NASA「アルテミス3号」は月面着陸せず、地球軌道で2つの着陸船とドッキングへ

NASAの次期有人ミッション「アルテミス3号（Artemis III）」は、月面着陸ではなく地球低軌道でのミッションに変更された。2027年後半に予定される同ミッションでは、4人の宇宙飛行士を乗せた「Orion（オリオン）」宇宙船が、SpaceXとBlue Originが開発する2つの着陸船のテスト機と連続してドッキングする前例のない試験に挑む。これにより、アルテミス計画における初の有人月面着陸は、早くとも2028年に予定される「アルテミス4号」へと持ち越されることになった。

■月面着陸を見送った理由と変更点

NASAの次期有人ミッションは月ではなく地球の軌道に向かう。そこで試みられるのは、有人宇宙飛行の歴史において実質的に前例のないミッションだ。2027年後半を目標とするアルテミス3号（Artemis III）は、4人の宇宙飛行士を乗せた「Orion（オリオン）」カプセルを高度約460キロメートル（286マイル）の円形の待機軌道に投入する。乗組員が月面に足を踏み入れる前に、OrionはSpaceXの「Starship」とBlue Originの「Blue Moon」着陸船のテスト機と連続してランデブーおよびドッキングを行う。アルテミス計画における初の有人月面着陸は、現在、早くとも2028年を目標とするアルテミス4号に割り当てられている。

この連続ドッキングミッションがいかに異例であるかは、過去の事例からもわかる。独自の乗組員を維持できる2つの別々の宇宙船とランデブーした最後の有人宇宙船は、1986年にサリュート7号とミール宇宙ステーションの両方を訪れた旧ソ連のソユーズT-15だった。アルテミス3号の二重ランデブー分析の概要によれば、アルテミス3号は3つの異なる発射台から3つのロケットを緊密な連続スケジュールで打ち上げ、それぞれ独自のドッキング形状、ソフトウェア、飛行制御アーキテクチャを持つ2つの独立して開発された民間宇宙船を使用してこれを実行する。

アルテミス3号の再構築は、ジャレッド・アイザックマン長官の下で、同ミッションを計画初の有人月面着陸の試みから地球低軌道（LEO）でのシステム統合飛行へと転換したNASAの2026年2月のプログラム発表に遡る。その理由は明確だった。Orionと民間着陸船との間のドッキングの動きが乗組員を乗せた状態で証明される前に有人月面着陸を試みることは、NASAが容認できないと判断するリスクの連鎖を生み出すというものだ。戦略国際問題研究所（CSIS）のアルテミスリスク評価が明らかにしているように、乗組員の救助が不可能な月軌道でのインターフェース障害の結果は、乗組員が地球に帰還できるLEOでの障害よりも断然深刻である。

地球低軌道でのミッションは、月遷移軌道よりも打ち上げの柔軟性が大幅に高いという利点もある。3つの機体すべてが1回の打ち上げで指定されたミッション高度に到達でき、月ミッションのプロファイルが提供するよりも多くの利用可能な打ち上げウィンドウと、打ち上げ延期からの優れた回復オプションを備えている。

NASAのアルテミスプログラムマネージャーであるジェレミー・パーソンズ氏は、NASAのアルテミス3号ミッション計画の中で、「これは地球軌道へのミッションであるが、アルテミス4号で月面着陸を成功させるための重要な足がかりとなる」と述べている。「アルテミス3号は、NASAがこれまで着手した中で最も複雑なミッションの1つだ」

■3つのロケット、1つの軌道：打ち上げシーケンスの仕組み

アルテミス3号のアーキテクチャの複雑さは、ドッキングが行われるずっと前から始まっている。世界で最も強力な3つのロケットが、フロリダの別々の発射台から緊密な連続スケジュールで打ち上げられ、それぞれが地球上の同じ待機軌道を目指さなければならない。

最初に打ち上げられるのはBlue Originだ。同社の「New Glenn」ロケットは、ケープカナベラル宇宙軍基地の第36発射施設（SLC-36）から、有人着陸船「Blue Moon Mark 2」のテスト機を搭載して打ち上げられる。Blue Moonのテスト機は最大30日間軌道上に留まることができ、Blue OriginとNASAは、アルテミス3号の乗組員を打ち上げる前に、着陸船の状態とシステムの機能を確認する時間を確保できる。

Blue Moonの軌道上でのチェックアウトが完了すると、NASAのスペース・ローンチ・システム（SLS）がケネディ宇宙センターの第39B発射施設（LC-39B）から打ち上げられ、Orionと4人の乗組員（ランディ・ブレスニク船長、ルカ・パルミターノ操縦士、フランク・ルビオおよびアンドレ・ダグラス両ミッションスペシャリスト。6月9日のNASAアルテミス3号乗組員発表で指名）を運ぶ。追跡宇宙船として機能するOrionは、Blue Moonとランデブーし、乗員キャビンの横にドッキングする。オレンジ色のOrion乗員生存スーツを着た2人の乗組員がハッチを開けてBlue Moonのテスト着陸船に入り、環境制御および生命維持システムを評価する。2022年の無人ミッション「アルテミス1号」で飛行した計器付きマネキンと同様の、宇宙服を着た質量シミュレーターがすでにBlue Moonに搭載されており、リアルタイムの環境データを提供する。

OrionとBlue Moonがドッキングを解除した後、SpaceXは、現在フロリダのスペースコーストに建設中の2つのStarshipタワーのいずれかから、Starshipバージョン3（V3）のテスト機を打ち上げる。その後、Orionは再び接近し、Starshipと機首同士でドッキングする。Blue Moonのフェーズとは異なり、アルテミス3号のミッション中、宇宙飛行士はStarship内には入らない。この構成の機体には、まだ乗組員がアクセスできるキャビンがないためだ。代わりに、乗組員はOrionカプセルの内側から、飛行力学、通信、およびOrionとStarshipのシステムの相互運用性を評価する。

■ソフトウェアの引き継ぎが重要視される理由

アルテミス3号のアーキテクチャにおいて技術的に最も斬新な要素は、NASAが7月15日に発表した際にはあまり注目されなかった詳細に隠されている。このミッションには、ドッキングフェーズごとに1つずつ、根本的に異なる2つのソフトウェア制御体制が含まれているのだ。

OrionがBlue Moonのテスト着陸船とドッキングすると、Orionの飛行コンピューターが統合された宇宙船スタック全体を制御する。その後、OrionがStarshipとドッキングすると、Starshipの搭載システムがドッキングされた機体の制御を引き継ぐ。CSISのアルテミスミッション分析によると、有人宇宙船の制御権限をミッション途中で1つの機体のソフトウェアからまったく別の機体のソフトウェアに移行することは、有人宇宙飛行の歴史において前例がないという。

この重要性は儀式的なものではなく、実用的なものだ。アルテミス4号で宇宙飛行士を月面に着陸させるためには、Orionと降下を行う着陸船のどちらも、それらの飛行ソフトウェアが単一の統合スタックとして動作し、コマンドを確実に交換し、機体の状況認識を失うことなく制御権限を移行できることを実証しなければならない。何かがうまくいかなかった場合に乗組員が地球に帰還できるLEOでその引き継ぎを練習することこそが、このミッションが存在する最大の理由である。

SpaceXのStarshipのドッキング機能は、2023年の地上テストで適格性が確認された。Blue Originは今年初め、与圧ドッキングシステムの開発地上テストを実施した。アルテミス3号は、高放射線、温度変化、微小重力という宇宙環境において、乗組員がその性能に依存する状態でどちらかのドッキングシステムが動作する初めての機会となる。

■Starshipの準備状況とBlue Originのスケジュールリスク

アルテミス3号のミッションアーキテクチャが詳細に定義された現在でも、重要な未解決の疑問は、SpaceXのStarshipが予定通りにミッションの2番目のドッキングフェーズを飛行する準備が整うかどうかである。Starship Flight 13のライブ打ち上げ中継によると、天候が許せば今晩午後6時45分（米国東部時間）に打ち上げられるとみられるスターベースからのStarship Flight 13のテストは、この疑問に直接関係している。水曜日の試みは熱帯暴風雨バーサによる天候のため中止された。

Flight 13は、バージョン3のStarship構成の2回目のテストとなる。5月22日の最初のV3飛行は、Super Heavyブースターが降下中にエンジン問題に見舞われ、計画された着水ではなくメキシコ湾に激突して終了したと報じられている。今晩の試みは、カウントダウンがゼロに達したものの複数のRaptor 3エンジンが点火に失敗した7月16日のエンジンアボートに続くものだ。SpaceXはその後、少なくとも2つのエンジンを交換し、再開前に追加の飛行前テストを確認したとされている。

この影響はアルテミス3号のスケジュールだけにとどまらない。NASAの推定によると、アルテミス4号が月に向けて出発する前に、タンカー版のStarshipが軌道上のアルテミス4号着陸船に極低温推進剤を移送するStarshipの燃料補給打ち上げが少なくとも15回必要になるという。その推進剤移送能力は、いかなる規模でもまだ飛行中に実証されていない。その意味で、アルテミス4号の月面着陸は、機能するStarshipから1ミッション離れているのではなく、15回以上の成功したタンカー打ち上げから離れていると言える。

Blue Originのアルテミス3号への道のりにも独自の不確実性が伴う。2026年5月28日、New Glennの発射台爆発により、発射台が巨大な火の玉に包まれ、重大な構造的損傷を引き起こした。負傷者は報告されていないが、この爆発により、アルテミス3号のBlue Moonテスト機を打ち上げる予定だったBlue Originのフロリダにある唯一の発射台が破壊された。

修理にどれくらいの時間がかかるかによって、一部のアナリストは当初、アルテミス3号が2028年にずれ込む可能性があると予測していた。Blue OriginのCEOであるデイブ・リンプ氏は、同社が2026年末までにNew Glennの飛行を再開する予定であると公に述べている。NASAのアイザックマン長官は7月20日のファーンボロー国際航空ショーで、同局がアルテミス3号の2027年のスケジュールを維持していることを確認したとロイターが報じている。

「プランAはNew Glennでの打ち上げであり、彼らにはそれを行うための1年の猶予がある」とアイザックマン氏は記者団に語った。2026年5月に発表されたCSISのクレイトン・スウォープ氏による独立した評価では、改訂されたアルテミスアーキテクチャは、どちらの民間着陸船もアルテミス3号のタイムラインで運用可能になるかどうかを完全には解決していないと指摘されている。また、NASAの監査官室は2026年の報告書で、有人着陸システムプログラムにおける進行中のスケジュールの遅れと軽減されていない乗組員の安全リスクにフラグを立てている。

■飛行ハードウェアの組み立てとリアルタイム映像の配信

アルテミス3号の飛行ハードウェアの組み立ては目に見えて進んでいる。ケネディ宇宙センターのロケット組立棟の技術者たちは、7月9日の左側後部アセンブリを皮切りに、SLS用の2つの固体ロケットブースターセグメントの積み重ねを7月に開始した。ニール・アームストロング・オペレーション・アンド・チェックアウト・ビルディング内のエンジニアは、7月中旬にOrion乗員モジュールの熱シールドの設置を完了した。アルテミス1号の熱シールドで観察された予期せぬ摩耗パターンを受けて設計の改善が組み込まれ、186個のAvcoatアブレーションブロックがそれぞれ個別に検査されたという。

7月22日、L3Harris Technologiesは、アルテミス3号のSLSコアステージに動力を供給する4基のRS-25メインエンジンをニューオーリンズのミシュー組立施設に納入したことを確認した。これらのエンジンは、スペースシャトル由来のRS-25がSLSミッションで飛行する最後の機会となる。アルテミス5号以降のすべての飛行では、新しく製造されたエンジンが使用される。

アルテミス3号の2つのドッキングシーケンスが計画通りに実行された場合、世界は宇宙での過去のどの船間ランデブーよりも高い忠実度でそれらを見ることになる。7月16日のNASAの発表により、NASAがOrionの外部に2つのSpaceX Starlinkミニレーザー端末を設置し、ミッション中の継続的な高解像度ビデオダウンリンクを可能にすることが確認された。

これらの端末は、SpaceXの衛星間レーザーメッシュを介して赤外線レーザー光を使用してデータを中継し、Orionがドッキングキャンペーンに必要な動的な軌道接近を通じて操縦している間でも、リアルタイムの4Kビデオをヒューストンのジョンソン宇宙センターにあるミッションコントロールにストリーミングできるようにする。従来の無線周波数中継衛星はより有利な配置を必要とするが、Starlinkメッシュはそれらの制約を回避してルーティングする。

この契約は、民間の中継サービスに対するNASAの以前の投資に基づいている。NASAの通信サービスプロジェクトは、40年前の独自の追跡データ中継衛星フリートからの移行に向けた幅広い戦略の一環として、米国の6社に合計約2億7,850万ドル（約456億円、1ドル=164円換算）を分配し、SpaceXは光リンクを介した高速データ配信の実証のために約6,995万ドル（約114億円）を受け取っている。

■アルテミス3号のアーキテクチャがミッション後も存続する理由

アルテミス3号が実行する軌道上テスト飛行は、それ自体が目的ではない。これは、その後のすべての有人月面ミッションが依存することになる「デュアルローンチキャンペーン」アーキテクチャの概念実証である。このモデルでは、民間着陸船は乗組員とは別に打ち上げられ、Orionを待つために月軌道に事前配置される。その後、着陸船は旅を生き延び、独自のシステムチェックアウトを完了し、Orionが到着したときにドッキングする準備ができていなければならない。これは、有人飛行の直接的な前例がないシーケンスである。

修理、救助、および中止のオプションがすべて存在するLEOでそのシーケンスの簡略版を練習することにより、NASAとその民間パートナーは、アルテミス4号が地球から460キロメートル（286マイル）ではなく38万キロメートル（23万6,121マイル）で複製するランデブープロファイル、ソフトウェアのハンドシェイクプロトコル、および生命維持の相互運用性に関する実際の飛行データを生成する。

それが機能すれば、アルテミス3号の無事完了は、今世紀末までのすべての有人月面ミッションのアーキテクチャが、モデル化された仮定ではなく、実証された手順に基づいて構築されることを意味する。もし機能しなければ、つまり打ち上げシーケンスが失敗するか、ドッキングソフトウェアに互換性がないことが判明するか、Blue OriginのNew Glennが時間内に発射台に戻ることができなければ、最も楽観的な2028年の月面着陸のタイムラインはさらに延びることになる。その意味で、このドレスリハーサルは、幕が時間通りに上がるかどうかを決定するテストでもあるのだ。

■注目ポイントQ&A

●アルテミス3号は月面に着陸しますか？

いいえ。アルテミス3号は地球低軌道ミッションに再構築されました。4人の乗組員は高度約460キロメートル（286マイル）で約2週間地球を周回し、SpaceXのStarshipとBlue OriginのBlue Moon着陸船のテスト機とのランデブーおよびドッキング操作を実行します。アルテミス計画における初の有人月面着陸は、現在、早くとも2028年を目標とするアルテミス4号に割り当てられています。

●アルテミス3号のドッキングシーケンスとはどのようなもので、なぜ技術的に前例がないのですか？

OrionはまずBlue Moon着陸船とドッキングし（乗員キャビンに隣接するサイドポートから進入）、その後ドッキングを解除して、Starshipのテスト機と機首同士でドッキングします。技術的に前例がない要素は、ミッション途中でのソフトウェア制御権限の移行です。Blue Moonのフェーズでは、Orionの飛行コンピューターが結合された宇宙船スタックを制御しますが、Starshipのフェーズでは、Starshipの搭載システムがその役割を引き継ぎます。2つの異なる機体、2つの異なるソフトウェア制御体制、1つの乗組員というこの構成は、有人宇宙飛行において過去に例がありません。

●なぜNASAはStarshipが有人ミッションの準備を整える前に月面着陸を行う必要があるのですか？

その必要はありません。それが重要なポイントです。NASAの推定によると、アルテミス4号が月に向けて出発する前に、有人ドッキングの実証に加えて、タンカー版Starshipからの軌道上での推進剤移送の打ち上げが少なくとも15回必要になります。アルテミス3号の軌道上テストは、救助が不可能な軌道に乗組員を送り込む前に、ドッキング手順とソフトウェアの相互運用性を検証するために特別に設計されています。アルテミス3号が存在するのは、NASAが宇宙空間でOrionとドッキングしたことのないハードウェアに最初の月面乗組員を賭けないことを選択したためです。

●Blue OriginのNew Glenn発射台がアルテミス3号に間に合うように修理されなかった場合はどうなりますか？

Blue OriginのNew Glennロケットは2026年5月28日の静的燃焼試験中に爆発し、フロリダにある唯一の発射台に大きな損害を与えました。Blue Originの経営陣は、2026年末までに打ち上げを再開する予定であると述べています。NASAは、2027年のアルテミス3号のスケジュールを維持していることを確認しました。しかし、戦略国際問題研究所（CSIS）の独立したアナリストやNASA自身の監査官は、民間着陸船の準備状況がアルテミス3号と2028年の月面着陸目標の両方にとって依然として重要なスケジュールリスクであると指摘しています。

元記事: Artemis III Won’t Land on Moon: Orion to Dock With Both Landers in Orbit First