空軍が打ち上げに失敗した有人軌道実験室

1966年11月3日午前8時50分、タイタンIII Cミサイルがケープカナベラルの第40発射施設から打ち上げられた。このミサイルは、現在ジェミニBと呼ばれる改修されたジェミニ2号宇宙船と、タイタンIIの第1段酸化剤タンクから作られた模擬実験室モジュールを搭載していた。ジェミニBは計画された弾道軌道をたどり、打ち上げから39分後に南大西洋のアセンション島の近くに着水した。一方、タイタンの上部転位は、模擬実験室とその衛星ペイロードを地球から約191マイル上空のほぼ円軌道に乗せた。実験室の軌道は急速に低下し、1967年1月9日、米国空軍の有人軌道実験室宇宙ステーション計画の唯一のミッションは、その最後の痕跡が地球の大気圏で燃え尽きて終了した。

極超音速への一歩

1952 年、ベル エアクラフト社の主任エンジニア、ボブ ウッズは、極超音速研究プログラムを求めるメモを米国航空諮問委員会 (NACA) に送りました。ロケット エンジンは、飛行機を日常的に超音速に押し上げていました。十分に強力なエンジンが飛行機を極超音速に送り、音速の 5 倍以上のマッハ 5 を超える速度で空を飛ぶようになるのは時間の問題でした。ウッズの意見では、極超音速研究機を製造して、このような猛スピードで飛行するパイロットの命を守る方法を考え始めるには、今が絶好のタイミングでした。

2 年後、ウッズが提案した極超音速研究機は X-15 として実現しました。これは小型のロケット推進機で、最高マッハ 7、最高高度 250,000 メートルで飛行するように設計されていました。滑走路着陸に向けて地球に落下するとき、それは軌道から帰還する宇宙船に似たものになります。宇宙が地平線上にあることは明らかで、航空機からスペースプレーンへの飛躍を遂げる乗り物は、X-15 が地上を離れる前からすでに開発されていました。これはロケットに垂直に乗せて軌道に打ち上げられるように設計されたグライダーです。地球を周回した後、大気圏をマッハ 20 の速度で戻り、無動力ながら制御された状態で滑走路に着陸します。

1950 年代半ば、この極超音速グライダーはさまざまな形態をとった。BoMi (Bomber Missile の略) と ROBO (Rocket Bomber の略) は、2 つの兵器化されたバージョンである。どちらも、パイロットが上層大気を飛行しながら敵国を爆撃する。その対極にあるのが、軌道から情報収集を行うように設計された非兵器の偵察機、Brass Bell である。1956 年、グライダーのコンセプトは、極超音速兵器および研究開発システムの頭字語である Project HYWARDS に組み込まれた。このシステムは、そのダイナミックな急降下着陸プロファイルにちなんで Dyna-Soar というニックネームが付けられる前は、兵器システム 464L としても知られていた。

ダイナソアの進捗は遅々として進みませんでした。その後、ソ連が 1957 年 10 月 4 日にスプートニクを打ち上げ、国家として突然、人間を宇宙に送り出す必要性が生じたため、ダイナソアが最前線に躍り出ました。これは、パイロットを軌道に乗せることができる開発中の唯一のプロジェクトでした。同月、このプロジェクトは米国の宇宙飛行に向けた次のステップとして国防総省 (DOD) によって承認され、1958 年 1 月までに、米国空軍と国家航空諮問委員会 (NACA) が協力してダイナソアの実現に取り組みました。

しかし、ダイナソアの構想から現実への移行はスムーズなものではなかった。このプログラムはNACAからアメリカ航空宇宙局（NASA）への移行を生き延びたが、新しい宇宙機関が独自のマーキュリー計画に注力したため、ダイナソアは十分な支援を受けられなかった。1959年2月、グライダー計画は主に兵器計画として定義された。4月には、弾道極超音速研究計画として再定義された。5月には、再び兵器システムとして再定義された。工学上の問題は、システムの真の軍事的可能性を見極めることに重点が置かれた。このプロジェクトは、技術的な理由ではなく、明確な方向性がなかったために失敗する危険があった。

1960 年半ばまでに、ボーイングはダイナソアのハードウェアの製造を開始し、空軍はそれが有人宇宙飛行に適していると判断し、国防総省は軌道飛行段階を通じて資金援助を約束してこのプログラムを支援しました。無人ミッションをキャンセルしてプログラム全体を早急に進める試みさえ行われました。空軍はダイナソアがすぐに有人軌道飛行を開始することを望んでいました。

民間宇宙船の軍事利用

2 年後、ダイナソアは軌道到達にそれほど近づいておらず、NASA は宇宙に関して空軍に迫っていました。NASA は水星周回ミッションを成功させており、次のプログラムであるジェミニはすでに開発中でした。そして、それは NASA にとって大きな一歩となるはずでした。はるかに先進的な宇宙船であるジェミニは、宇宙で最大 2 週間 2 人の宇宙飛行士をサポートし、パラグライダー システムを使用して滑走路に着陸するように設計されていました。

ジェミニの高度な性能は空軍の興味をそそり、1962 年 2 月の議会公聴会で、この宇宙船を使用した軍事プログラムが形になり始めました。6 月までに、ジェミニ宇宙船が軍の宇宙飛行士を有人軌道開発システムと呼ばれる 4 人乗りの宇宙ステーションに輸送するという構想が生まれました。MODS は、長期間の宇宙飛行の課題を調査し、実験用の実験装置を収容し、独自の補給モジュールと推進システムを搭載します。8 月、この軍用ジェミニは「ブルー ジェミニ」と名付けられ、MODS プログラムの初期トレーニング段階として 6 回の空軍ジェミニ ミッションを求める提案が浮上しました。

ロバート・マクナマラ国防長官は、ブルージェミニと MODS が NASA の計画とほぼ重複していたため、すぐに計画を中止した。NASA のジェームズ・ウェッブ長官も、民間の宇宙探査と低軌道の軍事利用の境界があいまいになることを懸念し、この計画には乗り気ではなかった。しかし、ジェミニに対する軍の関心は残った。空軍は 1963 年 9 月に数社の航空宇宙企業に構想調査を依頼し始め、その結果、ジェミニ B と呼ばれる宇宙船が誕生した。この宇宙船は、25 フィートの円筒形実験モジュールにドッキングして軌道を回り、乗組員を最大 1 か月間維持できる。マクナマラ長官でさえ、ジェミニの可能性についてまだ考えていた。

ダイナソアの死

長年、ダイナソアの主な売り文句は機動性のある再突入と着陸だったが、マクナマラは、ダイナソアが実際に軌道上で何をするかについて、誰もあまり考えていないことに気づいた。そして今、NASA の長年の経験に裏打ちされた制御された再突入を備えた同等の地球周回軌道プログラム、ジェミニが登場した。ダイナソアはその優位性を失い、マクナマラにとっての疑問は、ジェミニ スタイルの軌道ではなくダイナソアの軌道を追求することで、USAF がどのような利益を得るのかということだった。

ダイナソアの将来が不確かなため、マクナマラは極超音速グライダーとジェミニの比較研究を命じた。結果はさまざまだった。ダイナソアはアメリカの軍事宇宙計画にとって最良の選択肢であると主張する者が多かったが、マクナマラは最終的に、NASA の経験を空軍のジェミニ計画に活用することの利点を認める者の側に立った。

1963 年 12 月 10 日、マクナマラはダイナソア計画の中止と有人軌道実験室計画の創設を発表しました。計画をより迅速に進め、コストを抑え、そして最も重要な重複を避けるために、NASA は国防総省とこの計画を実現するための作業協定を締結しました。

有人軌道実験室

MOL はすぐに検討段階に入った。マクナマラは、ホワイトハウスと国防総省の支援を得るには、それが軍事上必要であることを証明する必要があることをわかっていた。1964 年 1 月、MOL の基本目標とガイドラインが設定され、このプログラムは、軍事宇宙能力の拡張と向上のための技術開発に重点を置き、軌道上での宇宙ステーションの組み立てを実証するものと位置付けられた。そのステーションで行われる実験案は、早期警戒システム、弾道ミサイル防衛、軌道衛星の検出と検査、地上核実験の可能性の偵察と監視など、軍事目標に関連していた。

基本的なミッション構造もこの頃に誕生しました。宇宙飛行士は、タイタン III C ミサイルの上にあるジェミニ B 宇宙船に乗って打ち上げられます。発射台でスタック全体が垂直になったときに、熱シールドの下に宇宙船と結合されるのは、2,000 立方フィートのミッション テスト モジュール (後に実験室モジュールと改名) です。ここにすべての実験が収容され、乗組員に十分な作業スペースが与えられます。ミッションが終了すると、乗組員はジェミニ B で地球に戻ります。一方、実験室は軌道上に残り、2 番目の乗組員を収容するか、リモート コマンドに従って再突入して地球の大気圏で燃え尽きるかを選択できます。

積載物の総重量はおよそ 20,500 ポンドで、ジェミニ B が 6,000 ポンド、実験室が 8,000 ポンド、実験積載物が 4,500 ポンド、後から追加される積載物のための余裕が 2,000 ポンドありました。これにより、MOL はタイタン III C の積載能力 25,000 ポンドの範囲内に収まりました。

基本的なミッション セットにより、MOL は 1966 年に一連の無人ミッションを飛行し、1967 年または 1968 年初頭に有人飛行を開始する予定でした。6 つの研究所、3 つのバックアップ宇宙船、および 1 つの地上テスト ユニットを含む総コストは、15 億ドルから 25 億ドルの間になると予想されました。これで、詳細が残りました。

定義と精緻化

1964 年は、空軍がアポロのハードウェアの一部を MOL に組み込むことに興味を示したことから始まりましたが、このアイデアは長くは続きませんでした。月は国家の優先事項としてあまりにも高かったため、月ミッションのハードウェアの二次的な使用は 1970 年以降まで待たなければなりませんでした。MOL はジェミニのハードウェアに限定されました。

ジェミニのハードウェアに制限があったからといって、アポロのハードウェアで解決できたはずの問題が新たに生じたわけではありません。問題のひとつは乗組員の移送でした。実験室はジェミニ B の耐熱シールドの後ろにドッキングして打ち上げられたため、乗組員の移送はミッション計画者が対処しなければならなかった大きな技術的ハードルの 1 つでした。

ジェミニBと研究室の間で乗組員が船外活動を行うことが簡単に議論されたが、この未検証の方法はリスクが大きすぎた。このアイデアは却下されたが、緊急措置として船外活動は維持された。ジェミニBのハッチと研究室モジュールのハッチを結ぶ伸縮式トンネルによる移動は実行可能だったが、大幅な構造変更が必要となるため最終的には見送られた。ジェミニBを蝶番で回転させて2つの宇宙船のハッチを物理的に一列に並べるというアイデアも、同じ理由で見送られた。最後の選択肢は、ジェミニBの耐熱シールドに穴を開け、乗組員が内部のトンネルを使って宇宙船間を移動することだった。この解決策は信じられないほど単純で、再突入中に切断された耐熱シールドの完全性について深刻な懸念を引き起こしたが、それでも乗組員の移動方法として採用された。

その他の考慮事項により、MOL は NASA のジェミニ計画とほぼ一致することになった。空軍は、実験モジュールに独自の自律慣性誘導システムを搭載することを決定した。高度なオンボード デジタル コンピューターには、複雑な軌道力学の問題を解決できるプログラミング、乗組員用のインターフェイス、ジェミニ B およびタイタン III C と通信する機能が必要になる。そしてもちろん、このコンピューターには電源が​​必要になる。ミッション プランナーは、重量と電力の制限を理由にバッテリーを却下し、寿命が限られている補助動力装置を却下し、MOL のような小さなステーションでは扱いにくく扱いにくい太陽電池を却下した。残ったのは、NASA が後のジェミニおよびアポロ ミッションで使用することを計画していたのと同じ種類の燃料電池だった。これは完全に飛行可能な状態ではなかった技術だったが、MOL のプランナーは、ステーションの打ち上げ準備が整う頃には信頼できるものになると確信していた。また、ジェミニと同様に、これらの燃料電池は、同様の宇宙対地上中継システムを備えた超短波 (VHF) 指向性無線アセンブリに電力を供給し、地球上のステーションでミッションを追跡できるようになります。

ジェミニとのもう一つの類似点は、MOLの打ち上げ脱出システムである。NASAは、重量を軽減するためだけに、ジェミニ宇宙船にマーキュリーやアポロで使用したような脱出タワーではなく射出座席を使用した。この宇宙船の将来の用途を見越して、設計者は基本重量を抑えたいと考えた。これらの射出座席は、爆発するタイタンIIミサイルから宇宙飛行士を脱出させるのに十分なほど強力であったが、空軍はより大型のタイタンIII Cを使用していた。液体燃料の第1段と上部トランステージに加えて、このタイタンには、第1段の数秒前に点火する2つの固体ロケットモーターがあり、ステージ0と見なされていた。このロケットが爆発した場合、火の玉に供給する燃料が大幅に増えた。NASAの射出座席ではジェミニBの乗組員は救われなかったが、打ち上げ脱出タワーの重量も同様にプログラムに悪影響を及ぼした。解決策は妥協案だった。ジェミニBは、宇宙船のアダプタセクションに搭載されたロケットと組み合わせて射出座席を使用する予定だった。

MOL は徐々に複雑になっていったが、同時により高度になっていき、空軍の宇宙における地位を強固なものにしていた。しかし、乗組員の移送方法や動力源の問題よりも解決が難しい、プログラムに対する外部からの課題もあった。

新たな競争

MOL が最初に構想されたとき、NASA はアポロ月面着陸計画にのみ焦点を当てていました。しかし、1964 年後半には、NASA の指導者たちは、月面以外での NASA の将来は不確実であることに気づき始めていました。NASA は、アポロ計画を超えて宇宙における中心的な役割を拡大することを目指し、アポロ拡張支援 (AES) プログラムまたはアポロ X と呼ばれる後続プログラムの計画を開始しました。その目標の 1 つは、ジェミニとアポロの高度なハードウェアを使用して宇宙ステーションを建設することでした。

MOLは突如、議会から非難を浴びた。NASAが着実に成功を積み重ねる中、MOLは今や宇宙機関が考えていたものよりも性能の劣るバージョンを提供しているように思われた。2期目の再選を目指していたリンドン・ジョンソン大統領からも反発が起こり始めた。1964年の選挙シーズン中、ジョンソンの共和党の対立候補バリー・ゴールドウォーターは、軍事宇宙計画にもっと力を入れるべきだと主張した。これがきっかけでジョンソンはMOLから距離を置き、NASAの完全に民間向けのプログラムを支持するようになった。彼はMOLに限られた資金しか承認せず、選挙に勝利した後もマクナマラに対して、実験用ハードウェアを開発するための高度な概念研究としてのみMOLを支援すると約束した。大統領はMOLを本格的なプログラムとしては支持しなかった。

マクナマラはひるむことなくMOLを支持し、資金不足にもかかわらず開発の継続を承認した。1965年初頭、国防総省とNASAはMOLに関するさらなる協力を発表し、両組織が利用可能な技術を最大限に活用し、ミッションを重複させない統一アプローチを強調した。しかし、重複は避けられないように思われ、国防総省はすぐにプログラムの継続的開発を正当化しようとMOLの機能を拡張する方法を検討し始めた。国防総省当局は、大幅な変更を加えることで、MOLは軌道上で最長4か月間乗組員を維持でき、ジェミニまたはアポロとランデブーしてミッション中の乗組員の補給や交代を行うことができ、複数のモジュールをドッキングして作業スペースを増やすことができると判断した。国防総省にとって、MOLは明らかに必要だった。

宇宙ステーションの死

ジョンソン大統領は最終的に MOL に賛同し、国防総省の宇宙に関する要件をすべて満たし、NASA の進行中の取り組みを支援するという前提で、1965 年初頭にこの計画を正式に承認しました。その後すぐに議会の支持も得られました。議会の一部の議員は、MOL がアポロと同様の支援と無制限とも思える資金を得るよう要求し、国の軍事宇宙計画は民間宇宙計画と同等であるべきだと主張しました。

この政治的姿勢の変化は、ジェミニ 4 号と 5 号のミッションによってさらに強化されました。どちらのミッションも、地球の素晴らしい景色だけでなく、道路や発射台も鮮明に映し出した画像を送り返しました。高解像度の画像処理能力を備えた軍事宇宙ステーションが、素晴らしいスパイ プラットフォームになるという確証が得られました。空軍は敵国の軍事施設に関する貴重な偵察情報を集め、その兵器システムの真の威力をより正確に測定できるようになります。

最終的に、1965 年 3 月 1 日に実行可能性調査が開始され、MOL は当初の計画である 6 回の打ち上げを超える運用可能な有人偵察プログラムとして形を整えつつありました。また、NASA が空軍に、飛行済みのジェミニ 2 号宇宙船を使用してテスト飛行を行うことを許可したことで、準備に一歩近づきました。このテスト飛行では、転送トンネル用の穴を開けても再突入時に耐熱シールドが損なわれないことが証明されました。飛行準備に向けた取り組みの一環として、カリフォルニア州のヴァンデンバーグ空軍基地に発射場も建設されました。

しかし、一歩前進するごとにMOLの価格は上昇し、予算超過が打撃を与え始めた。有人打ち上げは最初は1970年に、次に1971年に延期された。そして、偵察衛星の成功もMOLの助けにはならなかった。無人ミッションは、MOLの写真撮影が期待していたのと同じように、ソ連のミサイル設置の証拠を発見していた。そのため、機械がうまく行っているミッションに空軍がなぜ危険を冒して人間を投入するのかという疑問が生じた。最終的に、中央情報局（CIA）が介入した。CIAは、国防総省がどう考えようと、MOLから返される偵察情報はコストに見合わないものであり、既存の衛星プログラムを複製する理由はないという意見を示した。そしてその間ずっと、ベトナム戦争は激化し、国防費を浪費していた。

空軍は、ますます不評になっていた MOL を救おうと奮闘しました。経費節減のため無人テスト飛行は全面的に中止され、NASA の副長官ロバート シーマンズでさえ空軍の宇宙ステーション プログラムの価値を語りました。しかし、予算局は MOL を維持する価値があると納得できませんでした。1969 年 5 月 17 日までに、このプログラムの費用は 13 億ドルに達し、実際のミッションで離陸するにはさらに 19 億ドルが必要でした。民間宇宙計画が盛んに行われ、月面着陸が近づき、宇宙ステーションの計画も進む中、軍用バージョンはあり得ませんでした。ニクソン大統領は 1969 年 6 月に MOL を中止しました。

これは決して MOL の全容ではありません。この記事では触れなかった詳細が山ほどあります。たとえば、MOL の宇宙飛行士、MOL の 1 回のテスト飛行、プログラムが中止された後に MOL のハードウェアに何が起こったかなどです (ヒント: この件は後ほど取り上げます)。そのうち、最近機密解除された何百もの文書を読み、この物語を解き明かすつもりです。

出典: Carl Berger 著「有人軌道実験室の歴史」、Donald Pealer 著「MOL パート I 有人軌道実験室」、Quest Magazine v4 n3、NASA 国防総省: 最初の 5 年間、Vintage Space。

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