登録日：2019/04/29 Mon 23:07:30
更新日：2024/04/04 Thu 13:26:52NEW!
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スペースシャトル(Space Shuttle)とは、アメリカ航空宇宙局NASAが運用した再使用形の宇宙船（往還機）である。
●目次
開発に至った経緯
アポロ計画により遂に人類を月に送り届けることに成功したNASA。
だが、同計画に使われた「サターンVロケット」はその大きさからも察することができる通り、超高額なロケットでもある。
何しろ一回打ち上げる毎にドルで5億が吹っ飛んでいく。当時の価値からすれば、日本円で600億円が宇宙に向かって飛んでいくのだ。
サターンVは規格外の存在だとしても、もう少し「常識的なサイズの」ロケットでもそれなりのカネがかかる。
何より普通のロケットは基本、使い捨て。打ち上げたら大気圏で燃え尽きたり、宇宙を彷徨ったりして終わりである。
宇宙時代だとばかりにロケットを打ち上げまくったら、さすがのアメリカといえども財政に響く。
さて、どうすればいい？
「じゃあ、使い捨てじゃなくて再使用できる宇宙船を作ってしまえばよくね？」
確かに発想としては真っ当だ。
しかしこんなもの、使い捨ての「普通の」ロケットよりも遥かにカネがかかるので、並の国では考えついてもやらない…というかやれない。
だが、そこはアメリカ。
「よし、その案乗った。使えそうな研究もあるし、何回でも宇宙に行ける宇宙船、作ろうじゃないか」
アポロ以前からやっていた水平着陸式宇宙船の研究を元に、本当に作り始めちゃったのだ。
そうしてできたのがこのスペースシャトルである。
なお、シャトルとは、機織り機で横糸を通すための用具。日本語では「杼（ひ）」、「飛び杼」という。
機織り作業では、このシャトルが何度も往復するため、シャトルランやシャトルバスなど「往復するもの」を意味する言葉となった。
スペースシャトルとは、地球と宇宙を何度も「往復できる」ことから命名されたものである。
そして今や、単に「シャトル」と呼ぶ場合には「飛行機とはまた異なる、比較的小型の三次元機動を行える乗り物」というような意味が芽生え始めている感がある。
その意味でもスペースシャトルの存在とその意味は非常に大きいと言える。
構成
スペースシャトルは大まかに分けて以下の3要素で構成されている。
軌道船(オービター)
スペースシャトルの"本体"。ダブルデルタ翼の付いた宇宙船の部分である。
ここに人員や貨物を乗せる。
機体は耐熱タイルで覆われており、宇宙での任務を終えた後は大気圏に再突入し滑空して滑走路に戻ってくる。
機体後部に三角形の形で配されている3発のメインスラスターは打ち上げ時しか使わず
宇宙空間での主推力はOMSエンジンと呼ばれるメインスラスター上の左右に付いたサブスラスターっぽい部分で行う方式。
- キャビン
オービターの機首部分に有る、人間が乗り込んだり居住生活するためのスペース。コクピットもここに在る。
- 貨物室
キャビン後方の貨物室。衛星や内装式実験室などのペイロード(積荷)を入れる。
- マニピュレータ
貨物室に搭載されたマニピュレータ。軌道上にペイロードを放り投げるときなどに使う。…というのは表向きの話、実際はソ連の衛星をｺﾞﾆｮｺﾞﾆｮするため…というのも念頭に置いた装備でもあるとか
固体燃料ブースター（SRB）
打ち上げ時に左右に装備される白い出力補助ロケット。
ある程度の高度に達したら切り離す。
使い終わっても燃料を再度詰めて何度も使用する。
(何故か)カメラも装備されており、ブースターからの映像が動画サイトで妙に人気。
外部燃料タンク（ET）
オービターの腹に装備される、オレンジ色の巨大な燃料タンク。メインスラスター用の燃料を受け持ち中には液体水素と液体酸素がしこたま詰まっている。
早い話が戦闘機でいうドロップタンク(増槽)の特大サイズ。
これだけは使い捨てである。
オービターの一覧
試験機を含めて6機、運用されていた物に限れば合計5機が存在した。
内2機が事故で喪失しており、何れも機体は原型を残さないレベルで空中分解し乗員全員が死亡している。
4号機のアトランティスを除いた各機の名前は18世紀頃の帆船に由来する。
また、この他に地上試験や広報目的で作られた実大模型の中にも、独自の愛称を与えられている機体が何機か存在する。
OV-101 エンタープライズ
試験機。0号機、もしくは「厳密な意味での1号機」とも言える。
大気圏中での滑空試験に使用されたのみで宇宙に行くことは無かった。
名前の由来はもちろんスタートレックのエンタープライズ号。
元々合衆国憲法発布200周年ということで「コンスティテューション」(憲法)と名付けられる予定が、ファンからの大量の署名によって変更された*1。
しかし結局本機は宇宙に行っておらず、「宇宙船と言えばエンタープライズ！」と期待した者にとっては皮肉な結果となった。
ただしスタートレック時空では宇宙往還ミッションを何度もこなした名機という事になっている。
宇宙に行ける様に改造するという話も一時は持ち上がったが結局廃案となり、部品取りに一部が使用されたに留まっている。
現在はニューヨークにあるイントレピッド海上航空宇宙博物館で展示されている。
OV-102 コロンビア
1号機。初飛行は1981年4月12日。
名前はアメリカ人として初めて世界を旅したロバート・グレイの船に由来する。
宇宙に行った最初のスペースシャトルであり、初の日本人女性宇宙飛行士の向井千秋氏も本機で宇宙へ飛んだ。
2003年2月1日、28回目のミッションからの帰還中にテキサス州上空で空中分解事故によって喪失。
原因は大気圏離脱時に剥がれたETの部品が主翼に直撃し、耐熱タイルに穴を空けていた事であった。
OV-099 チャレンジャー
2号機。但しエンタープライズと同時期に建造された試験機・STA-099の改造機であるため、コロンビアよりも先に完成していた「真の1号機」とも言える。
他のオービターと異なり0から始まる番号は試験機特有の物。
初飛行は1983年4月4日。名前は海洋調査を行っていたイギリス海軍の軍艦チャレンジャーに由来する。
1986年1月28日、10回目の打ち上げ時の離昇中に爆発事故で喪失。
直接的な原因は異例の寒波によるSRBの部品の破損であるが、この点は事前に現場スタッフから報告されていたにもかかわらず、
NASA上層部が警告を無視する形で発射を強行したなど、政治的な問題も深く絡んでいる。
OV-103 ディスカバリー
3号機。初飛行1984年8月30日。
「ディスカバリー（Discovery.「発見」の意）」の名を持つ帆船はいくつもあるため、明確に由来になった船は不明。
何の因果か、コロンビア空中分解事故とチャレンジャー爆発事故という二大事故の直後に打ち上げられたのは何れも本機であった。
1990年には、かのハッブル宇宙望遠鏡を投入している。
2011年3月9日、39回目のミッションから帰還した後に引退、エンタープライズと交代する形で国立航空宇宙博物館別館に展示された。
なお39回というミッション数はスペースシャトルとしては最多である。
OV-104 アトランティス
4号機。初飛行1985年10月3日。
名前の由来は1931年から1964年までウッズホール海洋研究所で使われた海洋調査船。
実用機としては唯一由来が18世紀の帆船でなく、本機の命名当時はまだ現役の船であった。
金星探査機マゼランや木星探査機ガリレオなどを打ち上げている。
チャレンジャー共々、本機には日本人が搭乗した事が一度も無い（日系人なら乗った事がある）。
2011年7月のミッションを最後に退役。これがスペースシャトル計画最後のミッションとなった。
現在はケネディ宇宙センターで展示されている。
因みに、映画アルマゲドンの冒頭で隕石雨の直撃を受けたことにより軌道上で爆発四散したのは本機という設定。
OV-105 エンデバー
5号機。初飛行1992年5月7日。
事故で喪失したチャレンジャーの穴埋めとして予備パーツで組み立てられるというどこかで聞いたような建造経緯を持つ。
名前の由来はイギリスの海軍探検家、キャプテン・クックの帆船。
「エンデバー」はイギリス英語(endeavour)かアメリカ英語(endeavor)かで綴りが異なるのだが、
本機はイギリス人の船が由来であるため、正しいのはイギリス英語の方の「Endeavour」である。
……が、一度誤ってNASAが横断幕にアメリカ英語の方の「Endeavor」と書いてしまうというミスを犯した事があった。
また「エンデバー」という名前はアポロ15号の司令船やアーサー・C・クラークのSF小説でも使われている。
建造された本機をかつての日本航空機*2が輸送した、日本人の搭乗率が最も高い、ISS日本実験棟「きぼう」を打ち上げるなど何かと日本と縁の深い機体であった。
2011年6月退役。現在はロサンゼルスのカリフォルニア科学センターに展示されている。
再使用形宇宙船の現実
超高額・超複雑な機体
「再使用できる宇宙船により安価に宇宙へ向かう」
このSFのような発想に向けて生み出されたスペースシャトル。
しかし、現実はそこまで甘くなかった。
まず、大気圏に再突入し機体ごと生還する能力を持った宇宙船というのはそれだけで「普通の」(＝使い捨ての)ロケットよりも遥かにコストがかかる。
普通のロケットなら「大気圏を突破するのが難しい？逆に考えるんだ、重要部分以外燃え尽きちゃってもいいんだと」で
人間の乗る部分以外は燃え尽きるのを前提に「安普請で」作ることもできるが、シャトルはその真逆で「燃え尽きずに生還し、滑走路に着陸する」ことを目指している。
これだけでも非常にコストがかかる。
さらに、帰還して再び任務に就く前には次の任務に備えて機体を徹底的に整備することとなる。
大気圏内で運用する"普通の"航空機であっても僅かなトラブルが最悪の事態につながるために徹底的な整備を行う必要があるのに、
ましてや人類にとって今なお未知の世界といえる「宇宙」を何度も往復するシャトルの場合、並の航空機よりも遥かに高水準・高品質の部品と整備が求められる。
何しろ宇宙服無しで放り出されれば死ぬ、帰ってくるときも大気の摩擦と断熱圧縮による熱に耐えられなければ燃え尽きる。そんな環境である。
しかもシャトルのオービターを構成するパーツは合計で250万点、一部では「人類が作り出した最も複雑な機械」とすら評される代物である。
その「人類史上最も複雑な機械」を、「万が一の事を起こさないがための徹底的な整備」をするとなれば、その労力と費用は想像を絶するものになるのは明白だろう。
これ故に、実際の一回当たりの打ち上げ費用は超が付く程の高額とされたサターンVの3倍の15億ドルにも膨れ上がることとなった。
採算が合わず引退へ
さらに巨大化したNASAという組織の体質の硬直化による、見通しの甘さやそれに起因する事故も発生*3。
そのため、2011年7月の「アトランティス」のミッションを以て、スペースシャトルは退役することとなった。
その功績
確かに、スペースシャトルという計画や機体は「現実」と向き合うとなれば、アメリカの財力と技術を以てしても"非常識"から抜け出せない代物だったかもしれない。
だが、シャトルは実際、宇宙に何度も衛星を送り届けたことも事実である。
宇宙に浮かぶ巨大望遠鏡、ハッブル望遠鏡もシャトルが打ち上げた。
ISSこと国際宇宙ステーションの部品もシャトルが宇宙に送り届けたものである。
日本人宇宙飛行士も、シャトルで宇宙に飛び出した。
何より、「宇宙と地球を行き来できる実用形宇宙船」として、我々に宇宙旅行への夢を抱かせてくれた船だったはずだ。
アメリカではパンナムのロゴが入ったシャトルのイラストも描かれていたそうだし、
映画で、漫画で、小説で、アニメや特撮でも、民間人を乗せたシャトルやその子孫たちが宇宙と地球を行き来していたはずだ。
テレビや新聞でアポロやシャトルを見て宇宙を目指した、「昔子供だった大人」もたくさんいる。
そうでなくても遊園地の乗り物などにも、スペースシャトルをモチーフとしたものがある。これに乗ることで宇宙への夢を抱いたこともあるだろう。
シャトルは確かにカネを食う機体だった。でも、それ以上のものを人類に与えた、夢と希望が貨物室にいっぱいに詰まった船でもあっただろう。
スペースシャトルと類似する宇宙船
ブラン
ソ連版スペースシャトル。但しオービターのエンジンは大気圏突入時に逆噴射できる程度の物でしかなく、打ち上げ自体は本家だとET相当の部分に装着されてる
巨大ロケット「エネルギア」で打ち上げ、帰還時は再突入後に無動力で滑空する、その為打ち上げ時にトラブルがあった際はエネルギアから切り離し、自力で滑空し帰還できるようになっていた。
こちらも5機ほど作られる予定であったが計画がソ連末期であったため完成したのは1機のみ、エネルギア単体の打ち上げも2回しか行われなかった。
実際に打ち上げられたのは前述の完成した1機・OK-1.01のみであるが、野晒し同然の環境であった格納庫の崩落で損壊し廃棄されている。
なお緊急脱出装置がなかったスペースシャトルとは異なりブランには搭乗員全員分の射出座席が備わっていた。流石射出座席に信頼性があるソ連である。
HOPE
日本版スペースシャトル。こちらはH-2ロケットの先端にオービター部分を載せて打ち上げるタイプ。先端部の重量問題や搭乗員のいない無人機でもある為、小振り。
BACマスタード
毎度おなじみビックリドッキリメカで定評のあるイギリスが考案した宇宙往還機。
同型の宇宙船を3機(ブースター役2機+オービター役1機)重ねて打ち上げる、おそ松くんもびっくりの三つ子宇宙船。
HOTOL
同じくイギリスで考案された宇宙往還機。
滑走路からテイクオフして宇宙に飛び出すという計画だった。
ドリームチェイサー
アメリカの宇宙開発企業、シエラ・ネヴァダ・コーポレーションが開発中の宇宙往還機。
アトラスVロケットに乗せて打ち上げるタイプで、形としてはHOPEに似ている。
もともとは有人機の予定だったが、参加していたNASAの有人宇宙船コンペ「CCDev計画」の最終候補から外されてしまったため、
貨物宇宙船コンペの「CRS-2」に切り替えて出直すことになり、その過程で無人機になった。
ただし、有人仕様を諦めたわけではなく、最近では自社の宇宙ステーションへの往来に使うといった案も出ているらしい。
スターシップ
同じくアメリカの宇宙開発企業、スペースX社が開発中の宇宙往還機。
特筆すべきはその化け物じみたスペックで、人なら100人、物なら100トンを地球低軌道に投入可能。しかも、軌道上で別のスターシップから燃料補給を受けることで、そのまま月や火星にだって行けてしまう*4。
こんな化け物スペックなので打ち上げには「スーパーヘビー」という専用のブースターの上に乗せて打ち上げる。連結時の高さは120メートルというサターンVより巨大な人類史上最大のロケットとなった。
当然打ち上げにはとんでもないパワーが必要なのは想像に難くないことで、スーパーヘビーのエンジンは既存エンジンのバージョンアップ版を33基というソ連の巨大ロケットN-1を超えるエンジン数を載せた化け物で、さらにHOPEやドリームチェイサーと違い、「スーパーヘビー」も再利用を前提としている。
上述のスペースシャトルの問題点もきっちりカバーしており、部品を極限まで減らして合理化することで整備を手軽にし、胴体を従来の炭素繊維やアルミ合金ではなく安いステンレス鋼で作ってコストダウン。
「プロトタイプを何十機も作り、作ったそばから限界までテストしてぶっ壊す」という、今までは考えられなかった斬新な開発手法を可能にした。
こんなどう見てもオーバースペックな宇宙船を作っている理由は、スペースX社CEOのイーロン・マスクがマジで火星移民をやる気だから*5。
そりゃこんなイカれた宇宙船でもないと実現できんわ……
そんな妄想かSFのような宇宙船も見えないところで開発は続けられておりスターシップ単独のテストは何度も壊しながらついに単体テストでは着陸成功まで進めていた。
そして2023年4月20日、ついにスーパーヘビーに連結された本番に近い120メートルの巨体が実際に初飛行。
ただし元々からテストと銘打っており荷物は特に載せておらず着陸も想定していない着水させるミッションだったが
結果は39キロの上空で切り離しがうまく行かず姿勢制御不可能となり司令破壊となった。
所定のミッションはすべて達成できずプラン通りにならなかった面もかなりあったが、
それでも「ちゃんと上空へ飛び、マックスQ通過*6まで成功した」という前例の無い完全新規プロジェクトとしてはなかなかの成果を出している*7。
さらに粗もたくさん見つかっているが、120メートルの巨体が実際に上空に飛んでいったという結果は空想を現実へ近づけた大きな一歩と言えるかもしれない。
そして何より、本機の飛行はこの１回こっきりで終わりではなく次のテスト用機体は控えていることがアナウンスされたことで
火星への道はまだまだ続く・・・。
宇宙旅行への夢を今も持つ人は追記修正をお願いします。
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▷ コメント欄
- シャトルの中に隠れるのよ！ -- 名無しさん (2019-04-29 23:27:24)
- 閉じ込められた！ -- 名無しさん (2019-04-29 23:37:58)
- 罠か… -- 名無しさん (2019-04-30 00:28:37)
- この項目見て思うのは…追加ロケットエンジン付けるだけで平然と宇宙まで行けるジェットビートルは地味に見えるが中々のトンデモ兵器だったんだな… -- 名無しさん (2019-04-30 01:00:05)
- 100回打ち上げて死亡事故が2回。事故率2%は低いとは言えない、と前にテレビで言ってたなあ。 -- 名無しさん (2019-04-30 02:07:08)
- デブリという観点からは、使い捨てロケットとシャトルってどちらがいいんだ？ -- 名無しさん (2019-04-30 04:34:06)
- コンセプトは悪くないし技術力が上がってコストが下がれば将来的に復活するかも -- 名無しさん (2019-04-30 06:07:48)
- コメントでいきなり遊戯王ネタあって吹いた -- 名無しさん (2019-04-30 08:07:28)
- 何でなくなったんだろうって思ってた -- 名無しさん (2019-04-30 21:39:56)
- でもまぁ見た目がカッコいいってのは強いよな。おかげで今でも「宇宙へ行く乗り物」っていったらロケットよりシャトルのイメージだわ -- 名無しさん (2019-04-30 21:55:57)
- 発想は良かったんだが現在の人間の技術では実用面で難がありすぎた。将来宇宙開発が進めば再評価されるかもね。 ↑の方 遊戯王ネタがいきなりあって草 -- 名無しさん (2019-05-01 04:33:00)
- スーパー戦隊シリーズでは総じてロクな目に遭わないスペースシャトル -- 名無しさん (2019-05-01 22:57:49)
- 将来復活するかもじゃなくて、使い捨てじゃない宇宙送還機ができなきゃいつまでたっても人類は地球の周りでウロウロするだけで本格的な宇宙時代なんて夢のまた夢 -- 名無しさん (2021-01-20 21:31:35)
- 最終的に「軌道エレベーターでいいじゃん」になる可能性もあるんだよなぁ。 -- 名無しさん (2023-11-29 17:24:53)
#comment
*2 日航123便事故を契機に300SRに置き換えられ、チャレンジャーの事故をきっかけにNASAに買い取られた元日本航空のボーイング747-100SR(JA8117)
*3 チャレンジャー号など、技術者から反対があったにもかかわらず、政治的な要因などから打ち上げが強行されて事故につながった
*4 月への着陸をしない、つまりフライバイして戻るだけの場合は補給不要とされている
*5 ただし彼自身は生きている間に火星に着地できないだろうとツイートしている。つまりこの志も自身が火星に行きたいというより人類に向けたものという方が近いかもしれない。
*6 大気による負荷が最も大きくなる点。ものにもよるが大体高度10㎞を超えたあたりになる。猛烈な速度で飛行するため、負荷は非常に大きく実際にここで負荷に耐えきれず破壊された機体も存在するため、ここを超えられるかが打ち上げの際ひとつの壁となる。
*7 イーロン・マスクによる打ち上げ前のツイートで「このテストは正常に離床できれば成功」と言っていた。
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