NASAが地球を離れずに宇宙に行く方法

1968 年 6 月 16 日、ジョー・カーウィン、ヴァンス・ブランド、ジョー・エングルはアポロ司令船に乗り込み、内部に閉じ込められました。その後 7 日間、彼らは宇宙船の外装が均一に熱くなるようにゆっくりと回転しながら、搭載システムと消耗品で生き延びました。7 日後、彼らはひげを生やし、疲れ果てていましたが、幸せそうに姿を現しました。彼らのミッションは概ね成功していましたが、地球を離れることはできませんでした。2TV-1 の乗組員は、巨大な真空チャンバー内でミッションを「飛行」しました。

SESLの起源

真空チャンバーは飛行前テストに非常に役立ちます。宇宙は宇宙飛行士にとって過酷な環境であるだけでなく、宇宙飛行士の生命を維持するハードウェアにとっても過酷だからです。NASA は早くからこのことを認識しており、真空チャンバーが地球上の宇宙の大気の欠如、極端な温度、照明条件を再現できることも知っていました。1962 年、マーキュリー計画中に真空チャンバー テストを成功させた後、NASA はアポロのハードウェアを月へ送る前にテストするためのより大規模な施設を計画し始めました。この施設は最終的に宇宙環境シミュレーション研究所と名付けられました。

1962 年 2 月 20 日、ジョン・グレンが軌道に乗った最初のアメリカ人となるのを国民が見届けた日、SESL の作業グループが初めて会合を開いた。彼らは、4 つの部分に分かれた実験室が、宇宙のような環境で個々のシステムと宇宙船全体をテストするのに十分なスペースを確保できると判断した。そして、チャンバー A の 1 つは有人試験室となる。このチャンバーは、宇宙の極寒の温度とフィルターなしの太陽光の熱を再現でき、緊急要員の待機場所があり、緊急加圧システムを備え、関係者全員の完全な生体モニタリングが可能になる。

予備調査の契約はサンフランシスコのベクテル社に与えられ、これがチャンバー A の改良に役立ちました。チャンバー A は徐々に、直径 75 フィート (チャンバーの直径は最終的に 55 フィート) の直立した円筒形に形作られ、97 フィートの高さの直線の側面、半球形の上部、楕円形の底部、および片側に 45 フィートの高さのドアが付きました。全体は炭素鋼で作られ、ステンレス鋼のパネルで覆われ、炭素鋼の補強材で補強されます。

建設は 1963 年 5 月 7 日に始まり、1 年弱後にチャンバー A は漏れがないか確認するための最初の試験的な真空引きの準備が整いました。テストを実行すると、損傷の程度を確認する前に、管制官はきしみ音やポンという音を聞きました。チャンバー内の圧力が低下したためにドアフレームが内側に曲がり、隣接する補強材、O リング、パネルも歪んだことが判明しました。内側に曲がり、支柱も一緒に曲がりました。チャンバーの八角形のフレームは真空引きのストレスに耐えられないことが判明しましたが、幸いなことに、問題は損傷を修復し、構造全体を補強するだけで解決しました。

1965 年 5 月、修理が完了し、チャンバー A は構造的完全性試験に合格しました。翌年、フィルターなしの太陽光の光と熱をシミュレートできる 2 列のカーボン アーク モジュールが設置されました。巨大な真空チャンバーは宇宙船を受け入れる準備が整いました。

ブロックIテスト

第一世代のブロック I アポロ司令船である宇宙船 008 号は、1966 年 5 月 17 日にチャンバー A に積み上げられました。2 か月後、94 時間の真空テストでいくつかの問題が明らかになりました。ハッチの密閉が不十分、キャビン内に湿気が溜まり、耐熱シールドに氷が積もり​​、水道管が凍結したのです。

1966 年 8 月 1 日、宇宙船 008 号はボランティアの乗組員とともに 2 回目のテストを受けました。フライト クルー サポート部門のエンジニアであるドナルド ギャレット、ジョエル ローゼンワイグ、ニール アンダーソンは、問題の多い 8 日間の熱真空を経験しました。緊急再加圧、キャビン大気サンプリング システム、太陽光シミュレーション バンク、尿排出システムに問題があったため、テスト中は尿を袋に入れて保管する必要がありました。また、下着から有毒なフッ素リチウム ガスが放出され、脱ぐ必要が生じるという奇妙な問題にも遭遇しました。また、テストでは無重力状態をシミュレートしなかったため、8 日間ソファに仰向けに横たわっていたため、乗組員は副鼻腔炎と肺のうっ血に悩まされました。10 月 29 日から 11 月 1 日までの 2 回目の「ミッション」では、宇宙飛行士のジョー カーウィン、エド ギブンズ、MSC エンジニアのジョセフ ガリアーノが、尿排出の問題と燃料電池の故障を再現しました。これは、最終的に手順上のエラーが原因であることが判明しました。

テストは完璧には程遠かったが、それはチャンバーが役割を果たしていたことを意味していた。2 回のミッションで問題が明らかになり、最終的にブロック I 宇宙船に 14 の設計変更と 14 の手順変更を余儀なくされた。しかし、ブロック I は結局飛行しなかった。別のブロック I モデルである宇宙船 012 は、アポロ 1 号の乗組員の命を奪った宇宙船であり、事故後、NASA はブロック II 宇宙船のみを飛行させると決定した。つまり、新しい宇宙船は真空テストのためにデッキに載っていたということだ。

2TV-1

ブロック II 宇宙船であるアポロ 2TV-1 は、1968 年 4 月 23 日にチャンバー A に搭載されました。その時点から、400 人以上の人々が 24 時間体制で作業し、アポロ計画初の有人ミッションであるアポロ 7 号の飛行に向けて宇宙船の設定を行いました。6 月 15 日にようやく準備が整い、6 月 16 日には、宇宙飛行士のヴァンス ブランド、ジョー イングル、ジョー カーウィンが搭乗し、188 時間 31 分の模擬ミッションに挑みました。この疑似宇宙飛行により、ブロック II はチャンバー A の能力をフルに発揮しました。テストは「ホット ソーク」で開始され、チャンバー上部の太陽モジュールがコマンド モジュールを、その青い外皮が焦げるほどの高温にさらしました。次に、宇宙船は「コールド ソーク」に投入され、地球の影で遭遇する極寒の温度を模倣しました。もう一度ホットソークを行い、コマンドサービススタック全体を加熱して、月面に沿った軌道で回転する宇宙船をシミュレートしました。テストは4日目に問題が発生し、水道管が破裂して「太陽」の大部分がショートしました。これにより、完全なシャットダウンと28時間のテスト時間の損失を余儀なくされ、最終的にテスト手順の修正を余儀なくされました。宇宙飛行士は6月24日に宇宙船を離れ、太陽が割れたにもかかわらず、テストはほぼ成功しました。重大な問題はなく、ブロックII宇宙船に対して12のハードウェア設計と13の乗組員手順の変更が指示されただけでした。2TV-1ミッションは、NASAがアポロ7号を打ち上げるのに役立ち、1968年10月に打ち上げられ、今度はアポロ8号でNASAが月に行くのに役立ちました。

チャンバーA改装

チャンバー A は、そのまま放置されていないアポロの遺物です。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡プロジェクトの一環として改修され、深宇宙の極寒の温度をより正確にシミュレートできるアップグレードされたシステムと、テスト用のよりクリーンな室内環境が整えられています。

出典: NASA、NASA、JSC Roundup、Lori C. Walters 著「To Create Space on Earth」。