宇宙の歴史に関する素晴らしい（あまり知られていない）品を購入しました！

1950 年代半ばから、エンジニアたちは空力加熱の問題に取り組み始めました。課題は、ミサイルの弾頭を発射し、無傷で大気圏に再突入させて標的で爆発させる方法を考案することでした。同じ原理が宇宙飛行にも引き継がれました。宇宙時代の初期には、同じミサイルの弾頭の役目を人間が担いました。これが最終的に、アポロ宇宙飛行士が着水前に大気圏を炎上しながら帰還する際に安全を保ったアブレーション熱シールドにつながりましたが、これは 1960 年代には新しい技術でした。つまり、アポロの多くの部分と同様に、ジェミニ計画中に実証されたということです。最初のアブレーション熱シールドは 1965 年にジェミニ 2 号で認定され、私は最近その熱シールドの一部を購入しました。

アブレーション素材をノーズコーンに使用するテストは、1950年代に陸軍のジュピターC計画の一環として、グラファイト、テフロン、ナイロン、ルーサイトなどの素材で開始されました。この初期のテストで、アブレーションは弾頭（この場合はノーズコーン）が地球の大気圏を落下する際に摩擦によって発生する熱からペイロードを保護する優れた方法であることが証明されました。しかし、NASAの前身組織である国家航空諮問委員会は、米国空軍が使用するヒートシンク金属（一種の熱スポンジと表現される）を好んでいました。

NASA が 1959 年に有人宇宙飛行計画に着手したとき、NACA はアブレーションよりもヒートシンクを優先する姿勢を貫いていました。ベリリウム ヒートシンクは、米国海軍のポラリス ミサイルのテストで効果があっただけでなく、アブレーション ヒート シールドに特徴的な「プラズマ シース」を生成せずに宇宙飛行士を保護する技術でした。ヒート シールドが燃え尽きるときに生成されるイオン化された空気のこの外層は、再突入時に通信を遮断する恐れがありました。NASA 内部の多くの人は、アメリカの初期の宇宙飛行士との連絡が途絶えることを避けたいと考えていました。

そしてNASAのマーキュリー計画はベリリウムヒートシンクを採用して前進し、再突入の熱が搭乗中の宇宙飛行士に影響を与えることはなかった。しかし1960年3月には、このタイプの熱管理が月面ミッションで機能するかどうか疑問視されていた。マーキュリーは浅い角度で大気圏に再突入し、再突入の熱に長時間さらされる。アポロの再突入ははるかに高速だった。これらのミッションは月から毎秒35,000フィート以上の速度で猛スピードでやって来る。この熱プロファイルを管理するために、アポロではアブレーション熱シールドを使用する決定が下され、それはこの新技術が暫定ジェミニ計画中にテストされ、実証されることを意味した。

ジェミニ計画は、1964 年 4 月 8 日のジェミニ 1 号で開始されました。これは主に、ジェミニ タイタン打ち上げロケットと、離陸時の宇宙船の構造的完全性のテストでした。無人機は軌道に乗せられましたが、飛行の最初の段階で打ち上げ資格の目標が達成されたため、ミッションは 3 周回後に終了しました。宇宙船は 3 日後の 4 月 12 日、再突入時に分解されるまで宇宙に残されました。

ジェミニ 2 号は、宇宙船が回収されるように設計されたプログラムの最初のミッションであり、回収ミッションの一部は熱シールドのテストでした。実際、これがこの飛行の主な目的でした。有人ジェミニ ミッションの続行は、ジェミニ 2 号によるアブレーション熱シールドの実証の成功にかかっていました。

リスクは高かったが、ミッション自体はそれほど高くはなかった。この飛行はプログラム唯一の弾道飛行ミッションであり、エンジニアたちは宇宙船が宇宙から帰還する際に遭遇すると予想される最高熱を模倣する巧妙な方法を考案した。熱シールドは有人ミッションで飛行するシールドの半分の厚さで作られ、高度106マイルの高弧弾道軌道をたどることで、宇宙船はどんな有人ミッションよりも高温にさらされることになる。

ジェミニ 2 号は、1965 年 1 月 16 日の午前 9 時過ぎに打ち上げられました。薄い耐熱シールドを除けば、宇宙船は後のミッションで宇宙飛行士を運ぶものと同じでした。有人飛行と同じように加圧されていました。乗組員のようなものもいました。シーケンサー、バッテリー、カメラ、ライト、計器、タイマー、テープ レコーダーで作られた 2 人の「模擬宇宙飛行士」が射出座席に取り付けられました。これらの機械人間は、乗組員が行うすべてのことを管理し、打ち上げ時の振動や客室の温度など、将来の有人ミッションに関係するデータ ポイントも記録しました。

宇宙船は計画された最高高度 106 マイルに到達し、その後時速 16,600 マイルで大気圏に再突入しました。耐熱シールドと宇宙船の温度は、計画されたジェミニ再突入で予想される温度よりも華氏 20 ～ 60 度高くなっていました。宇宙船は 19 分間の飛行の後、発射地点から 2,126 マイル離れた地点に着水しました。宇宙船は大気圏の摩擦から十分に保護されていたため、耐熱シールドをクリアして有人ミッションに出発し、次の飛行でそのミッションを遂行しました。ジェミニ 3 号は、NASA のジェミニ計画における最初の有人軌道ミッションでした。

ジェミニ 2 号宇宙船は、ジェミニ計画の一部ではなかったものの、再利用された唯一の宇宙船でした。米国空軍は、有人軌道実験室と呼ばれるジェミニ計画の軍事バージョンを開発しました。この計画で実施されたミッションは、無人テスト飛行の 1 つだけで、宇宙船は改修されたジェミニ 2 号でした。宇宙船への最大の変更点は耐熱シールドであり、ジェミニ 2 号の 2 回目の飛行は、ハッチ付きの耐熱シールドの完全性をテストする別の耐熱シールド テストとなりました。この飛行はまたしても成功しましたが、計画全体としては失敗しました。

出典: Swenson、Grimwood、Alexander 著『This New Ocean』、NSSDC の Gemini 2、