天宮宇宙ステーション：中国の「宇宙居住地」の新時代の幕開け

2021年12月9日、王亜平氏（左）と葉光復氏が宇宙で講義を行っていた。写真提供：新華社記者張金佳

中国の宇宙ステーションプロジェクトは2022年5月から建設段階に入る。完成後、中国の宇宙ステーションは、有人宇宙船2機と貨物宇宙船1機の計3つのモジュールで構成され、総重量は約100トンとなる。宇宙生命・生物科学、材料科学、燃焼・微小重力流体科学、基礎物理学などの分野における多数の先進的な実験装置が搭載されます。

2022年全国両会において、全国人民代表大会代表で宇宙飛行士の王亜平氏は「強制的に」休暇をとらされた。この時、彼女は地上約390キロ上空の宇宙に140日以上「出張」していた。

2021年4月29日、天宮宇宙ステーションの天河コアモジュールの打ち上げが成功し、我が国の宇宙ステーションミッションの新時代の幕開けを告げました。同年、我が国は有人宇宙船2機と貨物宇宙船2機を打ち上げ、宇宙ステーションの重要技術検証段階で5回の打ち上げミッションで5回の成功を収めました。

天宮宇宙ステーションは宇宙飛行士から「宇宙別荘」と呼ばれています。

中国人民政治協商会議全国委員会委員で中国の有人宇宙計画の主任設計者でもある周建平氏は、「我々は宇宙ステーションのレイアウトを慎重に設計し、より強力な科学的・応用能力を確保した。宇宙ステーションのさらなる拡張を可能にするため、外部プラットフォームを客室外に設置した」と語った。

中国人民政治協商会議全国委員会委員で中国航天科技集団副総経理の李紅氏は、2022年に中国の有人宇宙計画は天舟4号と天舟5号貨物宇宙船、神舟14号と神舟15号有人宇宙船、文天と夢天実験モジュールの打ち上げを含む6回の打ち上げミッションを完了し、軌道上でのランデブーとドッキング、船外活動、宇宙船帰還ミッションを実施して宇宙ステーションの完全な建設を行うと紹介した。

今年5月に建設が開始された

2021年4月29日11時23分、宇宙ステーションの中核モジュールを搭載した長征5号B堯2号ロケットが点火し、中国の文昌宇宙発射センターから打ち上げられ、打ち上げミッションは完全に成功しました。

「コアモジュールは宇宙ステーションの制御モジュールであり、最も重要なモジュールです」と周建平氏は語った。

中国航天科技集団第五研究院の宇宙ステーションミッション主任設計者、楊紅氏によると、天河コアモジュールは現在中国が開発している最大の宇宙船だという。 3名の宇宙飛行士の長期軌道滞在をサポートし、客室内外での宇宙科学実験や技術試験をサポートします。

周建平氏は、中国の宇宙ステーションは遅れて始まったが、後発国ならではの技術的優位性があると紹介した。中国の大型宇宙ステーション建設能力は世界最先端にあると言える。一方で、この技術は新しいものです。例えば、天宮宇宙ステーションのエネルギーシステムの光電変換効率は30％を超えており、電力供給能力も強力です。天宮宇宙ステーションは、化学推進の5倍の比推力を持つ電気推進システムを採用しており、推進剤の消費量を大幅に削減できます。一方、建設支援は強力だ。天河コアモジュールサポート技術は完全に自立的に開発されており、環境制御と生命維持技術は最高の閉鎖度を備えており、宇宙ステーションの経済性をより際立たせています。

我が国は、コアモジュールの打ち上げ成功後、天舟2号貨物宇宙船、神舟12号有人宇宙船、天舟3号貨物宇宙船、神舟13号有人宇宙船を相次いで打ち上げました。

「天河コアモジュールは10か月間安全かつ安定的に稼働している。神舟12号と神舟13号の2人の宇宙飛行士乗組員は、宇宙ステーションの重要な技術検証タスクを相次いで遂行した。」周建平氏は3月4日、中国人民政治協商会議全国委員会の「メンバーチャンネル」で、「現在までに、神舟13号の乗組員は予定されていた飛行ミッションをすべて完了した。40日余り後に彼らは広大な宇宙から地球の故郷に帰還する予定であり、これは中国の宇宙ステーションの重要な技術検証段階の成功を示すものである」と紹介した。

中国の宇宙ステーションプロジェクトは2022年5月から建設段階に入る。記者の取材によると、完成後の中国の宇宙ステーションは、有人宇宙船2機と貨物宇宙船1機の計3つのモジュールで構成され、総重量は100トン近くになり、宇宙生命・生物科学、材料科学、燃焼・微小重力流体科学、基礎物理学などの分野で多数の先進的な実験設備を備える予定だという。

船外活動はより複雑

宇宙遊泳は有人宇宙飛行における3つの主要技術のうちの1つです。宇宙ステーションの外部機器の設置、保守、交換には、宇宙飛行士が船室から出ることが必要になります。

神舟7号の20分間の船外活動ミッションと比較すると、宇宙ステーションの船外活動ミッションの複雑さと技術的内容は大幅に改善されました。

神舟12号の乗組員である聶海生、劉伯明、唐紅波は2回の船外活動を実施したが、その合計時間はおよそ13時間であった。彼らは、機器の組み立てなどの作業を無事に完了し、我が国の次世代船外活動服の機能性能をテストし、宇宙飛行士とロボットアームの連携能力をテストし、船外活動に関連する支援機器の信頼性と安全性を検証し、宇宙ステーションでの今後の船外活動を円滑に実施するための重要な基礎を築きました。

神舟13号の乗組員が実施した2回の船外活動では、ロボットアームのサスペンション装置とアダプターの取り付け、典型的な船外活動のテストが完了しただけでなく、2人の宇宙飛行士が記録を樹立することができました。3回の船外活動を行った翟志剛さんは、我が国で最も多くの船外活動を行った宇宙飛行士となり、王亜平さんは我が国で初めて船外活動を行った女性宇宙飛行士となりました。

次に、宇宙ステーションにおける宇宙飛行士の任務はより複雑になるでしょう。

周建平氏は、神舟14号の乗組員の軌道上飛行中に、天河コアモジュール、文天、夢天実験モジュールを基本構成として天宮宇宙ステーションの建設が完了することを明らかにした。これらのタスクには、2 つのモジュールのランデブーおよびドッキングと転送プロセス中の状態監視と、必要に応じて制御、およびドッキング後の大量の状態設定と変換作業が含まれます。

今年末までに、神舟15号の乗組員は宇宙ステーションに飛行し、神舟14号の乗組員と合流して、約1週間、軌道上で一緒に飛行する予定だ。神舟15号の乗組員の主な仕事は、実験装置の設置と試運転、科学実験など、宇宙科学と応用に移行する。

宇宙科学研究のための幅広いプラットフォームの構築

2022年全国両会において、中国人民政治協商会議全国委員会委員、中国航天科学技術集団第五学院党委員会書記の趙小金氏は、宇宙資源を最大限に活用し、宇宙生物学研究開発イノベーションを強化するための提案を行った。

「我が国の宇宙ステーションは今年中に全面的に完成し、宇宙実験のための長期的かつ安定した科学研究プラットフォームを提供し、宇宙バイオテクノロジーと安全研究を保証し、我が国のバイオセーフティレベルを向上させるだろう」と趙小金氏は述べた。

神舟1号の飛行ミッション以来、中国の有人宇宙計画は、すべてのミッションにおいて科学的研究価値や社会的利益のあるプロジェクトを実施し、科学研究、農業開発、産業のアップグレードに貢献し、促進する上で積極的な役割を果たしてきました。

天宮宇宙ステーションは国家宇宙実験室の建設を目的としています。科学の最前線で革新的な実験と応用研究を行うことに重点を置き、宇宙科学技術の進歩を継続的に促進します。

「宇宙ステーション建設の主な目的は、大規模な宇宙施設を建設し、軌道上で宇宙科学、宇宙応用、宇宙技術に関する大規模な検証と研究を実施し、科学の進歩と技術の発展を推進することだ」と周建平氏は述べた。

国際協力の面では、天宮宇宙ステーションも幅広いプラットフォームを構築することになる。

2018年5月、中国有人宇宙工程弁公室と国連宇宙部は、中国の宇宙ステーションを中心とした宇宙科学応用プロジェクトを募集する発表を行った。 2回の選考を経て、第1弾として17か国23団体から宇宙生命科学・バイオテクノロジー、宇宙天文学、微小重力流体・燃焼などの分野にわたる合計9件のプロジェクトが選出されました。今後の協力プロジェクトも継続的に募集していきます。

◎記者 傅一菲

出典：科技日報