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【スペースシャトル】 †
Space Shuttle.
アメリカ航空宇宙局（NASA）がかつて運用していた宇宙船。
任務ごとの使い捨てではなく、機体総重量の約90%が再利用可能となっている点が特徴だった。
人工衛星の打ち上げや衛星軌道上での学術実験、宇宙ステーションの建設及び人員・資材の搬送に用いられていた。
実験機を含めて計6機が建造され（詳細は後述）、うち2機が事故で喪失、他は運用寿命により2011年に退役。
このため、稼働状態のスペースシャトルは現存しない。
後継機の開発が進められているが、開発費の高騰から見通しはまだ不透明である。
関連：オービター エンタープライズ NASA ブラン X-33?
略史 †
- 1960年代
- NASAが「再利用が可能な宇宙船」についての構想を計画。
- 1972年
- プロジェクトが始動。
- 1977年
- エンタープライズ号による滑空試験を開始。
- 1981年4月12日
- コロンビア号（STS-1）が打ち上げ成功。以降、本格的なミッションがスタートした。
- 1986年1月28日
- チャレンジャー号（STS-51L）が打ち上げの上昇中の事故により爆散。乗員は全員死亡。
- 1992年
- 最終号機「エンデバー」号がロールアウト。
- 2003年2月1日
- コロンビア号（STS-107）が大気圏?再突入時の事故により空中分解。乗員は全員死亡。
- 2011年3月
- ディスカバリー号が運用寿命を満了し、退役。
- 2011年5月
- エンデバー号が運用寿命を満了し、退役。
- 2011年7月
- アトランティス号が運用寿命を満了し、退役。
最後の一機が退役に至ったため、これをもって全プロジェクトが終了。
構造・性能 †
オービター1機、固体燃料ロケットブースター2基、外部燃料タンク1基で構成される。
オービターは100回、ブースターは10〜20回程度の再利用を想定して設計されていた。
ただし、実際には毎回のミッションごとに大修理が必須だったため、経済上の効率性には疑問の余地もあった。
また、外部燃料タンクだけは使い捨てで、衛星軌道への上昇中に切り離される。
任務終了後はオービターが大気圏再突入を行い、グライダーのように滑空・着陸が可能だった。
ただし、外部燃料タンクを再接続しなければ離陸できず、回収するために専用輸送機の手配を要する*1。
理論上は滑走路さえあれば着陸可能だが、NASA管理施設以外の場所に着陸した事例はない。
大気圏再突入時の熱の壁の影響が設計時の想定を越えており、余熱で機体主構造を損傷する危険性があった。
このため、特殊な強制冷却装置を用意し、着陸後すぐに冷却しなければならなった。
着陸後の輸送コストはプロジェクトを圧迫するため、発射地であるケネディ宇宙センターに帰還するのが常であった。
（特にプロジェクトの後期には）天候不順などでケネディへの帰還が滞った場合、代替地に着陸するより延期してケネディに着陸させる事が選ばれた。
構成 †
- オービター
- スペースシャトル・システムの核となる部分。大気圏への再突入が可能。
前部に乗員の生活・生命維持設備、中央に貨物室、後部にエンジン・飛行制御部品を配置。 - 外部燃料タンク(ET)
- オービターのエンジン用推進剤、液体酸素・液体水素が入っている。
打上げ9分後（高度約150km）に切り離され、唯一再利用されない部分。
発射台上でオービターとロケットブースターを繋ぐ役割も果たす。 - 固体ロケットブースター(SRB)
- 推力偏向装置を搭載。
外部燃料タンクに2本取り付けられ、打上げ2分後(高度約45km)に切り離される。
落下後回収され、再利用される。
発射台上ではボルトで固定され、発射の瞬間までスペースシャトル全体を支えている。
| 全長 | 全高 | 全幅 | 重量 | 推力 | |
| オービター | 37.2m | 17.2m | 23.8m | 78〜79t | 170t(大気圏)/213t(真空) |
| ET | 47.0m | - | 8.4m | 35t(自重)/720t(推進剤) | - |
| SRB | 45.5m | - | 3.7m | 88t(自重)/502t(推進剤) | 1200t |
オービターの一覧 †
オービターは「エンタープライズ型」として、試作・試験機5機と実用機4機が建造された*2。
以下にその一覧を示す。
| 実用機 | ||||
| 機体番号 | 機名 | 初飛行 | 最終飛行 | 備考 |
| OV-102 | コロンビア | 1981.4.12 〜1981.4.14 (STS-1) | 2003.1.16 〜2003.2.1 (STS-107) | 実用初号機。 地球へ帰還途中、空中分解事故により喪失（後述）。 |
| OV-099 | チャレンジャー | 1983.4.4 〜1983.4.9 (STS-6) | 1986.1.28 (STS-51L) | 地上試験機「STA-099」を転用。 打ち上げ直後、外部燃料タンクの爆発事故により喪失。 （後述） |
| OV-103 | ディスカバリー*3 | 1984.8.30 〜1984.9.5 (STS-41D) | 2011.2.24 〜2011.3.9 (STS-133) | 現在、エンタープライズに替わって 国立航空宇宙博物館に展示されている。 |
| OV-104 | アトランティス | 1985.10.3 〜1985.10.7 (STS-51J*4) | 2011.7.8 〜2011.7.21 (STS-135) | スペースシャトル計画全体の最終飛行を行った機体。 唯一、日本人宇宙飛行士の搭乗がなかった*5。 |
| OV-105 | エンデバー | 1992.5.7 〜1992.5.16 (STS-49) | 2011.5.16 〜2011.6.1 (STS-134) | 実用機として建造された最終号機。 チャレンジャー喪失後の補充代替*6として、 ストックされていた予備部品を使用して建造された。 |
| 試験機 | ||||
| 機体番号 | 機名 | 初飛行 | 最終飛行 | 備考 |
| OV-101 | エンタープライズ | 1977.2.15 | 1977.10.26 | 大気圏内での進入と着陸試験に供用。 宇宙飛行能力なし。 |
| OV-095 | - | - | - | アビオニクスの試験・訓練用模擬装置。 |
| - | パスファインダー（初代*7） | - | - | 地上施設内での移動と取扱訓練用の模擬機。 |
| MPTA-098 | - | - | - | 推進と燃料供給システムの試験機。 |
| STA-099 | - | - | - | 構造材の疲労試験と熱試験に供用された機体。 後に宇宙飛行能力を実装して「チャレンジャー」となる。 |
スペースシャトルの事故 †
チャレンジャー号（STS-51L）の事故 †
1986年1月28日、チャレンジャー号（STS-51L）が打ち上げの上昇中に爆発、乗員全員が死亡した。
推定される原因は、ロケットブースターのつなぎ目を密封するＯリングの低温硬化であった。
密閉性を損なってガスが漏出し、固定具が溶解。不安定になったブースターが燃料タンクに突き刺さり爆発に至った。
当日の打ち上げ延期を求める現場の声もあったが、それを無視したNASAの管理体制を問題視された。
また、この事故の教訓から、大気圏内での事故を想定した緊急脱出装置が装備されることとなった。
逆に言えば、それまで緊急脱出装置は装備されていなかったし、致命的な機械トラブル自体があまり想定されていなかった。
この事故はスペースシャトルに対する社会的信用を失墜させた。
また、十分な安全対策を取るようになった結果、打ち上げに際しての運用コストが爆発的に高騰。
人工衛星などの産業利用において、スペースシャトルは費用対効果で使い捨てロケットに対抗できなくなった。
最も楽観的な予測では、スペースシャトルは1回のフライトを1200万ドルで運行可能と目された。
しかし最終決算から概算するに、1回のフライトに必要な費用は少なくとも15億ドルを超えている。
コロンビア号（STS-107）の事故 †
2003年2月1日にコロンビア号（STS-107）が大気圏再突入時に空中分解を起こし、乗員全員が死亡した。
推定される原因は、発射時に外部燃料タンクから脱落した断熱材の破片が衝突したこと。
これにより、左主翼の強化カーボン製パネルに亀裂が発生し、大気圏再突入時、この亀裂から高温のプラズマが侵入、左翼の構造材が溶解して空中分解に至った。
*1 このために、B747-100及びB747SRを改造した専用の輸送機（SCA）が用意されていた。
*2 ただし実際には、NASAではプロジェクトの終了まで「実験機」として扱っていた。
*3 本機をモデルとした実物大模型が、日本の福岡県北九州市にあるテーマパーク「スペースワールド」に展示されている。
*4 国防総省扱いのミッション。
*5 ただし、日系アメリカ人の宇宙飛行士が搭乗したことはある。
*6 当初はエンタープライズに宇宙飛行能力を実装して充てることも検討されていたが、コストが余分にかかることから見送られた。
*7 二代目は1980年代前半、日本の企業が「大スペースシャトル展」での展示物として作った実物大模型。
この模型はイベント終了後、アラバマ州ハンツビルの合衆国宇宙ロケットセンターに寄贈され、「パスファインダー」の名称と名誉機体番号「STA-098」を与えられた。
