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| メーカー | スペースX | ||
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| 原産国 | アメリカ合衆国 | ||
| オペレーター | スペースX | ||
| アプリケーション | ISS ロジスティクス | ||
| 仕様 | |||
| 乾燥質量 | 4,201 kg (9,262 ポンド) [1] | ||
| 積載量 |
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| 乗員定員 | 0 | ||
| 音量 |
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| 寸法 | |||
| 長さ | 6.1メートル（20フィート）[1] | ||
| 直径 | 3.7メートル（12フィート）[1] | ||
| 生産 | |||
| 状態 | 引退 | ||
| 構築済み | 14 | ||
| 引退 | 13 | ||
| 失った | 1 | ||
| 初打ち上げ |
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| 最後の打ち上げ | 2020年3月7日 | ||
| 関連宇宙船 | |||
| デリバティブ | |||
| スラスターの詳細 | |||
| 搭載 | 18 ×ドラコ | ||
| 推進剤 | N 2 O 4 / CH 6 N 2 [6] | ||
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SpaceX Dragon 1は、アメリカの民間宇宙輸送会社SpaceXが開発した、部分的に再利用可能な貨物宇宙船14機のクラスです。この宇宙船は2010年から2020年の間に23回のミッションを遂行しました。Dragonは、国際宇宙ステーション（ISS）への補給のため、同社のFalcon 9ロケットによって軌道上に打ち上げられました。その後、有人バージョンと貨物バージョンの両方を持つ Dragon 2宇宙船が後継機となりました。
2010年12月の初飛行で、ドラゴンは軌道上から回収された初の商業的に製造・運用される宇宙船となった。2012年5月25日、ドラゴンはISSとのランデブーと接続に成功した初の商業宇宙船となった。 [7] [8] [9]スペースXはNASAの商業補給サービスプログラムの下でISSへの貨物輸送を契約し、ドラゴンは2012年10月に定期貨物飛行を開始した。[10] [11] [12] [13]ドラゴン宇宙船とノースロップ・グラマンのシグナスにより、NASAは国内の商業航空および航空産業とのパートナーシップの強化を目指した。[14]
2017年6月3日、C106カプセルは、2014年9月のCRS-4ミッションで飛行した部品から大部分が組み立てられ、改修された後、 CRS-11で初めて再打ち上げられました。[15]
ドラゴン1宇宙船の最後の飛行は、国際宇宙ステーション（ISS）への貨物補給ミッション（ CRS-20 ）で2020年3月7日（UTC）に打ち上げられました。これは、スペースXの最初の商業補給サービス（CRS-1）契約の最後のミッションであり、ドラゴン1艦隊の引退を示しました。第2次商業補給サービス（CRS-2）プログラムに基づくISSへのさらなるスペースXの商業補給飛行では、ISSとの完全自動ドッキングが可能なドラゴン2宇宙船のカーゴドラゴン型が使用されています。[16]
歴史
スペースXは2004年後半にドラゴン宇宙船の開発を開始し、2006年に2009年に就航する計画を公表した。 [17]また2006年に、スペースXはアメリカ連邦宇宙機関NASAのためにドラゴンを国際宇宙ステーションへの商業補給サービスに使用する契約を獲得した。[18]
NASA ISS補給契約
商業軌道輸送サービス
2005年、NASAは、商業軌道輸送サービス（COTS）開発プログラムを通じて、退役間近だったスペースシャトルに代わる商業ISS補給貨物船の提案を募集した。ドラゴン宇宙カプセルは、2006年3月にNASAに提出されたSpaceXの提案の一部であった。SpaceXのCOTS提案は、ISSのカナダアーム2を製造したカナダ企業であるMDロボティクスも含まれるチームの一部として発行された。
2006年8月18日、NASAは、スペースXがキスラー・エアロスペースとともにISSの貨物打ち上げサービスの開発に選ばれたと発表した。[18]当初の計画では、スペースXのドラゴン宇宙船のデモ飛行を2008年から2010年の間に3回実施することになっていた。[19] [20]スペースXとキスラーは、NASAのすべてのマイルストーンを達成した場合、それぞれ最大2億7800万ドルと2億700万ドルを受け取ることになっていたが、 [20]キスラーは義務を果たせず、2007年に契約は終了した。 [21] NASAは後にキスラーの契約をオービタル・サイエンシズ・コーポレーションに再授与した。[21] [22]
商業補給サービスフェーズ1
2008年12月23日、NASAはSpaceX社と16億ドルの商業補給サービス（CRS-1）契約を締結したが、契約オプションにより契約額は最大31億ドルにまで増加する可能性があった。[23]この契約では12回の飛行が要求されており、ISSに輸送される貨物の総量は最低2万キログラム（44,000ポンド）であった。[23]
2009年2月23日、スペースXは、同社が選定したフェノール含浸カーボンアブレータ熱シールド材料PICA-Xが、ドラゴンの初打ち上げに備えて熱応力試験に合格したと発表した。[24] [25]ドラゴン宇宙船の主要な近接操作センサーであるDragonEyeは、2009年初頭のSTS-127ミッション中にテストされ、スペースシャトルエンデバーのドッキングポート近くに取り付けられ、シャトルが国際宇宙ステーションに接近する際に使用された。DragonEyeのLIDARおよびサーモグラフィー（熱画像）機能は、両方とも正常にテストされた。[26] [27] COTS UHF通信ユニット（CUCU）および乗組員コマンドパネル（CCP）は、2009年後半のSTS-129ミッション中にISSに配達された。 [28] CUCUはISSがドラゴンと通信することを可能にし、CCPはISSの乗組員がドラゴンに基本的なコマンドを発行することを可能にする。[28] 2009年夏、スペースXは、宇宙船を使用する乗組員の準備として、元NASA宇宙飛行士のケン・バウワーソックスを新しい宇宙飛行士安全およびミッション保証部門の副社長として雇いました。 [29]
NASA CRS契約の条件として、スペースXはすべてのドラゴンシステムの軌道放射線環境と、宇宙船が誤った放射線イベントにどのように反応するかを分析しました。その分析とドラゴンの設計（各コンピュータプロセッサの個別の放射線耐性ではなく、全体的なフォールトトレランス 三重冗長 コンピュータアーキテクチャを使用）は、貨物飛行用にNASAによって承認される前に独立した専門家によってレビューされました。[30]
2015年3月、SpaceXが商業補給サービスフェーズ1の下で追加の3つのミッションを受注したことが発表されました。[31]これらの追加ミッションは、 SpaceX CRS-13、SpaceX CRS-14、およびSpaceX CRS-15であり、2017年の貨物需要をカバーするものです。2016年2月24日、SpaceNewsは、SpaceXが商業補給サービスフェーズ1の下でさらに5つのミッションを受注したことを明らかにしました。 [32]この追加のミッションのうち、 SpaceX CRS-16とSpaceX CRS-17は2017会計年度に予定されており、SpaceX CRS-18、SpaceX CRS-19、およびSpaceX CRS-20は2018会計年度に予定されていました。
商業補給サービスフェーズ2
商業補給サービス2（CRS-2）の契約定義および募集期間は2014年に開始されました。2016年1月、NASAはSpaceX、Orbital ATK、Sierra Nevada Corporationに、それぞれ最低6回の打ち上げを行う契約を授与しました。ミッションは少なくとも2024年まで計画されています。すべての契約の最大潜在価値は140億米ドルと発表されましたが、最小要件はそれよりかなり低くなります。[33]それ以上の財務情報は開示されていません。
CRS-2の打ち上げは2019年後半に開始されました。
デモ飛行
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ファルコン9の初飛行は民間機として2010年6月に行われ、ドラゴンカプセルの簡素化されたバージョンが打ち上げられた。このドラゴン宇宙船認定ユニットは当初、カプセルのいくつかのシステムを検証するための地上テストベッドとして使用されていた。飛行中、ユニットの主な任務は上昇中に収集された空気力学的データを中継することだった。[34] [35]再突入に耐えられるように設計されておらず、実際に耐えることができなかった。
NASAはSpaceXと3回の試験飛行を契約したが、後にその数を2回に減らした。最初のドラゴン宇宙船は、2010年12月8日にNASAと契約したCOTSデモフライト1として最初のミッションで打ち上げられ、地球の大気圏への再突入後に無事回収された。このミッションは、ファルコン9ロケットの2回目の飛行でもあった。[36]ドラゴンアイセンサーは、さらなる軌道上テストのため、2011年2月にSTS-133で再飛行した。 [37] 2010年11月、連邦航空局（FAA）はドラゴンカプセルの再突入ライセンスを発行したが、これは商用機に与えられた初のライセンスであった。[38]
2回目のドラゴン飛行もNASAとデモミッションとして契約され、2012年5月22日に無事に打ち上げられた。これは、COTS 2と3のミッション目標を単一のファルコン9/ドラゴン飛行に統合するというNASAの提案を承認した後のことで、COTS 2+と改名された。[5] [39]ドラゴンは、ナビゲーションシステムと中止手順の軌道テストを実施した後、ISSのカナダアーム2によって掴まれ、2012年5月25日にステーションに正常に結合して貨物を降ろした。[7] [40] [41] [42] [43]ドラゴンは2012年5月31日に地球に戻り、予定通り太平洋に着陸し、再び無事に回収された。[44] [45]
2012年8月23日、NASAのチャールズ・ボールデン長官は、スペースXがCOTS契約に基づく必要なマイルストーンをすべて完了し、ISSへの運用補給ミッションを開始することを承認されたと発表した。[46]
軌道から研究材料を帰還
ドラゴン宇宙船は、ISSから3,500キログラム（7,700ポンド）の貨物（すべて加圧されていない廃棄質量）、または最大3,000キログラム（6,600ポンド）の加圧貨物を地球に帰還させることができ、 [2]現在、大量の貨物を地球に帰還させることができる唯一の宇宙船です。ロシアのソユーズ宇宙船を除けば、ドラゴンは現在運用中の宇宙船の中で、再突入に耐えられるように設計された唯一の宇宙船です。ドラゴンは着水からわずか48時間で研究者に重要な物質を帰還させることができるため、より洗練された機器を使用して地上で後に分析するための物質をISSで生産できる新しい実験の可能性が開かれます。たとえば、CRS-12は軌道上で時間を過ごしたマウスを帰還させました。これは、微小重力が脳と目の両方の血管にどのように影響するか、また関節炎がどのように発症するかを判断するのに役立つでしょう。 [47]
運用飛行
ドラゴンは2012年10月8日に最初の運用CRS飛行で打ち上げられ、 [10] 2012年10月28日にミッションを無事完了した。[48] NASAは当初SpaceXと12の運用ミッションの契約を結び、後にCRS契約をさらに8回の飛行で延長し、2019年までに合計20回の打ち上げとなった。2016年には、 CRS-2契約に基づく6つの新しいミッションがSpaceXに割り当てられ、これらのミッションは2020年から2024年の間に打ち上げられる予定である。
以前飛行したカプセルの再利用
SpaceXの11回目のCRSミッションであるCRS-11は、2017年6月3日にケネディ宇宙センター LC-39Aから打ち上げられ、同発射台から打ち上げられた100回目のミッションとなった。このミッションは、以前に飛行したドラゴンカプセルを再飛行させた初めてのミッションであった。このミッションでは、中性子星内部組成探査機（NICER）[50]を含む2,708キログラム[49]の貨物を国際宇宙ステーションに届けた。ファルコン9ロケットの第1段は、着陸ゾーン1に正常に着陸した。このミッションでは、2014年9月にCRS-4ミッションで飛行したシリアルナンバーC106の改修されたドラゴンカプセル[51]が初めて打ち上げられ、 [52]再利用された宇宙船がISSに到着したのは2011年以来初めてであった。[53]ジェミニSC-2カプセルは再利用された唯一のカプセルですが、1966年に弾道飛行で再飛行されました。
スペースXの12回目のCRSミッションであるCRS-12は、2017年8月14日にケネディ宇宙センターLC-39Aからファルコン9の最初の「ブロック4」バージョンで最初の試みで打ち上げられました。このミッションでは、2,349キログラム（5,179ポンド）の加圧質量と961キログラム（2,119ポンド）の非加圧質量を運びました。この飛行で明らかにされた外部ペイロードはCREAM宇宙線検出器でした。これは新しく建造されたドラゴンカプセルの最後の飛行であり、その後のミッションでは改修された宇宙船が使用されました。[54]
スペースXの13回目のCRSミッションであるCRS-13は、以前に飛行したドラゴンカプセルの2回目の使用であったが、再利用された第1段ブースターと一致したのは初めてであった。2017年12月15日、ケープカナベラル空軍基地の スペースローンチコンプレックス40から最初の試みで正常に打ち上げられた。これは、 AMOS-6パッドの異常以来、SLC-40からの初の打ち上げであった。ブースターは、以前に飛行したCRS-11ミッションのコアであった。このミッションでは、1,560キログラム（3,440ポンド）の加圧質量と645キログラム（1,422ポンド）の非加圧質量を運んだ。2018年1月13日に軌道から帰還して着水し、複数回軌道に再飛行した最初の宇宙カプセルとなった。 [55]
SpaceXの14回目のCRSミッションであるCRS-14は、以前に飛行したドラゴンカプセルの3回目の再利用でした。2018年4月2日にケープカナベラル空軍基地 SLC-40から無事に打ち上げられました。2018年4月4日にISSに無事に結合し、貨物と科学実験を地球に帰還させるまで1か月間結合したままでした。
CRS-15、CRS-16、CRS-17、CRS-18、CRS-19、およびCRS-20は、いずれも以前に飛行したカプセルで飛行しました。
有人開発プログラム
2006年、イーロン・マスクは、スペースXが「徹底的にテストされた30人1日の生命維持システムを含むプロトタイプの飛行クルーカプセル」を製造したと述べた。[17]打ち上げ脱出システムの動作のビデオシミュレーションは、2011年1月に公開されました。[56]マスクは2010年に、有人ドラゴンとファルコン9の開発コストは8億ドルから10億ドルの間になると述べた。[57] 2009年と2010年に、マスクはドラゴンの有人バージョンの計画が進行中であり、完成まで2年から3年のタイムラインがあると数回示唆した。[58] [59]スペースXは、CCDevの第3フェーズであるCCiCapに入札した。[60] [61]これは、スペースXドラゴン2のクルードラゴンバージョンに進化しました。
開発資金
2014年、スペースXはファルコン9ロケットとドラゴンカプセルの両方の開発費用の合計を発表しました。NASAは3億9,600万ドルを提供し、スペースXは両方の開発に4億5,000万ドル以上を提供しました。[62]
生産
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2010年12月、スペースXの生産ラインは3ヶ月ごとに1機の新型ドラゴン宇宙船とファルコン9ロケットを製造していると報じられた。イーロン・マスクは2010年のインタビューで、2012年までに生産量を6週間に1機に増やす計画だと述べた。 [63]宇宙船の製造には、重量を減らし構造強度を高めるために 複合材料が広く使用されている。[64]
2013年9月までに、スペースXの製造スペースは合計で約100万平方フィート（93,000 m 2 ）に拡大し、工場にはさまざまな製造段階にあるドラゴンが6機あった。スペースXは、次のNASA商業補給サービス（CRS-1）ミッションドラゴン4機（ CRS-3、CRS-4、CRS-5、CRS-6 ）と落下試験ドラゴン、商業乗組員プログラム用のパッドアボートドラゴン溶接物を含む6機の写真を公開した。[65]
デザイン
ドラゴン宇宙船は、ノーズコーンキャップ、従来の鈍角円錐の弾道カプセル、および2つの太陽電池パネルを備えた非加圧貨物運搬トランクで構成されています。[66]カプセルは、NASAのフェノール含浸カーボンアブレーター（PICA）材料の独自の派生型をベースにしたPICA-X熱シールドを使用しており、月や火星のミッションからの高い帰還速度でも、地球の 大気圏突入中にカプセルを保護するように設計されています。 [67] [68] [69]ドラゴンカプセルは再利用可能で、複数のミッションを飛行できます。[66]トランクは回収できません。再突入前にカプセルから分離し、地球の大気圏で燃え尽きます。[70]宇宙船のソーラーパネルを搭載し、ISSへの非加圧貨物の輸送を可能にするトランクセクションは、 SpaceX CRS-2ミッションで初めて貨物用に使用されました。
宇宙船はファルコン9ブースターで打ち上げられる。[71]ドラゴンカプセルには18個のドラコスラスタが搭載されている。[68]最初の貨物飛行と乗組員飛行では、ドラゴンカプセルは太平洋に着陸し、船で海岸に戻る予定。[72]
ISSドラゴン貨物飛行では、ISSのカナダアーム2が飛行解放可能グラップル固定具を掴み、共通結合機構（CBM）を使用してドラゴンをステーションの米国軌道セグメントに結合する。[73] CRSドラゴンには、宇宙飛行士が呼吸できる大気を維持するための独立した手段はなく、代わりにISSからの新鮮な空気を循環させる。[74]通常のミッションでは、ドラゴンは約30日間ISSに結合したままになる予定である。[75]
ドラゴンカプセルは3,310キログラム（7,300ポンド）の貨物を輸送でき、すべて加圧、すべて非加圧、またはその組み合わせにすることができます。3,310キログラム（7,300ポンド）の貨物を地球に帰還させることができますが、これはすべて非加圧廃棄質量であるか、パラシュート制限により最大3,310キログラム（7,300ポンド）の帰還加圧貨物である可能性があります。トランクの非加圧貨物は14立方メートル（490立方フィート）、加圧貨物（上または下）は11.2立方メートル（400立方フィート）という容積制限があります。[76]トランクは2013年3月のドラゴンのCRS-2ミッションで初めて運用されました。[77]その太陽電池アレイは4kWのピーク電力を生成します。[6]
2014年3月のスペースX CRS-3ミッションのISSへの5回目のドラゴン飛行から設計が変更されました。ドラゴンの外側のモールドラインは変更されていませんが、航空電子機器と貨物ラックは、重要な科学ペイロードを輸送するためのGLACIER冷凍モジュールとMERLIN冷凍モジュールを含む動力付き貨物装置に大幅に多くの電力を供給できるように再設計されました。[78]
派生品と派生品
ドラゴンラボ
スペースXは、ドラゴン宇宙船をドラゴンラボと呼ばれる自由飛行構成で飛行させる計画でした。[66]そのサブシステムには、推進、電力、熱および環境制御（ECLSS）、航空電子機器、通信、熱保護、飛行ソフトウェア、誘導および航法システム、および突入、降下、着陸、回収装置が含まれます。[4]打ち上げ時の総アップマスは6,000キログラム（13,000ポンド）、地球への帰還時の最大ダウンマスは3,000キログラム（6,600ポンド）です。[4] 2014年11月、スペースXの打ち上げマニフェストには2つのドラゴンラボミッションが記載されていました。1つは2016年、もう1つは2018年です。[79]しかし、これらのミッションは2017年初頭にマニフェストから削除され、スペースXの公式声明はありませんでした。[80]アメリカのバイオ衛星はかつて同様の無人ペイロード配送機能を果たしており、ロシアのビオン衛星は現在もその役割を続けている。
車両リスト
ミッション一覧
打ち上げ日はUTCで記載されています。
仕様
ドラゴンラボ
以下の仕様は、SpaceXがNASA以外、ISS以外での商業飛行用に公開した改修済みのドラゴンカプセルのもので、SpaceXのマニフェストには「DragonLab」フライトとして記載されている。NASAと契約したドラゴンカーゴの仕様は、2009年のDragonLabデータシートには含まれていなかった。[4]
圧力容器
- 10立方メートル（350立方フィート）の内部加圧、環境制御、積載量。[4]
- 機内環境：10～46℃（50～115℉）、相対湿度25～75％、気圧13.9～14.9psia（958.4～1027hPa ）。 [ 4]
非加圧センサーベイ（回収可能なペイロード）
- 0.1 立方メートル (3.5 立方フィート) の非加圧ペイロード容量。
- センサーベイのハッチは軌道投入後に開き、宇宙環境にセンサーが完全にアクセスできるようにし、地球の大気圏に再突入する前に閉じます。[4]
非加圧トランク（回収不可）
- 圧力容器の熱シールドの後ろにある2.3メートル（7フィート7インチ）のトランクには14立方メートル（490立方フィート）の積載容量があり、オプションでトランクを全長4.3メートル（14フィート）まで延長すると、積載容量は34立方メートル（1,200立方フィート）に増加します。[4]
- 直径3.5メートル（11フィート）までのセンサーと宇宙開口部をサポートします。[4]
電力、通信、指揮システム
- 電力:平均1500ワット、ピーク4000ワットを28Vと120V DCで供給するツインソーラーパネル。 [ 4]
- 宇宙船通信: 商用標準RS-422および軍事標準 1553シリアル I/O、さらにIPアドレス指定可能な標準ペイロード サービス用のイーサネット通信。
- コマンドアップリンク: 300 kbit/s。[4]
- テレメトリ/データダウンリンク：300Mbit/s標準、フォールトトレラント Sバンドテレメトリおよびビデオ送信機。[4]
放射線耐性
ドラゴンは、フライトコンピュータを構成する電子ハードウェアとソフトウェアに「放射線耐性」設計を採用している。このシステムでは、3組のコンピュータを使用し、それぞれが常に他のコンピュータをチェックすることで、フォールトトレラント設計を実現している。放射線による混乱やソフトエラーが発生した場合、コンピュータのペアの1つがソフトリブートを実行する。[30] フライトコンピュータを含め、ドラゴンは18の3重冗長処理装置を採用しており、合計54のプロセッサを備えている。[30]
参照
ウィキメディア・コモンズには、 SpaceX Dragonに関連するメディアがあります。
類似車両
貨物
- 自動移送機 – 欧州宇宙機関が開発した無人貨物宇宙船
- シグナス – オービタル・サイエンシズが開発した無人貨物宇宙船
- ドリームチェイサー – 米国の再利用可能な自動貨物リフティングボディスペースプレーン
- H-II Transfer Vehicle – JAXAが開発した無人貨物宇宙船
- 進歩 – ロシアの使い捨て貨物宇宙船
- ソユーズGVK – 計画中の再利用可能な貨物宇宙船
- アルゴ（ロシアの宇宙船） – ロシアの宇宙船
クルー
- ボーイング スターライナー – 部分的に再利用可能な乗員カプセルのクラス
- オレル – 再利用可能な有人宇宙船の計画
- ドラゴンクルー – 2020年代クラスの部分的に再利用可能な宇宙船
参考文献
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外部リンク
- SpaceXの公式サイト
- SpaceXとNASAのCCDev2契約
- SpaceX CCDev2 隔月進捗レポート
- ドラゴンの貨物輸送、ISS へ (COTS 2 ハイライト映像)
- ドラゴンのISSへの乗組員輸送（CGレンダリング）
- 「SpaceX、新型ドラゴン宇宙カプセルを公開」。Slate 2014年5月30日。