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第12章 シャトルの整備
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シャトル(軌道船)だけでは、宇宙へは行けない。一度の打ち上げで、ET(外部燃料タンク)1基と、SRB(個体ロケットブースター)2基が必要となる。
打ち上げ時には、シャトル本体の3基のSSME(スペースシャトルメインエンジン)と2基のSRBの推力で宇宙空間へ運ばれるが、シャトルにはSSME用の燃料は搭載されておらず、燃料の液化水素と酸化剤の液体酸素はET(外部燃料タンク)から供給される。
打ち上げから高度約46キロメートル付近までSSMEとSRBで推進し、SRBは燃焼が終わる約2分後、ETから切り離され落下し、パラシュートで減速され大西洋上に着水し専用船で回収される。SRBの切り離し後は、シャトルに搭載された3基のSSMEが推進する。約10分後、SSMEが停止するとETも、シャトルから切り離され大気圏再突入し燃え尽きる。その後の目標軌道へは、OMS(軌道制御システム)を噴射し到達する。
今回のミッションで、4基のETと8基のSRBが必要となった。ETは、製造元の、ロッキードマーティン社(ルイジアナ州ニューオーリンズ)に未使用の1個体が保管され、3個体が、KSC(ケネディ宇宙センター)、マーシャル宇宙飛行センター、カルフォルニア科学センターでそれぞれ屋外展示されていた。この屋外展示されていた3個体のETは、ロッキードマーティン社へ送られた。
外装のオレンジ色の断熱材が剥がされ、劣化の度合が点検された後、耐圧試験が行われ、制御システムが最新のVPX規格品(航空宇宙規格)に交換された。その後、オレンジ色の発泡断熱材が再コートされ、専用運搬船でKSCへ輸送された。
SRBは、アルテミス計画用に準備された、改良型5セグメントタイプの8基が用意され、ユタ州のATK(アトランテックシステムズ)より鉄道でKSCに運ばれた。
従来型の4セグメントタイプより、1基当たりの推力が、約180トン性能向上している。全長は、従来型より約8.2メートル長い、45.5メートルで、直径3.7メートル、重量590トンである。2基が外部燃料タンクの外側に装着され、切り離し後海上で回収されるが、再使用される事の無い使い捨てタイプである。
展示されていたシャトルのSSMEは、全てレプリカに改装されていた。現役運用時の、SSMEは、形式名がRS-25型で、シャトルが帰還すると取り外されSSMEPF(スペースシャトルメインエンジン処理施設)で整備され再使用されていた。
その、RS-25型は、幾度かの更新と改良を受けシャトル計画の終了時には、D型と呼ばれ公称出力が104パーセント最大出力は109パーセントに向上されていた。未使用状態の1基と合わせ15基が存在し、大型ロケット打ち上げシステム『スペース・ローチン・システム』用に転用される事となり保管された。
2015年に、オリオン計画用としてエアロ・ロケット・ダイン社により、エンジンナンバー:E-2063の一基が約三ヵ月をかけ新造され16基とされた。同時期に、全てのRS-25D型は、ターボ・ポンプの変更と制御システムのアップデートを受け、最大出力が113パーセントに向上された。その後の2019年11月に、有人月面着陸宇宙船『アルテミス』用(2021年11月打ち上げ予定)に、4基(エンジンナンバー:E-2054、E-2056、E-2058、E-2060)のRS-25型が搭載され、残り12基が現存していた。
ルイジアナ州ニューオーリンズのジョン・C・ステニス宇宙センターで、RS-25型、12基の燃焼最終試験が行われ、未使用の(E-2062、E-2063)2基と運用時間が短く出力の安定した1基(E-2047)がエンデバー号用に選別された。
KSCには、3棟のOPF(オービタ整備棟)があり、現役時代には点検整備を約90日間で行っていた。4機のシャトルはそれぞれ、OPF-1にアトランティス号、OPF-2にエンデバー号、OPF-3にディスカバリー号が収められ、エンタープライズ号は、仮設のOPFが設けられ収められた。
シャトルは、60万個もの部品で構成されているが、再使用されるのは船体とメカニカルな装置となる。生命維所装置や操縦装置などすべての装備品が取り払われストリップダウンされた。取り外された、機器・装置は、作動点検が行われ、欠落や作動しない部品は、直ちに製造元に発注され整備された。
船体の、外装の塗装が剥がされ、構造検査が行われた。その後、外装にタングステン特殊プラズマ溶射がされた。
核弾頭を搭載する3機のシャトルは、コックピット前方の6枚と天井部の2枚の窓が耐熱タイルで塞がれた。着陸装置、貨物室のカナディアンアーム(クレーン)、生命維持、エアコン、シートなどの飛行に不要な機器・装置は装着されなかった。3基のSSMEと、OMS(軌道制御システム)用エンジン:AJ10‐190が搭載された。
エンタープライズ号は、2012年10月、ハリケーン・サンディによりパビリオンが被害を受け、垂直尾翼先端が損傷し、博物館により修理されていたが修復の必要性が生じていた。そして、滑空試験機として建造されており、SSEMの搭載用構造体は存在していたがOMS用のエンジンのマウントが無く、RCS(姿勢制御システム)も装備されていなかった。機体後部が解体され、OMS用のマウントが新造され垂直尾翼が修復された。
また機首先端部のノーズキャップはグラスファイバー製が取り付けられ、大気圏再突入に必要な耐熱タイルは、ポリウレタンのダミーが取り付けられていた。エンタープライズ号は、核搭載船で地球への帰還はすることは無いが、太陽最接近時の断熱材として必要とされ、約23,500枚の耐熱タイルが必要となった。
耐熱タイルは、シリカセラミック製でその形状は全て異なる。15センチ四方、厚さは2.5センチから12.7センチで、密度は非常に低く厚さ10センチのもので315グラム程度である。その形状が異なる23,500枚のシリカセラミック耐熱タイルが3Dプリンターで成形され、オーブンで焼成された。シリカセラミック耐熱タイルが貼り付けされ、ノーズキャップと主翼前縁部などの44の部材が、RCC(強化炭素複合材)に置き換えられた。
5台のフライトコンピュータAP-101S(IBM製)は、VPX規格(航空宇宙規格)規格に対応した3台のRAD-5545(BAE製)に置き換えられた。新たに、AI追従航行システム用のスペースボーン(HP製)2台が搭載され、追従追尾用のウルトラ・ハイスピードカメラが、コックピット上部に装備された。
核弾頭を収める3基のコンテナ(格納容器)が、タングステン特殊鋼で製作された。ニューメキシコ州カートランドの地下弾薬管理貯蔵施設で、軍の特殊部隊により276個の核弾頭が3基のコンテナに収められ、鉄路でKSCに輸送され、ペイロード(貨物室)に搭載された。
改装が終わったアトランティス号が、VAB(垂直組立棟:バーチカル・アッセンブリ・ビルディング)に搬入された。既に2基のSBRがMLP(移動式発射台:モバイル・ランチャー・プラットホーム)に垂直に据え置かれ、それぞれは4本の爆破ボルト(内部に火薬が装填されおり爆破し切離される)で固定され、ETが取り付けられていた。
シャトルは、VABで約3週間かけ組み立てらる。VABは、アポロ計画で打ち上げられた、全長110メートルのサターンⅤロケットを、垂直状態で組立てを行う為に1966年に建設され、LCー39発射施設に隣接している。71基のクレーンがあり、そのうち2基は325トンクレーンである。施設内は4つのドックがあり、並行して4機の組み立てが可能である。建物の容量は世界第4位で、設備の高さは160メートル、搬出用ドアは世界一の高さで139メートルあり、全開させるには45分を要する。湿度の高い季節には上層部が曇るため、125台の換気装置が設置されている。現在は、アメリカ合衆国の歴史登録財されている。
アトランティス号は、ほぼ一日を掛け、325トンクレーンでゆっくりと垂直に吊り上げられ、ETとSRBに接合されシャトルの組立てが完了した。
これまでに、約16ヵ月を要し、アトランティス号は、MLPと共にCT(クローラートランスポーター)に載せられた。
打ち上げ時には、シャトル本体の3基のSSME(スペースシャトルメインエンジン)と2基のSRBの推力で宇宙空間へ運ばれるが、シャトルにはSSME用の燃料は搭載されておらず、燃料の液化水素と酸化剤の液体酸素はET(外部燃料タンク)から供給される。
打ち上げから高度約46キロメートル付近までSSMEとSRBで推進し、SRBは燃焼が終わる約2分後、ETから切り離され落下し、パラシュートで減速され大西洋上に着水し専用船で回収される。SRBの切り離し後は、シャトルに搭載された3基のSSMEが推進する。約10分後、SSMEが停止するとETも、シャトルから切り離され大気圏再突入し燃え尽きる。その後の目標軌道へは、OMS(軌道制御システム)を噴射し到達する。
今回のミッションで、4基のETと8基のSRBが必要となった。ETは、製造元の、ロッキードマーティン社(ルイジアナ州ニューオーリンズ)に未使用の1個体が保管され、3個体が、KSC(ケネディ宇宙センター)、マーシャル宇宙飛行センター、カルフォルニア科学センターでそれぞれ屋外展示されていた。この屋外展示されていた3個体のETは、ロッキードマーティン社へ送られた。
外装のオレンジ色の断熱材が剥がされ、劣化の度合が点検された後、耐圧試験が行われ、制御システムが最新のVPX規格品(航空宇宙規格)に交換された。その後、オレンジ色の発泡断熱材が再コートされ、専用運搬船でKSCへ輸送された。
SRBは、アルテミス計画用に準備された、改良型5セグメントタイプの8基が用意され、ユタ州のATK(アトランテックシステムズ)より鉄道でKSCに運ばれた。
従来型の4セグメントタイプより、1基当たりの推力が、約180トン性能向上している。全長は、従来型より約8.2メートル長い、45.5メートルで、直径3.7メートル、重量590トンである。2基が外部燃料タンクの外側に装着され、切り離し後海上で回収されるが、再使用される事の無い使い捨てタイプである。
展示されていたシャトルのSSMEは、全てレプリカに改装されていた。現役運用時の、SSMEは、形式名がRS-25型で、シャトルが帰還すると取り外されSSMEPF(スペースシャトルメインエンジン処理施設)で整備され再使用されていた。
その、RS-25型は、幾度かの更新と改良を受けシャトル計画の終了時には、D型と呼ばれ公称出力が104パーセント最大出力は109パーセントに向上されていた。未使用状態の1基と合わせ15基が存在し、大型ロケット打ち上げシステム『スペース・ローチン・システム』用に転用される事となり保管された。
2015年に、オリオン計画用としてエアロ・ロケット・ダイン社により、エンジンナンバー:E-2063の一基が約三ヵ月をかけ新造され16基とされた。同時期に、全てのRS-25D型は、ターボ・ポンプの変更と制御システムのアップデートを受け、最大出力が113パーセントに向上された。その後の2019年11月に、有人月面着陸宇宙船『アルテミス』用(2021年11月打ち上げ予定)に、4基(エンジンナンバー:E-2054、E-2056、E-2058、E-2060)のRS-25型が搭載され、残り12基が現存していた。
ルイジアナ州ニューオーリンズのジョン・C・ステニス宇宙センターで、RS-25型、12基の燃焼最終試験が行われ、未使用の(E-2062、E-2063)2基と運用時間が短く出力の安定した1基(E-2047)がエンデバー号用に選別された。
KSCには、3棟のOPF(オービタ整備棟)があり、現役時代には点検整備を約90日間で行っていた。4機のシャトルはそれぞれ、OPF-1にアトランティス号、OPF-2にエンデバー号、OPF-3にディスカバリー号が収められ、エンタープライズ号は、仮設のOPFが設けられ収められた。
シャトルは、60万個もの部品で構成されているが、再使用されるのは船体とメカニカルな装置となる。生命維所装置や操縦装置などすべての装備品が取り払われストリップダウンされた。取り外された、機器・装置は、作動点検が行われ、欠落や作動しない部品は、直ちに製造元に発注され整備された。
船体の、外装の塗装が剥がされ、構造検査が行われた。その後、外装にタングステン特殊プラズマ溶射がされた。
核弾頭を搭載する3機のシャトルは、コックピット前方の6枚と天井部の2枚の窓が耐熱タイルで塞がれた。着陸装置、貨物室のカナディアンアーム(クレーン)、生命維持、エアコン、シートなどの飛行に不要な機器・装置は装着されなかった。3基のSSMEと、OMS(軌道制御システム)用エンジン:AJ10‐190が搭載された。
エンタープライズ号は、2012年10月、ハリケーン・サンディによりパビリオンが被害を受け、垂直尾翼先端が損傷し、博物館により修理されていたが修復の必要性が生じていた。そして、滑空試験機として建造されており、SSEMの搭載用構造体は存在していたがOMS用のエンジンのマウントが無く、RCS(姿勢制御システム)も装備されていなかった。機体後部が解体され、OMS用のマウントが新造され垂直尾翼が修復された。
また機首先端部のノーズキャップはグラスファイバー製が取り付けられ、大気圏再突入に必要な耐熱タイルは、ポリウレタンのダミーが取り付けられていた。エンタープライズ号は、核搭載船で地球への帰還はすることは無いが、太陽最接近時の断熱材として必要とされ、約23,500枚の耐熱タイルが必要となった。
耐熱タイルは、シリカセラミック製でその形状は全て異なる。15センチ四方、厚さは2.5センチから12.7センチで、密度は非常に低く厚さ10センチのもので315グラム程度である。その形状が異なる23,500枚のシリカセラミック耐熱タイルが3Dプリンターで成形され、オーブンで焼成された。シリカセラミック耐熱タイルが貼り付けされ、ノーズキャップと主翼前縁部などの44の部材が、RCC(強化炭素複合材)に置き換えられた。
5台のフライトコンピュータAP-101S(IBM製)は、VPX規格(航空宇宙規格)規格に対応した3台のRAD-5545(BAE製)に置き換えられた。新たに、AI追従航行システム用のスペースボーン(HP製)2台が搭載され、追従追尾用のウルトラ・ハイスピードカメラが、コックピット上部に装備された。
核弾頭を収める3基のコンテナ(格納容器)が、タングステン特殊鋼で製作された。ニューメキシコ州カートランドの地下弾薬管理貯蔵施設で、軍の特殊部隊により276個の核弾頭が3基のコンテナに収められ、鉄路でKSCに輸送され、ペイロード(貨物室)に搭載された。
改装が終わったアトランティス号が、VAB(垂直組立棟:バーチカル・アッセンブリ・ビルディング)に搬入された。既に2基のSBRがMLP(移動式発射台:モバイル・ランチャー・プラットホーム)に垂直に据え置かれ、それぞれは4本の爆破ボルト(内部に火薬が装填されおり爆破し切離される)で固定され、ETが取り付けられていた。
シャトルは、VABで約3週間かけ組み立てらる。VABは、アポロ計画で打ち上げられた、全長110メートルのサターンⅤロケットを、垂直状態で組立てを行う為に1966年に建設され、LCー39発射施設に隣接している。71基のクレーンがあり、そのうち2基は325トンクレーンである。施設内は4つのドックがあり、並行して4機の組み立てが可能である。建物の容量は世界第4位で、設備の高さは160メートル、搬出用ドアは世界一の高さで139メートルあり、全開させるには45分を要する。湿度の高い季節には上層部が曇るため、125台の換気装置が設置されている。現在は、アメリカ合衆国の歴史登録財されている。
アトランティス号は、ほぼ一日を掛け、325トンクレーンでゆっくりと垂直に吊り上げられ、ETとSRBに接合されシャトルの組立てが完了した。
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