中国、天宮への初の緊急ミッションで神舟22号を打ち上げ

デブリ衝突後、迅速な救援

係留中の帰還カプセルの窓に、デブリ衝突とみられるひびが入ったことを受け、中国は有人宇宙飛行計画で初めて緊急打ち上げを実施した。乗組員が安全に帰還できる手段を確保するため、無人宇宙船「神舟22号」を天宮宇宙ステーションに送り込んだ。長征2号Fロケットは北京時間午後0時11分、酒泉衛星発射センターから打ち上げられ、救援機は約3時間40分後に天和コアモジュールにドッキングした。到着により、宇宙基地に滞在する3人の宇宙飛行士にとって重要な救命艇の機能が回復した。

緊急事態の発端は、11月上旬に乗組員を地球へ帰還させる予定だった神舟20号の帰還カプセルで、窓に小さなひびが見つかったことだった。窓が損傷した状態で有人再突入を行うリスクを避け、宇宙飛行士らは11月14日、新たに到着した神舟21号で帰還した。この判断により、神舟21号の乗組員は飛行可能な帰還機を持たない状態となった。緊急事態に新たな乗組員を帰還させる専用宇宙船がステーションにない期間は11日間続き、神舟22号の迅速な打ち上げとドッキングで解消された。

宇宙ステーションに係留された帰還カプセルは、単なる移動手段ではない。火災、気圧漏れ、医療上の緊急事態、軌道上のデブリとの衝突リスクが発生した際の脱出手段、つまり救命艇だ。各宇宙機関は、乗組員の安全確保に欠かせない能力と位置付けている。中国の迅速な対応は、この安全余裕を可能な限り早く回復することを目的としていた。

神舟20号に何が起きたのか

損傷は神舟20号帰還カプセルの小さな舷窓に集中していた。技術者らは、軌道上のデブリ、あるいは微小隕石が超高速で衝突したことが原因とみられる小さなひびを確認した。塗料の破片や1ミリほどの金属片であっても、低軌道では秒速数キロで衝突し、ガラスにくぼみを作り、金属に傷をつけるほどのエネルギーを放出することがある。窓は、圧力負荷や振動、再突入時の激しい加熱に耐えなければならない。窓の健全性に少しでも疑念があれば、乗組員を乗せて降下させることは許容できない。

最も過酷な飛行段階でリスクを増やすのではなく、機体を修理のために運用から外すのが賢明な選択だった。カプセルは係留中も運用でき、後に無人で物資を地球へ持ち帰る可能性はあるが、技術者らが状態に納得し、2026年の次の有人交代に向けてドッキングポートが必要になるまでは、宇宙飛行士の輸送には使われない。

軌道上で見つかった窓のひび

軌道上での窓の損傷は珍しくない。スペースシャトルは窓ガラスの表面に小さなくぼみができた状態で帰還することが多く、国際宇宙ステーションでは小さな衝突の後に窓カバーを交換したこともある。神舟20号のケースが異例なのは、数日以内に乗組員を帰還させる予定の宇宙船に損傷が見つかったことだ。ドッキング解除前に乗組員と地上チームが点検して問題を発見した。こうしたシステムは、そのように機能することを想定している。

宇宙船の窓を守る仕組み

有人宇宙船では、複数の窓ガラスと外側の保護カバーを使う。最外層は通常、犠牲層として小さな衝突を受け止める。内側の窓が気密性を保つ。船体から離して取り付けるウィップル・シールドも防護層を加え、慎重に接近軌道を設定することでドッキング時の被ばくを減らす。こうした対策を講じても、追跡されていない微小な破片が損傷を与え、軌道上では評価が難しいことがある。そのため、帰還カプセルの窓にひびや欠けが見つかった場合、飛行規則は慎重なものとなる。

中国が記録的な速さで救援を実施した方法

中国は、天宮に関連する緊急事態に備え、酒泉に神舟宇宙船と長征2号Fロケットを待機させ、すぐに打ち上げられる状態を保っている。この継続的な予備機運用方針は、宇宙ステーション運用の柱だ。神舟宇宙船とロケットの準備には通常、統合試験やリハーサルに1カ月以上かかる。神舟20号が乗組員を帰還させるには不適格と判断された後、チームはこの工程を大幅に短縮した。

酒泉の継続的な予備機運用戦略

窓の問題が明らかになった時点から、技術者らは点検を効率化し、人員や部品を調整して、次の宇宙船の準備を進めた。神舟22号は、中国が緊急対応計画を発動してからわずか16日後に打ち上げられた。ロケットから分離した後、宇宙船は迅速な自律ランデブーを行い、天和モジュールの前方ポートにドッキングした。

16日間の突貫作業

中国有人宇宙飛行工程弁公室（CMSA）は、打ち上げと軌道投入が成功し、その後ステーションとの結合も順調に完了したと発表した。機関は打ち上げ後の短い声明で、次のように述べた。

打ち上げ任務は完全に成功した。

中国有人宇宙飛行工程弁公室の幹部、賀元軍氏は、有人宇宙飛行の拡大が続く中でも、このような緊急事態がまれであり続けることへの期待を語った。

今回の緊急打ち上げは中国にとって初めてだが、人類の宇宙への旅で最後となることを願っている。

救命艇を待つ間の宇宙生活

現在、天宮に滞在する3人の宇宙飛行士、張陸、武飛、張洪章は、神舟22号を待つ間も実験や保守作業、日々の運動を続けた。CMSAによると、乗組員は良好な状態を保ち、予定された任務に従っていた。11日間にわたり、突発的な問題が起きた場合に帰還できる専用宇宙船がなかった。ステーション自体に問題がなくても、この状況にはリスクが伴う。

ミッション計画担当者は、こうしたリスクを常に評価している。先行する乗組員を神舟21号で帰還させた判断は、窓が損傷した宇宙船から人を退避させるもので、その3人にとって最も安全な選択だった。一方で、神舟22号が到着するまで脱出機を持たない新たな乗組員に、残るリスクが移った。迅速な打ち上げによってこの空白が解消され、ステーションの運用も中断せずに続けられた。

物資、修理、今後の計画

神舟22号は脱出手段を回復させただけではない。食料、新鮮な果物や野菜、衣類、医療キット、予備部品のほか、神舟20号の舷窓のひびを補修するための装置など、約600キログラムの物資を届けた。食事を温める小型の宇宙用オーブンも運んだ。中国メディアによると、積荷には冷凍手羽先も含まれており、長期探査で士気を高める小さな楽しみとなった。

新しい宇宙船には、表示装置の改良や人間・機械インターフェースの改善など、段階的な改良が盛り込まれ、地球に持ち帰る物品の積載能力も高まっている。より多くの物資を地上へ持ち帰れるようになれば、長期ミッションや、分析のため持ち帰る必要がある実験の増加にも対応しやすくなる。

神舟22号は現在のミッション期間中、係留されたままとなり、2026年4月か5月ごろに神舟21号の乗組員を地球へ帰還させる見通しだ。次の有人飛行の前に、神舟20号はドッキングポートを空ける予定だ。技術者らは同機を軌道上試験に使い、損傷箇所を補修した後、乗客を乗せずに物資を地球へ持ち帰らせる計画だ。

軌道上デブリが脅威を増している理由

今回の事案は、低軌道がいかに混雑し、状況が変化しやすくなっているかを浮き彫りにした。米国、中国、ロシア、欧州、民間事業者は近年、数千基の衛星を打ち上げてきた。古いロケットの機体や過去の衝突で生じた破片、対衛星兵器の試験で発生したデブリも、その雲に加わっている。数ミリほどの破片でも、ライフル弾よりはるかに速い速度で衝突し、窓に傷をつけたり、ラジエーターやセンサーを損傷したりするほどの運動量を持つことがある。

混雑する軌道

追跡ネットワークは大きな物体を監視し、接近が予測される場合には乗組員に回避を促す警告を出せる。多くの破片は小さすぎて追跡できないが、それでも危険だ。シールドは深刻な損傷の可能性を減らすものの、宇宙船は小さな衝突を受けることがある。そのため、ドッキング解除前に帰還機を入念に点検する必要があり、有人宇宙基地では堅牢な予備システムが重要となる。

リスクの低減

運用者は衝突回避のための軌道変更を行い、防護シールドを追加し、運用終了時に衛星内に蓄えられたエネルギーを放出できるよう設計し、廃棄規則について規制当局と調整する。NASAはかつて、最近の対衛星兵器試験に関連するデブリ警報を受け、予定していた船外活動を延期した。破砕が一度起きれば、影響を受ける軌道上のあらゆる宇宙船のリスクが高まることを示す事例だ。追跡の改善や、より厳格な運用終了手順、将来のデブリ除去技術によって、時間をかけてリスクを下げられる。

中国と米国の有人輸送体制

中国は、国主導の有人宇宙飛行体制を運用している。神舟宇宙船と長征2号Fロケットは、国のチームが設計・運用する。ロケットは再使用できないため、飛行ごとに新しい機体を使う。米国は官民混合の方式を採用している。NASAは民間企業から輸送サービスを購入し、長年にわたりロシアのソユーズにも頼ってきた。現在、スペースXが再使用可能なファルコン9ロケットとクルードラゴン宇宙船で、定期的な乗組員輸送を担っている。

ボーイングのスターライナーは有人試験飛行を終えたものの、推進系の問題により、NASAの宇宙飛行士スニ・ウィリアムズ氏とブッチ・ウィルモア氏の国際宇宙ステーション滞在は数カ月延びた。その後、2人はスペースXの宇宙船で地球に帰還した。異なる方式でも安全な輸送は実現できるが、各国がどのように冗長性を確保し、予期しない問題の後に代替機をどれほど早く打ち上げられるかは、方式によって変わる。神舟22号で実証された中国の緊急打ち上げ能力は、そうした計画の一つの表れだ。

今回のミッションが天宮と今後の計画に示すもの

CMSAは、天宮に少なくとも今後10年間、常時乗組員を配置する方針だ。運営当局はモジュールの追加や、各国の宇宙飛行士を招いて飛行させる構想を話し合っている。予備のロケットと宇宙船を待機させることも、その方針の一環だ。神舟22号への対応は、こうした手順が実際の飛行環境でも機能し、必要なときに迅速に実施できることを示した。

中国はまた、2030年ごろまでに宇宙飛行士を月面に着陸させる目標を掲げている。月探査用ロケットや着陸船、新型宇宙船の開発が進められている。天宮で培われる迅速な準備、安定した補給網、段階的な操縦室の改良の経験は、その取り組みに生かされる。あらゆる宇宙計画は、予期しない事態を減らそうとしている。神舟22号の緊急打ち上げは予定外の試験となったが、管理された形で対処され、乗組員の安全とステーションの運用が守られた。

概要

• 神舟22号は北京時間午後0時11分に打ち上げられ、約3時間40分後に天宮にドッキングした。
• デブリ衝突が原因とみられる神舟20号帰還カプセルの窓のひびを受け、ミッションにより救命艇機能が回復した。
• 神舟22号がドッキングするまでの11日間、ステーションの乗組員には飛行可能な帰還機がなかった。
• 打ち上げ準備期間は通常1カ月以上かかるところ、16日間に短縮された。
• 医療キット、予備部品、新鮮な食料、損傷した窓の補修装置など、約600キログラムの物資が届けられた。
• 神舟22号は2026年4月か5月に現在の乗組員を地球へ帰還させる。
• 神舟20号は試験のため軌道上にとどまり、修理後に限って物資を持ち帰る可能性がある。
• 中国は緊急事態に備え、酒泉に予備の宇宙船とロケットを継続的に待機させている。
• 軌道上のデブリによるリスクは高まっており、小さな破片でも宇宙船の機器を損傷するおそれがある。
• NASAでは宇宙船の問題により乗組員の滞在が延長されたことがあり、現在はスペースXが米国の定期的な乗組員輸送を担っている。