NASA X-38

X-38
X-38、車両132
一般情報
タイプ	乗組員帰還車両
デザイナー	NASA、ESA、DLR、ダッソー・アビエーション
構築者	スケールドコンポジット（プロトタイプ）
状態	2002年4月29日キャンセル
主なユーザー	米航空宇宙局（NASA） 欧州宇宙機関
建造数	大気圏プロトタイプ 2 機、 軌道上プロトタイプ 1 機 (90 % 完成)
歴史
初飛行	1999
開発元	マーティン・マリエッタ X-24

X -38は、国際宇宙ステーション（ISS）への緊急乗組員帰還機（CRV）の可能性を研究するためにNASAによって設計された実験的な再突入機です。1995年から2002年のプログラムでは、フランスのアリアン5ロケットで打ち上げられる可能性のある米国と国際共同の有人宇宙船など、他の用途に改造できる乗組員帰還機の設計コンセプトも開発されました。^[1]

このプログラムでは、最終的に、提案された乗員帰還機の試験用プロトタイプ飛行実証機を合計3機開発し、それぞれが前身機に段階的な改良を加えた。3機とも、落下試験に使用された無翼の揚力体機であった。X-38プログラムは、予算削減のため2002年に中止された。^[2]

乗組員はスペースシャトルで ISS に運ばれるため、ISS の乗組員の最大人数は乗組員の救助能力によって決まります。予期せぬ緊急事態が発生した場合に乗組員が地球に帰還できることが不可欠であるため、ISS プログラムのリーダーは当初、最大 7 人の乗組員を収容できる乗組員帰還船を計画しました。これにより、7 人の宇宙飛行士全員が ISS で生活し、働くことができるようになります。

ISS軌道上建設の初期段階では、乗組員は3人に制限されており、これはいつでもISSにドッキングできるロシアのソユーズTMA機1機に対応していました。2009年5月後半には、合計2機のソユーズ機を同時にドッキングできる規定が追加され、ISSの乗組員は6人に増加しました。NASAは長年にわたり、さまざまな詳細レベルで複数の乗組員帰還機を設計してきました。^[3]

X-38コンセプトの小規模な社内開発研究は、1995年初頭にジョンソン宇宙センター（JSC）で開始されましたが、NASAは1992年にすでに国際宇宙ステーションからの乗組員帰還の必要性を促したいくつかの種類の緊急事態シナリオを認識していました。^[4]

1. 宇宙飛行士の重篤な病気や怪我
2. 宇宙ゴミによる火災や衝突
3. スペースシャトルが地上に留まり、生命維持に必要な物資を運べなくなった。

1996年初頭、カリフォルニア州モハベのスケールド・コンポジッツ社に、実物大の大気圏内試験機体3機の製造の契約が締結された。最初の機体は1996年9月にJSCに納入された。^[5]

Xプレーンとしては異例なことに、この計画には欧州宇宙機関とドイツ宇宙機関DLRが関与した。当初はX-35と呼ばれていた。計画マネージャはジョン・ムラトーレ、飛行試験技師は将来のNASA宇宙飛行士マイケル・E・フォッサムであった。

後にブルーオリジンの社長となるロブ・マイヤーソンもこのチームの初期メンバーだった。^[6]

X-38 の設計には、もともと1960 年代半ばのX-24プログラム中に米国空軍によって開発された無翼リフティング ボディの概念が採用されています。R. デール リードは 1955 年から 2000 年まで NASA に勤務し、リフティング ボディ プログラムの父とみなされています。彼はムラトーレ (1992 年から 1993 年) と会い、X-24A の設計を共有し、それを使って NASA に X-38 の概念を提示しました (Wingless Flight、第 9 章、186 ページから 188 ページ)。

X-38 プログラムでは、CRV 設計をテストするために無人のモックアップが使用されました。飛行モデルは、「Vehicle (車両)」を表す文字 V と数字で示されました。

• X-38 V-131
• X-38 V-132
• X-38 V-131-Rは、改良された砲弾で再加工されたV-131プロトタイプでした。
• X-38 V-201は、スペースシャトルで打ち上げられる軌道上の試作機でした。
• X-38 V-121、V-133、V-301も計画されていたが、結局製造されなかった。

X-38 V-131 と V-132 は、X-24Aの空力形状を共有していました。この形状は、クルー帰還機 (7 人の宇宙飛行士の乗組員) のニーズに合わせて拡大する必要があり、特に後部が厚くなったため再設計する必要がありました。

X-38 V-131-R は CRV の 80% のサイズ [長さ 24.5 フィート (7.5 メートル)、幅 11.6 フィート (3.5 メートル)、高さ 8.4 フィート (2.6 メートル)] で設計され、最終的に再設計された形状を特徴としていました (その後の 2 つのバージョンである V-133 と V-201 は CRV のサイズの 100% で計画されました)。80% スケール バージョンは 15,000 から 24,000 ポンドの重量で飛行しました。X-38 V-201 軌道プロトタイプは 90% 完成していましたが、飛行することはありませんでした。

落下試験では、V-131、V-132、V-131-RはB-52によって高度45,000フィート（13,700メートル）から投下され、遷音速に近い速度で滑空した後、ドローグパラシュートを展開して時速60マイル（97キロメートル）まで減速した。後の試作機は、史上最大の7,500平方フィート（700平方メートル）のパラフォイル翼の下で降下を続けた。^[ 7 ]^飛行制御は主に自律的で、地上のパイロットによってバックアップされた。

X-38 は、半永久的に ISS にドッキングされることが想定されていました。ミッション中に乗組員が病気になったり怪我をしたりした場合は、ハッチ付きのドッキング機構から救出機に乗り込みます。簡単な手順を実行すると、乗組員帰還機が自動的に乗組員を安全に地球まで運びます。ドッキング解除後、機体は軌道離脱推進システム (DPS) を使用して軌道離脱します。8 基のスラスタを備えた DPS は、宇宙船の姿勢を調整し、逆噴射して X-38 を減速させ、重力で地球の大気圏に引き戻します。DPS モジュールはエアロジェット社によって開発され、2002 年に V-201 用にジョンソン宇宙センターに納入されました。

DPS の投棄後、X-38 は軌道から滑空し、操縦可能なパラフォイルを使用して最終的な降下と着陸を行った。揚力体航空機は高速で飛行するため、着陸が困難になることがある。パラフォイルは機体の速度を落とし、着陸を容易にするために使用された。着陸装置は車輪ではなくスキッドで構成されていた。スキッドはソリのように機能し、機体は滑って地上で停止した。

X-38 の形状とサイズは、スペース シャトルとは異なっていました。クルー リターン ビークルは、シャトルのペイロード ベイに収まるはずでした。しかし、これは、小型になるという意味ではありません。X-38 の重量は 10,660 kg、長さは 9.1 メートルでした。9時間持続するバッテリーシステムは、電力と生命維持に使用されます。クルー リターン ビークルが必要な場合、地球に到達するのに 2 ～ 3 時間しかかかりません。

着陸に用いられるパラフォイルパラシュートは、米国陸軍が開発した技術から派生したものです。この巨大なパラフォイルは、最適なパフォーマンスを発揮するために 5 段階で展開します。X -38 の後部からはドラッグシュートが放出されます。このドラッグシュートは、機体を安定させ、減速させるために使われます。次に、パラフォイル (面積 687 平方メートル) が放出されます。パラフォイルは 5 段階で開きます (ステージングと呼ばれるプロセス)。ステージング プロセスには 45 秒しかかかりませんが、パラフォイルの展開を成功させるために重要です。ステージングにより、高速の風でパラフォイルが破れるのを防ぎます。

宇宙船の着陸は完全に自動化される予定でした。ミッションコントロールは、搭載されたコンピュータシステムに座標を送信します。このシステムは、風速センサーと全地球測位システム（衛星ベースの座標システム）も使用して、安全な帰還を調整します。クルー帰還機は医療上の緊急事態を考慮して設計されていたため、乗組員が行動不能または負傷した場合に、自動的に帰還経路を見つけることができるのは当然のことでした。必要に応じて、乗組員はバックアップシステムに切り替えて、宇宙船を操作することができます。さらに、乗組員のキャビンには、宇宙船から脱出できるように設計された 7つの高高度低開傘（ HALO ）パラシュートパックが含まれていました。

X-38 用に高度ドッキング・バーシング・システム (ADBS) が設計され、その作業は後にジョンソン宇宙センターがコンステレーション計画で計画された宇宙船用に作成した低衝撃ドッキング・システムにつながりました。

X-38 機は、X-35 (ただし、この名称は、ロッキード マーティンの統合打撃戦闘機プログラムへの参加にすでに米空軍によって割り当てられていた) や X-CRV (実験的 - 乗員帰還機) としても知られていました。

1990年代後半から2000年代前半にかけての開発と建設中、ISSプログラムは深刻なコスト超過に悩まされた。コストを抑制するために、国際宇宙ステーション管理およびコスト評価（IMCE）タスクフォースが設立された。タスクフォースは、「米国コアコンプリート」と呼ばれる新しい概念を導入した。これは、米国が国際パートナーの管理メンバーとしての役割を維持しながら、以前に合意されたISSへの米国の貢献を一方的に削減するというものである。コアコンプリート（当初計画されていた「ステーションコンプリート」とは対照的）では、国際パートナーとの交渉なしに、ISSの設計から米国居住モジュール、米国CRV、およびノー​​ド3が削除された。ジョージ・W・ブッシュ大統領によって任命されたNASA長官ショーン・オキーフは、2001年12月に、コアコンプリートの実装を含め、IMCEの勧告に従うつもりであると述べた。 X-38プロジェクトの中止は、IMCEの勧告に従ったコスト削減策として 2002年4月29日に発表された^{[2] 。}

当時、X-38 の開発作業の大部分が完了していたため、コア コンプリートのコンセプトは多くの専門家から厳しく批判された。中止された時点で、プロトタイプの宇宙船は約 90% 完成していた。^[要出典]

X-38 V-132は現在^{[いつ? ] NASAからネブラスカ州アッシュランドの}戦略航空宇宙博物館に永久貸与されています。^[要出典]

2015 年 10 月現在、^{[アップデート]}90% 完成した X-38 V-201 はジョンソン宇宙センターの建物 220 から移動され、現在はジョンソン宇宙センターの建物 49 の外に建設用ウェビングで包まれて設置されています。^{[引用が必要]}

2024年1月現在^{[アップデート]}、X-38 V-131RはNASAからオレゴン州マクミンビルのエバーグリーン航空博物館に貸し出されている。^[要出典]

データ元: ^[8]

一般的な特徴

• 乗組員:宇宙飛行士7名
• 長さ: 30 フィート (9.1 m)
• 翼幅: 14 フィート 6 インチ (4.42 m)
• 高さ: 7 フィート 3 インチ (2.22 m)
• 自重: 23,500 ポンド (10,659 kg)
• 総重量: 25,000 ポンド (11,340 kg)

• 乗組員帰還車両
• 国際宇宙ステーション
• リフティングボディ
• パイオニア航空宇宙株式会社

関連開発

• マーティン・マリエッタ X-24
• HiMAT 遠隔操縦車両

同等の役割、構成、時代の航空機

• NASA M2-F1
• ノースロップ M2-F2
• ノースロップ M2-F3
• ノースロップ HL-10
• ミグ105
• 宇宙開発の夢を追いかける人

ウィキメディア・コモンズには、 NASA X-38に関連するメディアがあります。

• NASA ドライデン X-38 写真コレクション
• NASA ドライデン X-38 映画コレクション