職員に伝えた。[ 34 ]最終的に、2011年4月中旬に承認された米国政府予算では、 スペースシャトルと宇宙ステーション計画を含むNASAの宇宙運用部門に55億ドルが要求された。NASAによると、2011年9月30日までの予算により、STS-135ミッションの資金調達に関する懸念はすべて解消された。[ 35 ]
STS-134の成功により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、アトランティスがLC-39Aに近づくにつれてSTS-135の打ち上げ準備が続けられた。[ 36 ]
STS-135ミッションでは、救助ミッションに利用できるスペースシャトルがなかった。そのため、国際宇宙ステーションに残る4人の乗組員が、その後1年間かけてソユーズ宇宙船で一人ずつ帰還するという別の救助計画が立てられた。しかし、この計画は実行に移されることはなかった。
この構造は、自動、手動、地上管制複合体（GBCC）からの指令による、オービターの3つの可能な制御モードを考慮して構築されています。
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