燃料充填リハーサルが中断、微小な分子が月探査計画を阻む
月曜日、Kennedy Space Centerにて、NASAによるArtemis IIのカウントダウン・リハーサルは、以前からの馴染みある問題に直面した。エンジニアたちは、Space Launch System（SLS）ロケットと移動式発射プラットフォームの接続部で発生した水素漏れを制御することができなかった。2日間のウェット・ドレス・リハーサル（WDR）は多くのマイルストーンを達成したが、液体水素の漏洩率が急上昇したため、管制官はTマイナス5分15秒でカウントダウンを打ち切り、機体からの排液を開始した。NASAのマネージャー陣は、チームがテレメトリを精査し、2回目のウェット・ドレス・リハーサルを計画する間、Artemis IIの最短の現実的な打ち上げ機会を3月（最初の打ち上げウィンドウは米国東部標準時3月6日午後8時29分、UTC 3月7日01時26分に開く）に設定すると発表した。
水素漏れを制御できず——何が起きたのか
漏れが確認されたのは、Artemis Iの際にもNASAを悩ませたのと同じ箇所、テール・サービス・マスト・アンビリカル（TSMU）だった。これは、地上タンクからSLSのコア・ステージに極低温の液体水素と液体酸素を供給する、約30フィート（約9メートル）のアームの一対である。発射台では、TSMUのコネクター・プレートが機体側のインターフェースと結合し、離昇時にはきれいに分離することになっている。液体水素は−253℃（−423°F）近くに保つ必要があるため、シール材や軟質部品のサイズや硬度が変化し、微細な漏洩経路が生じることがある。水素分子は最小かつ最軽量の化学種であり、常温では事実上目に見えない極小の欠陥からも漏れ出す可能性がある。
NASAのエンジニアは少量の染み出しは正常なものとして許容し、インターフェース周辺の水素濃度を監視している。当局は厳格な安全基準（コネクター・ハウジング内の水素濃度約4%）を設けており、これを超えると作業を停止しなければならない。今週のリハーサル中、この閾値が何度も超えられた。チームはリハーサル中に緩和策を試みた。液体水素の流量を停止し、インターフェースを温めてシールを再密着させ、推進剤の流量を調整した。燃料充填クルーはある時点で、75万ガロン以上の推進剤を機体に完全に充填することに成功したが、その後の漏洩率の急上昇により、ロケットが内部電源に切り替わりタンクを加圧する前に、リハーサルのカウントダウンの中断を余儀なくされた。
水素漏れを制御できず：安全とスケジュールへの影響
水素漏れは、人員や公衆の安全に直接影響を与えるだけでなく、スケジュールのリスクにも波及するため重要である。水素濃度が安全限界を超えると、地上チームは発射台から退避し、繊細な作業を停止しなければならない。今回のWDRで起きたのはまさにそれだった。リハーサルは、離昇直前までの打ち上げイベントの全工程（最終的な閉鎖手順を含む）を演習するためのものだった。地上チームはOrion宇宙船のハッチを閉じて固定し、カウントダウンが最終段階に達するように発射台を離れる準備を整えていた。それらの閉鎖作業中にOrionのハッチ加圧バルブの再締め付けが必要となり、またチームが寒さの影響に対処する中で、地上通信に音声の途切れが発生した。漏洩の急上昇により、補助動力装置（APU）の起動やコア・エンジンのステアリング・チェックを含む最終的な飛行前点検が実施できず、複数の項目が未確認のまま残された。
WDRは打ち上げ時ではなく地上での問題を明らかにするための予行演習であるため、今回の遅延は慎重な対応と見なされるべきである。NASAのマネージャー陣は、データを精査し、不具合を解消し、別の完全なリハーサルを完了するまで、確定的な打ち上げ日を設定しない方針だ。そのプロセスは発射台で行われる可能性もあれば、修理と追加試験のためにロケットを大型ロケット組立棟（Vehicle Assembly Building: VAB）に戻す（ロールバック）必要がある可能性もある。どちらの選択も時間を要する。ロールバックと修理には通常数週間かかり、発射台での繰り返しの試行は、Orionの計画された軌道に向けた軌道幾何学上の狭いウィンドウ内に収めなければならない。
ミッションの概要と3月のウィンドウが重要な理由
Artemis IIは、人類を月に帰還させるNASAの計画における最初の有人飛行試験である。船長、パイロット、ミッション・スペシャリストからなる4人の乗組員がOrion宇宙船に乗り込み、月の裏側を回る自由帰還軌道を用いた月フライバイ飛行を行う。これは、何か問題が発生した場合でも宇宙船が安全に地球に帰還できるようにするためである。このミッションでは着陸は行わないが、将来の月南極への着陸を目指すミッションに先立ち、Orion、有人モードのSLSロケット、および統合された地上運用を検証する重要なステップとなる。
地球に対する月の位置が軌道を制約するため、Artemis IIには、計画された自由帰還軌道と安全な再突入経路を可能にする打ち上げの機会が毎月数回しかない。今週のWDR後の最短の現実的な機会は3月6日（午後8時29分（米国東部標準時）から2時間のウィンドウ）である。そのためNASAは、チームが2回目の完全なリハーサルを準備する間、「最短の打ち上げ機会」として公式の目標を3月に変更した。
運用上の教訓と漏洩問題の経緯
水素の取り扱いは、宇宙飛行において長らく困難なエンジニアリング上の課題となってきた。2022年のArtemis Iキャンペーンでも同様の漏洩挙動に遭遇したが、チームが水素充填手順を調整し、運用上の回避策を講じたことで、最終的に機体は打ち上げられた。その歴史が今回のアプローチに活かされている。打ち上げを急ぐのではなく、マネージャー陣はWDRの結果を実効性のあるデータとして扱い、エンジニアリング・ラボや飛行制御コンソールに戻って、TSMUインターフェースのセンサー値、バルブの挙動、そして今週の発射台のカメラやオーディオ・システムを困難にした寒気などの環境影響を分析している。
現在の選択肢には、修正を施した上でWDRを再試行するか、ハードウェアの変更と詳細な検査のために機体を大型ロケット組立棟に戻すことが含まれる。ロールバックは完了までに数日、修正作業に数週間かかることがある。発射台でのリハーサルを繰り返すことも、許容可能な月の幾何学的条件に関連した限られたカレンダー上の時間を消費する。飛行安全要件もさらなる制約となる。例えば、飛行停止システムの起動は打ち上げ準備に関連する20日間の運用ウィンドウを確定させるため、その後の試行タイミングに影響を与える。
宇宙飛行士とプログラムにとっての意味
Artemis IIのクルーはリハーサルに先立ち医学的な隔離状態にあったが、NASAは彼らが訓練を再開し、新しい打ち上げ日を待つために隔離を解除すると述べた。このような遅延は、宇宙飛行士のスケジュールやミッションの準備、そして世間の期待を乱すものだが、それこそがWDRの明確な目的でもある。機体がまだ地上にある間に問題を明らかにし、修正することだ。NASAは、宇宙飛行士、作業員、そして公衆の安全が最優先事項であり、ハードウェアと手順が整ったと確信した時にのみ進めると強調している。
プログラム全体で見れば、この出来事は巨大で複雑な打ち上げシステムを運用する際のトレードオフを浮き彫りにしている。完成された発射台、新型の大型ロケット、そして極低温の推進剤は、それぞれが試験を通じて洗い出さなければならない故障モードをもたらす。Orion、SLS、地上システム、そして新しい運用慣行といったArtemisのアーキテクチャは、リアルタイムで検証されている。今回のWDRで得られたデータによって、3月の打ち上げに向けて動けるのか、追加の発射台試験のために短期間の延長が必要なのか、あるいは修理のためのロールバックを計画しなければならないのかが判断される。
現在、エンジニアたちはタンクとアンビリカル・センサーからのテレメトリを精査し、極低温下でシールやバルブがどのように動作したかを検討し、ハードウェア・ラボで修正案をテストしている。目標は、この特定の漏れを解決することだけでなく、有人運用においてロケットに燃料を充填するための、再現可能で低リスクな手順を確立することだ。これは、Artemis計画が人類を再び月面に立たせるという、よりリスクの高い次のミッションを実行するために不可欠なステップである。
情報源
- NASA (Artemis IIウェット・ドレス・リハーサルおよび打ち上げ運用に関するプレス資料)
- Kennedy Space Center (発射台および大型ロケット組立棟の運用)
- NASA Artemis計画テクニカル・ブリーフィング、およびSLS/Orionシステム文書
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