第 1 章 有人宇宙システムのプロジェクト管理技術

1. 巻 頭 言

国 際 宇 宙 ス テ ー シ ョ ン （International Space Station：ISS）（ 以 下 、ISSと 言 う ） 建 設 の 遅 延 に 伴 い 、ISS 計 画 へ の 参 加 か ら 20 年 以 上の 長 期に 亘 る 開 発 とな っ た 我 が 国 初 の 本 格 的 有 人 宇 宙 施 設 、「 き ぼ う 」 日 本 実 験 棟（ 以 下、「き ぼ う」と 言 う）は、2009年 7 月 に 打 上 げ ら れ た 船 外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ムの 船 内 実 験 室へ の 取 付 け、熱 流 体系 の 起 動 によ り 完 成 し た。

「 きぼ う 」の 開 発、運 用、利 用に は 多 額 の 国 費が 投 じ ら れ てお り 、我 々 は 、日 本 国 民 か ら そ の 額 に 見 合 う 成 果 を 厳 し く 問 わ れ て い る 。船内 環 境 で の実 験 は 既 に4年 を超 え て 継 続 され 、船 外 環 境で の 実 験 も3年 を超 え て 継 続 さ れ て お り 、 大 き な 成 果 を 上 げ つ つ あ る 。 こ れら「 き ぼ う」利 用 の 成 果 につ い て は 、別 途 、 報 告 の 機 会 が 継 続 し て も た れ て い る が 、 我 々に は「 き ぼ う 」の 開 発 や 運用 を 通 し て 得 た 成 果 に つ い て も 国 民 に 説 明 し て 理 解 を 得 る 責 務 が あ る 。「 き ぼ う 」 の 開 発 や 運 用 を 通 し て得 た 成 果 に つい て は、公 開シ ン ポ ジ ウ ム や 各種 学 会 等 で の報 告 、学 会 誌へ の 投 稿 、メ デ ィ ア へ の 説 明 等 を 通 し て こ れ ま で も 情 報 発 信 を 行 っ て 来 た が 、 本 書 は 、「 き ぼ う 」 の 開 発 や こ れ ま で の 運 用 を 通 し て 獲 得 し て 来 た 有人 宇 宙 技 術 につ い て 改 め て整 理 し、関 係 者 の共 通 認 識 と する と 共 に 、機 会 あ る毎 に 世 に その 成 果 を 情 報発 信 す る こ とに よ り、国 民 の 支持 と 理 解 を 得て 、今後 の 有人 宇 宙 開 発 推

進 の原 動 力 と す るこ と を 期 し て編 纂 し た 。 本 章「 はじ め に 」で は 、ISS及 び「 き ぼ う 」 の 概 要 に つ い て 紹 介 す る と 共 に 、「 き ぼ う 」 で 獲 得 し て 来 た 有 人 宇 宙 技 術 に つ い て 総 括 を 行う 。ま た 、今 後の 有 人 宇 宙 開発 へ の 応 用、

展 開に つ い て も 展望 す る 。

2. ISSの 概 要

ISS計 画 は 、1984 年 に 始 ま り、 当 初 、 米 国 、 欧 州 宇 宙 機 関 （ESA）、 カ ナ ダ 、 日 本 の 4機 関が 参 加 し た。そ の後 、何 回 か の計 画 見 直 しや 体 制 の 見 直し が 行 わ れ 、1994 年 の ロ シ アの 参 加 等 を 経て 、現在 は15ヵ 国（ 米 国 、 日 本、カ ナダ 、ベ ル ギ ー、デ ンマ ー ク、フ ラ ン ス、ド イツ 、イ タ リ ア、オ ラン ダ 、ノ ル ウ ェ ー、ス ペイ ン、ス ウ ェー デ ン、ス イス 、イ ギ リス 、ロ シ ア ）が参 加 す る 計画 と な っ て い る 。

ISS の 建 設 は 、1998 年 に 開 始 さ れ 、ISS の 構成 要 素 が40回 以上 に 分け て ス ペ ー スシ ャ トル 、プ ロ ト ン 、ソ ユ ー ズ ロケ ッ ト 等 に よ り 打上 げ ら れ た が、2011 年 に最 後 の ス ペ ー ス シャ ト ル ミ ッ ショ ン に よ り 完成 を 見 た 。

第1 図に 現 在の ISS の 外 観を 示 す 。 こ れ は、ス ペ ース シ ャト ル の 最 後 のミ ッ シ ョ ン と な っ たULF7（STS-135）に おい て 、ISSか ら 分 離 し た 後 の フ ラ イ ア ラ ウ ン ド 時 に ア ト ラ ンテ ィ ス 号 か ら撮 影 さ れ た もの で 、ISS側 面 か ら 撮 影 さ れ た 写 真 と し て は 初 め て の も の であ る 。

第1図 現 在 のISSの 外 観

3. 「 き ぼ う 」 の 概 要

「 きぼ う 」は 、主 に「 船 内 実 験室 」、「船 外 実 験プ ラ ッ ト フ ォー ム 」、「 船 内保 管 室」、「 ロ ボ ッ ト ア ー ム 」（ 以 下 、 特 に 断 ら な け れ ば 、

「「 き ぼ う 」 ロ ボ ッ ト ア ー ム 」 の 意 ）、「 衛 星 間 通信 シ ス テ ム」及 び 曝露 ペ イロ ー ド の キ ャ リ アで あ る「 船 外パ レ ッ ト 」の6要素 か ら 成 り 立っ て い る 。た だ し 、船 外 パレ ッ ト は 、「き ぼ う 」完 成 後 地 上に 持 ち 帰 っ たた め 、現 在 は

「 きぼ う 」 に 設 置さ れ て い な い。

「 きぼ う 」の 運 用に 必 要 な 空 気、電 力、熱 の リソ ー ス は 、ISS 本 体 か ら 供給 さ れ、「 き ぼ う」 内 へ 分 配 され る 。

完 成し た「 き ぼ う」の 外 観 を 第2図に 示 す。

第2図 完 成 し た「 き ぼ う 」 の外 観

れ てお り 、宇 宙 飛行 士 が 平 服 で実 験 を 行 う こ と が 出 来 る 。 内 部 に は 、「 き ぼ う 」 の シ ス テ ム を 管 理 、 制 御 す る 装 置 や 実 験 装 置 等 、 計 23 台 のラ ッ ク が設 置 さ れ て おり 、そ の 内 10 台 が実 験 ラ ッ ク とな る 。船 内 実験 室 の 大 き さ は、長 さ が 約11.2m、輪切 り にし た 時 の 外 径 が 約4.4mで あ る。

船 内保 管 室 は 、実 験装 置 や 試 料 、消 耗 品 等 を 保 管 す る 倉 庫 の 役 割 を も つ ス ペ ー ス で あ る 。 船 内 実 験 室 と 同 じ 1 気 圧 、 常 温 の 空 気 で 満た さ れ て お り、宇 宙飛 行 士が 船 内 実 験 室 と 行 き 来 出 来 る 。ISS の 実 験 モ ジ ュ ー ル の 内 、専 用 の 保 管 室を も っ て い るの は「 き ぼ う」

だ けで あ る 。

ISS に 取 り 付 け ら れ た 船 内 実 験 室 と ロ ボ ッ トア ー ム 及 び 船内 保 管 室 の 外観（ 船外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム 取 付 け 前 の 状 態 ） を 第 3 図 に示 す 。

第3図 船 内 実 験室 、 船 内 保 管室 及 び ロ ボッ ト ア ー ム の外 観

船 外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム は 、ISS 外 部 で、常 に 宇宙 空 間に 曝 さ れ た 環境 で 実 験 を 行

船 内 実 験 室

船 内 保 管 室

ﾛﾎﾞｯﾄｱｰﾑ

船 外 実 験 ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ 衛 星 間 通 信 ｼｽﾃﾑ

験 室 か ら 宇 宙 飛 行 士 が ロ ボ ッ ト ア ー ム を 操 作 し て 行 う 。「 き ぼ う 」 完 成 後 の 船 外 実 験 プ ラ ット フ ォ ー ム の外 観 を 第4図 に示 す 。

第4図 船 外 実 験プ ラ ッ ト フ ォー ム の 外 観

（ 下 ）HTV3ミ ッシ ョ ン で ポ ート 共 有 実 験 装 置 （MCE） が 新た に 取 り 付 けら れ た

ロ ボッ ト ア ー ム は 、船外 実 験 プラ ッ ト フ ォ ー ムで 行 う 実 験 等に お い て 、宇 宙 飛 行士 に 負 担 の大 き い 船 外 活動 を 行 う こ とな く 、実 験 装 置 の交 換 等 の 作 業を 行 え る「 腕 」と なる 部 分 で ある 。6 個 の 関節 を も ち 、宇宙 飛 行 士 が 船 内 実 験 室 の ロ ボ ッ ト ア ー ム 操 作 卓 か ら 操 作

認 する こ と が 出 来る 。

衛 星間 通 信 シ ス テム（ICS）は 、日 本独 自 で 地 上 と の 双 方 向 通 信 を 行 う シ ス テ ム で あ る。JAXA の デ ータ 中 継 技 術 衛星「 こ だ ま 」 を 介し て「 き ぼ う」の 実 験 デ ータ や 画 像 、音 声 等を 地 上 に 伝 送し 、ま た 、地 上か ら の 指 令

（ コ マ ン ド ） や 音 声 デ ー タ 等 を 受 信 す る 。 ICS は 、 船 内 実 験 室 に 搭 載 さ れ 、ICS の 管 理、制 御 やデ ー タ処 理 を 行 う 与圧 系 サ ブ シ ス テ ムと 、船外 実 験プ ラ ッ ト フ ォー ム に 取 り 付 け ら れ 、「 こ だ ま 」 と 通 信 す る ア ン テ ナ 等 か ら 成る 曝 露 系 サ ブ シ ス テ ム か ら 構 成 さ れ る 。

船 外パ レ ッ ト は 、曝 露 ペ イ ロ ー ド 3式 を 搭 載 する こ と が 出 来、ス ペー ス シャ ト ル で 地 球 か ら ISS へ 運 搬し 、 ま た 地 球へ 持 ち 帰 る 輸 送 を繰 返 し 行 う 機能 を も つ 。軌 道 上 では 船 外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム の 先 端 に 取 り 付 け ら れ、ロ ボ ット ア ーム を 用 い て 曝露 ペ イ ロ ー ド の 取 付 け 、 取 外 し を 行 う 。 な お 、「 き ぼ う 」 完 成時 に 曝 露 ペ イロ ー ド3式 を搭 載 し て「 き ぼ う 」に 輸 送 し 、曝露 ペ イ ロ ード を 船 外 実 験 プ ラッ ト フ ォ ー ムに 移 設 し た 後、空 荷で 地 上 に 回収 さ れ た が、ス ペ ース シ ャト ル の 退 役 に 伴 い、以 降の 繰 返し 輸 送 に 供 され る 機 会 は 失 わ れた 。

4. 「 き ぼ う 」 で 獲 得 し た 技 術

「 きぼ う 」の 開 発を 通 し て 多 くの 成 果 を 獲 得 した 。第5図 に我 が 国 の 有 人宇 宙 技 術 の 獲 得 状況 を 示 す 。

獲 得し た 成 果 は 、大 規模 有 人 宇宙 シ ス テ ム の 設計 、製 造 、試 験 、運 用 に 必要 な 技 術 と し て「 エ ン ジニ ア リン グ 」と「テ ク ノ ロジ 」に 大 別さ れ る 。ISSの よう な 複 雑で 大 規 模 な シ

HTV曝 露 ﾊﾟﾚｯﾄ

HREP MCE

第1図 現 在 のISSの 外 観

3. 「 き ぼ う 」 の 概 要

「 きぼ う 」は 、主 に「 船 内 実 験室 」、「船 外 実 験プ ラ ッ ト フ ォー ム 」、「 船 内保 管 室」、「 ロ ボ ッ ト ア ー ム 」（ 以 下 、 特 に 断 ら な け れ ば 、

「「 き ぼ う 」 ロ ボ ッ ト ア ー ム 」 の 意 ）、「 衛 星 間 通信 シ ス テ ム」及 び 曝露 ペ イロ ー ド の キ ャ リ アで あ る「 船 外パ レ ッ ト 」の6要素 か ら 成 り 立っ て い る 。た だ し 、船 外 パレ ッ ト は 、「き ぼ う 」完 成 後 地 上に 持 ち 帰 っ たた め 、現 在 は

「 きぼ う 」 に 設 置さ れ て い な い。

「 きぼ う 」の 運 用に 必 要 な 空 気、電 力、熱 の リソ ー ス は 、ISS 本 体 か ら 供給 さ れ、「 き ぼ う」 内 へ 分 配 され る 。

完 成し た「 き ぼ う」の 外 観 を 第2図に 示 す。

第2図 完 成 し た「 き ぼ う 」 の外 観

1

れ てお り 、宇 宙 飛行 士 が 平 服 で実 験 を 行 う こ と が 出 来 る 。 内 部 に は 、「 き ぼ う 」 の シ ス テ ム を 管 理 、 制 御 す る 装 置 や 実 験 装 置 等 、 計 23 台 のラ ッ ク が設 置 さ れ て おり 、そ の 内10 台 が実 験 ラ ッ ク とな る 。船 内 実験 室 の 大 き さ は、長 さ が 約11.2m、輪切 り にし た 時 の 外 径 が 約4.4mで あ る。

船 内保 管 室 は 、実 験装 置 や 試 料 、消 耗 品 等 を 保 管 す る 倉 庫 の 役 割 を も つ ス ペ ー ス で あ る 。 船 内 実 験 室 と 同 じ 1 気 圧 、 常 温 の 空 気 で 満た さ れ て お り、宇 宙飛 行 士が 船 内 実 験 室 と 行 き 来 出 来 る 。ISS の 実 験 モ ジ ュ ー ル の 内 、専 用 の 保 管 室を も っ て い るの は「 き ぼ う」

だ けで あ る 。

ISS に 取 り 付 け ら れ た 船 内 実 験 室 と ロ ボ ッ トア ー ム 及 び 船内 保 管 室 の 外観（ 船外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム 取 付 け 前 の 状 態 ） を 第 3 図 に示 す 。

第3図 船 内 実 験室 、 船 内 保 管室 及 び ロ ボッ ト ア ー ム の外 観

船 外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム は 、ISS 外 部 で、常 に 宇宙 空 間に 曝 さ れ た 環境 で 実 験 を 行

船 内 実 験 室

船 内 保 管 室

ﾛﾎﾞｯﾄｱｰﾑ

船 外 実 験 ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ 衛 星 間 通 信 ｼｽﾃﾑ

う」の 開 発及 び 初期 運 用 を 通 して 獲 得 し て 来 た 。「 エ ン ジ ニ ア リ ン グ 」 と は 、 複 雑 で 大 規 模 な シ ス テ ム を 確 実 に 開 発 す る た め の 技 術 で 、具体 的 に は 開発 管 理 技 術 、シス テ ム 統 合 技 術、安 全 評 価・管 理 技 術 、信 頼 性 管 理 技 術 等 で 構 成 さ れ 、 ま た 、「 テ ク ノ ロ ジ 」 と は 、 人 間が 宇 宙 に お いて 安 全、安 心に 長 期 滞 在 や 活 動維 持 が 行 え る技 術 で、シ ステ ム 維 持 機 能

こ れら の 有 人 宇 宙技 術 の 中 で 、エ ンジ ニ ア リ ン グ 及 び テ ク ノ ロ ジ の 一 部 の 概 略 に つ い て 次項 以 降 で 簡 単に 紹 介 す る が、個 々の 技 術 に つい て は 、各 技術 毎 に 第1章 から 第11章 で 詳細 な 説 明 を 行う 。

ま た 、「 き ぼ う 」 を 構 成 す る 各 サ ブ シ ス テ ム 毎の 開 発 成 果 につ い て は 、第12章か ら 第 21章に お い て 順次 解 説 す る 。

第5図 我 が 国 の有 人 宇 宙 技 術の 獲 得 状 況

4.1 エ ン ジ ニ ア リ ン グ 4.1.1 開 発 管 理 技 術

JAXA は、 こ れま で NASA 等 、 米国 が 取 り 入 れ た プ ロ ジ ェ ク ト 管 理 手 法 を 人 工 衛 星 や ロ ケ ッ ト の 開 発 に 採 用 し て 来 た 。 し か し 、

大 き さ が サ ッ カ ー 場 程 も あ り （ 長 さ 約 110m）、 軌道 上質 量 が約 400 ト ン、 各 国の 宇宙 飛 行士 が6人も 長 期 滞在 す るよ う な 、人 類初 の 巨大 で 複雑 、か つ 、開発 期 間 が20年 を超 え る長 期 に亘 っ た ISS プ ロジ ェ ク トの

運用 す るた め には 、米 、露 、欧、加 、日 の主 要5機関 が 開 発し た 、有人 往還 機（ スペ ース シ ャ ト ル （ 米 ）、 ソ ユ ー ズ 宇 宙 船 （ 露 ））、 物 資 専 用 の 輸 送 機 （プ ロ グ レ ス 補 給 船 （露 ）、

ATV（欧 ）、HTV（日 ））、打上 げ 用ロ ケ ット

（ ソ ユ ー ズ ロ ケ ッ ト 、 プ ロ ト ン （ 露 ）、 ア リ ア ン5（ 欧）、H-IIB（ 日））、組立 て 用 ロ ボッ トア ー ム（ 宇 宙ス テ ーシ ョ ンア ー ム 、シ ャト ル ア ー ム （ 加 ）、「 き ぼ う 」 ロ ボ ッ ト ア ー ム

（日 ））、及 び 地上 管 制施 設 等が 不 可欠 で 、こ れら の 機関（ 以下 、国際 パ ート ナ ー）主 要国 と の 国 際 調 整 及 び 協 働 作 業 も 非 常 に 複 雑 で 困難 で あっ た 。

第 1章 で は 、日 本が ISS計 画 に参 加 して

「 き ぼ う 」 を 開 発 し 、 国 際 パ ー ト ナ ー と 調 整・協働 す る 中で 獲 得し た 、大 規模 で 複 雑な 有 人 宇 宙 シ ス テ ム の プ ロ ジ ェ ク ト マ ネ ー ジ メン ト 手法 に つい て 説明 す る。

4.1.2 シ ス テ ム 統 合 管 理 技 術

「き ぼ う」 は 、2009年7月の ス ペー ス シ ャト ル によ る「き ぼ う」3便目 の 組立 フ ライ ト に よ っ て 完 成 し た 。 全 長 約 17m、 質 量 約 30 ト ンの 巨 大シ ス テム 「 きぼ う 」は 、 スペ ース シ ャト ル の打 上 げ能 力 の制 約 から 、高度 約400kmの ISSに 3回 に 分け て 輸送 さ れ、

シャ ト ル や ISS の ロ ボ ッ トア ー ムに て ISS に 組 付 け ら れ た 。 ま た 、「 き ぼ う 」 に 設 置 さ れ る 実 験 ペ イ ロ ー ド に つ い て も 、「 き ぼ う 」 と共 に 打上 げ られ た もの と 、HTV 等 の 後続 フラ イ トで 打 上げ ら れ「 き ぼう 」に 設 置 され るも の とが あ る。従 って 、この よ うに「 きぼ う」や 実験 ペ イロ ー ドが 軌 道上 に 別々 に 打上 げ ら れ る 場 合 に お い て も 、「 き ぼ う 」 の 構 成 要 素 間 、「 き ぼ う 」 シ ス テ ム と 実 験 ペ イ ロ ー ド間 、並 び に 、こ れら 要 素 とス ペ ース シ ャト ル、ISS及 びNASA、JAXAの地 上 管制 シス

はも ち ろん 、各イ ン ター フ ェー ス につ い ても 予め 抜 けな く 検証 し てお く 必要 が ある 。この ため に 行っ た 、全 体 シス テ ム試 験 の様 子 を第 6図に 示 す。

第2章 では 、「き ぼ う」 の 開発 で 獲得 し た 大 規 模 な 有 人 宇 宙 シ ス テ ム の シ ス テ ム 統 合 技術 に つい て 、イ ン ター フ ェー ス 設計 及 び検 証手 法 の観 点 から 説 明す る 。

第6図 全 体 シス テ ム試 験 の様 子

（電 気 ・通 信 イン タ ーフ ェ ース ）

4.1.3 安 全 評 価 ・ 管 理 技 術

第3章 で、「 きぼ う 」の 開 発に 当 たっ て 求 めら れ た、 有 人特 有 の NASA 安全 要 求 の概 要 と 「 き ぼ う 」 へ の 安 全 評 価 解 析 の 適 用 例 、 並び に 、船 内 保管 室 の打 上 げ以 降 、実 運 用を 通 し て 得 ら れ た 安 全 管 理 技 術 に つ い て 説 明 する 。

4.1.4 信 頼 性 管 理 技 術

「き ぼ う 」の 開発 に 当た り 、これ ま で衛 星 や ロ ケ ッ ト の 開 発 に お い て 培 っ て 来 た 信 頼 度予 測 、ワ ー スト ケ ース 解 析 、故障 許 容 等の 信頼 性 管理 技 術に 加 えて 、保全 性 を考 慮 した 保 全 単 位 （ORU） に よ る 平 均 故 障 間 隔 う」の 開 発及 び 初期 運 用 を 通 して 獲 得 し て 来

た 。「 エ ン ジ ニ ア リ ン グ 」 と は 、 複 雑 で 大 規 模 な シ ス テ ム を 確 実 に 開 発 す る た め の 技 術 で 、具体 的 に は 開発 管 理 技 術 、シス テ ム 統 合 技 術、安 全 評 価・管 理 技 術 、信 頼 性 管 理 技 術 等 で 構 成 さ れ 、 ま た 、「 テ ク ノ ロ ジ 」 と は 、 人 間が 宇 宙 に お いて 安 全、安 心に 長 期 滞 在 や 活 動維 持 が 行 え る技 術 で、シ ステ ム 維 持 機 能

こ れら の 有 人 宇 宙技 術 の 中 で 、エ ンジ ニ ア リ ン グ 及 び テ ク ノ ロ ジ の 一 部 の 概 略 に つ い て 次項 以 降 で 簡 単に 紹 介 す る が、個 々の 技 術 に つい て は 、各 技術 毎 に 第1章 から 第11章 で 詳細 な 説 明 を 行う 。

ま た 、「 き ぼ う 」 を 構 成 す る 各 サ ブ シ ス テ ム 毎の 開 発 成 果 につ い て は 、第12章か ら 第 21章に お い て 順次 解 説 す る 。

第5図 我 が 国 の有 人 宇 宙 技 術の 獲 得 状 況

4.1 エ ン ジ ニ ア リ ン グ 4.1.1 開 発 管 理 技 術

JAXA は、 こ れま で NASA 等 、 米国 が 取 り 入 れ た プ ロ ジ ェ ク ト 管 理 手 法 を 人 工 衛 星 や ロ ケ ッ ト の 開 発 に 採 用 し て 来 た 。 し か し 、

大 き さ が サ ッ カ ー 場 程 も あ り （ 長 さ 約 110m）、 軌道 上質 量 が約 400 ト ン、 各 国の 宇宙 飛 行士 が6人も 長 期 滞在 す るよ う な 、人 類初 の 巨大 で 複雑 、か つ 、開発 期 間 が20年 を超 え る長 期 に亘 っ た ISS プ ロジ ェ ク トの

「き ぼ う 」は 、ISSの 他国 のモ ジ ュー ル と 比べ て 圧倒 的 に不 具 合の 発 生が 少 なく 、順調 に運 用 を続 け てい る 。

第4章で は 、これ ら の管 理 技術 を 紹介 す る と共 に 、こ う した 技 術の 実 現結 果 につ い て説 明す る 。

4.2 テ ク ノ ロ ジ － 宇 宙 滞 在 ・ 活 動 技 術 － 4.2.1 シ ス テ ム 維 持 機 能 技 術

4.2.1.1 構 造 、 機 構 技 術

「き ぼ う 」の 各構 造 体は 、軌道 上 運用 時 の 各 種 荷 重 や ス ペ ー ス シ ャ ト ル で の 打 上 げ 時 の荷 重 に耐 え るよ う に設 計 され て いる 。

第5章 では 、「き ぼ う」 の 耐打 上 げ荷 重 検 証に つ いて 、今後 も 続く 耐 軌道 上 荷重 の 検証 結果 と 共に そ の概 要 を示 す 。また 、「き ぼ う」

に 特 有 な 機 構 系 技 術 に つ い て も そ の 成 果 を 概説 す る 。第7図に 船 内実 験室 構 造の 概 要を 示す 。

第7図 船 内 実験 室 構造 の 概要

4.2.1.2 軌 道 上 荷 重 に 対 す る ロ ボ ッ ト ア ー ム 運 用 技 術

軌道 上 運用 時 の「き ぼ う 」には 、ISSへ の ロ シ ア 宇 宙 船 の ド ッ キ ン グ 衝 撃 荷 重 や 宇 宙

ムに よ るペ イ ロー ド 移設 等 の運 用 は、有 人シ ス テ ム の 安 全 を 確 保 し な が ら 遂 行 さ れ な け れば な らな い 。

第6章で は 、軌道 上 荷重 に 対す る ロボ ッ ト ア ー ム の 挙 動 予 測 と 運 用 規 定 の 設 定 へ の 取 組み を 示し 、軌道 上 荷重 に 対す る ロボ ッ ト運 用技 術 につ い て説 明 する 。

4.2.1.3 電 気 ・ 通 信 系 技 術

「き ぼ う 」は 、長期 間 に亘 って 人 が生 活 す る た め に 高 い 信 頼 性 と 安 全 性 が 求 め ら れ る こと か ら、シ ステ ム が大 規 模か つ 複雑 で あり 、 一方 、シス テ ムを 維 持す る ため に 使用 可 能な 電力 、通 信 回 線 、宇宙 飛 行 士の リ ソー ス 等が 限ら れ てい る 。

こ の シ ス テ ム を 確 実 か つ 効 率 的 に 運 用 し てい く ため に は 、肌理 細 か な電 力 分配 、通信 設 定 が 可 能 か つ 容 易 な 操 作 性 と 保 全 性 の 確 保が 重 要と な る。

第7章 では 、「き ぼ う」 の アビ オ ニク ス と 通信 制 御系 の 構成 及 び連 携 の仕 組 み、地 上で 実施 し た開 発 、検 証 の成 果 とし て の軌 道 上実 運用 の 状況 に つい て 示し 、大型 有 人宇 宙 機の 電気 、通信 設 計と 検 証の 実 現方 法 につ い て説 明す る 。

4.2.1.4 熱 制 御 技 術

「き ぼ う 」の 熱的 な 環境 は 、これ ま でに 類 を見 な い程 複 雑で あ り 、か つ 、有人 で あ るこ と か ら 厳 し い 制 御 範 囲 が 要 求 さ れ た も の と なっ て いる 。この た め、受 動熱 制 御系 、能動 熱制 御 系、環 境制 御 系間 で の熱 的 連携 作 動の 設計 概 念が と りわ け 重要 な もの と なっ た 。

第8章で は 、各シ ス テム 間 の連 携 動作 が ど のよ う に設 定 され た か 、そ して 、こ れ を 実現 する た めの イ ンタ ー フェ ー スの 制 御、管 理を どの よ うに し て行 っ たか に つい て 述べ る 。次 に、ISS本 体 側と「 きぼ う 」と の 間、そ して

かに つ いて 述 べる 。さ ら に 、設 計及 び 検 証に おけ る 種々 の 課題 を 紹介 す ると 共 に、大 型有 人宇 宙 構造 物 の設 計 、検 証 をど の よう に して 実現 し て来 た かに つ いて 示 す。

4.2.2 生 命 維 持 技 術

第9章 では 、「き ぼ う」 の 典型 的 な有 人 宇 宙 技 術 で あ る 生 命 維 持 技 術 に つ い て 総 括 的 説明 を 行う 。先ず 、生 命 維 持技 術 の全 体 像と

「き ぼ う」が 対応 し てい る 範囲 の 関係 を 整理 し、国 際協 力 の中 で どの よ うに 所 掌範 囲 が決 めら れ たか に つい て 示す 。次に 、温 湿度 制御 、 大気 成 分と 圧 力の 管 理、制 御、微 粒子 、微生 物管 理 、騒 音 管理 、有 害 ガ ス管 理 等の 設 計手 法に 焦 点を 当 て、仕 様の 設 定根 拠 やそ の 妥当 性を 示 すと 共 に、シ ステ ム とし て どの よ うに し て そ れ ら を 実 現 し て い る か に つ い て 説 明 を行 う 。ま た 、空 気循 環 に 代表 さ れる 開 発段 階で の 設計 変 更へ の 対応 、毒性 ガ ス管 理 や騒 音 管 理 に 代 表 さ れ る 開 発 当 初 の 設 計 破 綻 の 解 決 等 が ど の よ う に な さ れ た か に つ い て 解 説し 、我が 国 にお け る生 命 維持 技 術の 蓄 積に つ い て 示 す 。 生 命 維 持 技 術 の 代 表 例 と し て 、 第 8 図 に 船 内 実 験 室 内 空 気 循 環 解 析 結 果 を 示す 。

第8図 船 内 実験 室 内空 気 循環 解 析結 果

4.2.3.1

クル ー（ 宇宙 飛行 士 ）によ る軌 道 上運 用 は、

有 人 宇 宙 シ ス テ ム の 中 で も 最 も 特 徴 的 な 有 人要 素 の一 つ であ る 。

「き ぼ う 」は 、軌道 上 のク ルー に よっ て 直 接操 作 され る ため 、NASAが規 定 する ク ルー との マ ン・マ シン・イ ン タ ーフ ェ ース（ 以下

「ク ル ーイ ン ター フ ェー ス 」と 言う ）の 要求 を 満 足 す る よ う に 開 発 し な け れ ば な ら な か った 。

第 10 章で は 、「 きぼ う 」 の設 計 、製 作 及 び地 上 検証（ 開発 試 験（FCIT： Flight Crew Interface Test、CEIT ：Crew Equipment Interface Test）、訓 練 等）、並 び に、 実 際の 軌 道 上 運 用 を 通 し て 獲 得 し た ク ル ー イ ン タ ーフ ェ ース 技 術に 関 し 、そ の技 術 の内 容 、教 訓及 び 将来 展 望等 に つい て 、適 用 例を 交 えて 解説 す る 。第9図に 、ク ル ーイ ン ター フ ェー ス技 術 とし て 、船 外 活動 に よっ て テレ ビ カメ ラ を 船 内 実 験 室 の 外 壁 に 取 り 付 け る 宇 宙 飛 行士 の 様子 を 示す 。

第9図 船 外 活動 を 行う 宇 宙飛 行 士

4.2.3.2 ロ ボ テ ィ ク ス に よ る 「 き ぼ う 」 組 立 て と 保 守

「 き ぼ う 」の 組 立・保 守 は 、複 数 の 船 内 ・

風速 V(m/s)

吸込口

吹出口 吹出口

Y断面を見る

X断面を見る X２X1

Y２ 吸込口 Y1 YC

XC

Y1 X1

X２ Y２

XC

YC

「き ぼ う 」は 、ISSの 他国 のモ ジ ュー ル と 比べ て 圧倒 的 に不 具 合の 発 生が 少 なく 、順調 に運 用 を続 け てい る 。

第4章で は 、これ ら の管 理 技術 を 紹介 す る と共 に 、こ う した 技 術の 実 現結 果 につ い て説 明す る 。

4.2 テ ク ノ ロ ジ － 宇 宙 滞 在 ・ 活 動 技 術 － 4.2.1 シ ス テ ム 維 持 機 能 技 術

4.2.1.1 構 造 、 機 構 技 術

「き ぼ う 」の 各構 造 体は 、軌道 上 運用 時 の 各 種 荷 重 や ス ペ ー ス シ ャ ト ル で の 打 上 げ 時 の荷 重 に耐 え るよ う に設 計 され て いる 。

第5章 では 、「き ぼ う」 の 耐打 上 げ荷 重 検 証に つ いて 、今後 も 続く 耐 軌道 上 荷重 の 検証 結果 と 共に そ の概 要 を示 す 。また 、「き ぼ う」

に 特 有 な 機 構 系 技 術 に つ い て も そ の 成 果 を 概説 す る 。第7図に 船 内実 験室 構 造の 概 要を 示す 。

第7図 船 内 実験 室 構造 の 概要

4.2.1.2 軌 道 上 荷 重 に 対 す る ロ ボ ッ ト ア ー ム 運 用 技 術

軌道 上 運用 時 の「き ぼ う 」には 、ISSへ の ロ シ ア 宇 宙 船 の ド ッ キ ン グ 衝 撃 荷 重 や 宇 宙

ムに よ るペ イ ロー ド 移設 等 の運 用 は、有 人シ ス テ ム の 安 全 を 確 保 し な が ら 遂 行 さ れ な け れば な らな い 。

第6章で は 、軌道 上 荷重 に 対す る ロボ ッ ト ア ー ム の 挙 動 予 測 と 運 用 規 定 の 設 定 へ の 取 組み を 示し 、軌道 上 荷重 に 対す る ロボ ッ ト運 用技 術 につ い て説 明 する 。

4.2.1.3 電 気 ・ 通 信 系 技 術

「き ぼ う 」は 、長期 間 に亘 って 人 が生 活 す る た め に 高 い 信 頼 性 と 安 全 性 が 求 め ら れ る こと か ら、シ ステ ム が大 規 模か つ 複雑 で あり 、 一方 、シス テ ムを 維 持す る ため に 使用 可 能な 電力 、通 信 回 線 、宇宙 飛 行 士の リ ソー ス 等が 限ら れ てい る 。

こ の シ ス テ ム を 確 実 か つ 効 率 的 に 運 用 し てい く ため に は 、肌理 細 か な電 力 分配 、通信 設 定 が 可 能 か つ 容 易 な 操 作 性 と 保 全 性 の 確 保が 重 要と な る。

第7章 では 、「き ぼ う」 の アビ オ ニク ス と 通信 制 御系 の 構成 及 び連 携 の仕 組 み、地 上で 実施 し た開 発 、検 証 の成 果 とし て の軌 道 上実 運用 の 状況 に つい て 示し 、大型 有 人宇 宙 機の 電気 、通信 設 計と 検 証の 実 現方 法 につ い て説 明す る 。

4.2.1.4 熱 制 御 技 術

「き ぼ う 」の 熱的 な 環境 は 、これ ま でに 類 を見 な い程 複 雑で あ り 、か つ 、有人 で あ るこ と か ら 厳 し い 制 御 範 囲 が 要 求 さ れ た も の と なっ て いる 。この た め、受 動熱 制 御系 、能動 熱制 御 系、環 境制 御 系間 で の熱 的 連携 作 動の 設計 概 念が と りわ け 重要 な もの と なっ た 。

第8章で は 、各シ ス テム 間 の連 携 動作 が ど のよ う に設 定 され た か 、そ して 、こ れ を 実現 する た めの イ ンタ ー フェ ー スの 制 御、管 理を どの よ うに し て行 っ たか に つい て 述べ る 。次 に、ISS本 体 側と「 きぼ う 」と の 間、そ して

ル に よ っ て 船 内 保 管 室 及 び 船 内 実 験 室 が そ れぞ れ2008年3月と6月 に打 上 げら れ 、宇 宙 ス テ ー シ ョ ン ア ー ム と シ ャ ト ル ア ー ム に よ りISSへ結 合さ れ た 。ま た 、3便 目 の 船外 実験 プ ラッ ト フォ ー ム、船 外パ レ ット 及 び曝 露ペ イ ロー ド も 2009 年 7月に 打 上げ ら れ、

シャ ト ルア ー ム、宇 宙ス テ ーシ ョ ンア ー ム及 び「 きぼ う」ロボ ッ トア ー ムを 駆 使し て 、「き ぼう 」に 組付 けら れ た 。第10図 に 船 内実 験 室 を 把 持 し て い る 宇 宙 ス テ ー シ ョ ン ア ー ム

（SSRMS） を示 す 。

第10図 船 内実 験 室を 把 持し たSSRMS

第11章 で は 、ロ ボ ティ ク スに よ る「 き ぼ う 」組立 に 係 る 、結合 機 構 の結 合 時の 挙 動解 析 技 術 等 を 中 心 に 述 べ る 。 ま た 、「 き ぼ う 」 の 保 守 に 使 用 さ れ る エ ア ロ ッ ク 及 び 子 ア ー ム の チ ェ ッ ク ア ウ ト や 運 用 計 画 に つ い て も 言及 す る。

5. 今 後 の 有 人 宇 宙 開 発

「 き ぼ う 」 の 完 成 と 前 後 し て 、ISS で は 2009年 から 宇宙 飛 行 士6名体 制 での 常 時滞

送業 務 は欠 か せな い が、2011 年 の 米国 のス ペー ス シャ ト ル退 役 に伴 い 、2013年1月現 在、ロ シア の ソユ ー ズ宇 宙 船や プ ログ レ ス補 給 船 、 欧 州 宇 宙 機 関 （ESA） の ATV、 米 国 SpaceX社（Space Exploration Technologies Corp.） の 無 人 商 業 輸 送 機 で あ る 「 ド ラ ゴ ン 補 給 船 」 及 び 我 が 国 の 「 こ う の と り 」

（HTV ：H-II Transfer Vehicle）に よる ISS への 物 資補 給 が行 わ れて い る 。中で も「 こう のと り 」は 、スペ ー スシ ャ トル 退 役後 、大型 与圧 ペ イロ ー ドや 曝 露ペ イ ロー ド を ISS に 運搬 出 来る 唯 一の 手 段と し て、そ の重 要 性は 非 常 に 高 い 。 な お 、「 ド ラ ゴ ン 補 給 船 」 に は 曝 露 ペ イ ロ ー ド の 運 搬 機 能 が 備 わ っ て い る が、2013年1月現 在 、未 だ 運搬 実 績は な い。

また 、スペ ー スシ ャ トル 代 替を 想 定し て 設計 さ れ た 「 こ う の と り 」 と は 異 な り 、「 ド ラ ゴ ン補 給 船」 の 運 搬 能 力 は 小 さ な も の で あ る 。

「こ う のと り 」は、H-IIBロケ ッ トで 打 ち 上げ ら れる 無 人の 物 資補 給 機で 、2009 年 9 月11日に 技 術実 証 機が 成 功裏 に 打ち 上 げら れ、 以 降、2011 年 と 2012年 に 計 2機 の運 用機 が ISS への 物 資の 運 搬と 廃 棄を 無 事に 実施 し てい る 。

「こ う のと り 」は 、食糧 や 衣類 、各種 実 験 装置 等 、最 大 6トン の 補給 物 資を ISS に 送 り届 け 、補 給 を終 え ると 使 用済 み の実 験 機器 や衣 類 等の 廃 棄物 資 を積 み 込み 、大気 圏 に再 突入 し て燃 や して し まう 。

一連 の 補給 作 業で は 、ISSとの ラ ンデ ブ や ドッ キ ング も 行わ れ るた め 、高 度 な安 全 性が 要求 さ れる が 、技 術試 験 衛 星VII型（お りひ め 、 ひ こ ぼ し ） で 培 っ た 技 術 を 基 に 、H-II や H-IIA ロ ケッ ト の開 発 で得 ら れた 機 体設 計技 術 等も 適 用し て 2重 3重 の 有人 対 応安 全設 計 を行 い 、信 頼 性の 高 い輸 送 手段 と して

ラン デ ブ 、ド ッキ ン グ 、制 御さ れ た再 突 入等 の技 術 を新 し く獲 得 した 。

「 こ う の と り 」 は 、 全 長 約 10m、 最 大 直 径 約4.4m、質 量 約10.5ト ンの 円 筒形 で 、「 補 給キ ャ リア 与 圧部 」及 び「 補給 キ ャリ ア 非与 圧 部 」 の 二 つ の 貨 物 区 画 と 、「 電 気 モ ジ ュ ー ル」及 び「 推 進モ ジ ュー ル 」で 構 成さ れ る本 体に 分 かれ て いる （ 第11図参 照）。

第11図 HTVの概 要

補給 キ ャリ ア 与圧 部 の内 部 は、地上 と 同 じ 1気圧 に 保た れ、宇宙 飛 行 士の 生 活物 資 や実 験用 の 機材 等 が搭 載 され る 。一 方 、補 給 キャ リア 非 与圧 部 は、宇 宙の 真 空環 境 に曝 さ れる 状態 で「 曝露 パレ ッ ト 」に 船外 実 験用 の 装置 、 ISS の 維 持 に 必 要 な バ ッ テ リ や 姿 勢 制 御 機 器等 の 交換 資 材を 搭 載す る 。電 気 モジ ュ ール には コ ンピ ュ ータ や 電源 、通信 装 置等 が 搭載 され 、推進 モ ジュ ー ルに は エン ジ ンや 推 進薬 を 搭 載 し 、「 こ う の と り 」 の 軌 道 変 更 や 姿 勢 制御 を 行う 。第12図 に 、ISSに接 近 中 の「こ うの と り」 を 示す 。

第12図 ISSに接 近 中 のHTV

「こ う のと り 」は 、ISSに 物資 を 運び 、廃 棄 品 を 大 気 圏 再 突 入 に よ り 燃 や す こ と を 目 的 と し て い る が 、 補 給 ミ ッ シ ョ ン の 他 に も 様々 な 可能 性 を持 っ てい る 。

「こ う のと り 」に 機能 を 追 加す る こと に よ り 、「 こ う の と り 」 自 身 が 宇 宙 空 間 で 自 由 自 在に 物 を運 ん だり 、ISSや 他の 人 工衛 星 との 距離 を 利用 し た伝 送 実験 、人が い ない 環 境で の無 重 力実 験 、低 高 度か ら の地 球 観測 等 を実 施 す る 宇 宙 機 へ の 発 展 が 考 え ら れ る 。 ま た 、

「き ぼ う」や「こ う のと り 」で 培 った 有 人宇 宙技 術 を最 大 限に 活 用す る こと に より 、物資 回 収 機 開 発 を 効 率 的 に 実 施 出 来 る 可 能 性 が あり 、我が 国 の今 後 の有 人 宇宙 活 動へ 向 けた 大き な 課題 で ある 。

さら に、月 惑 星探 査 機や 有 人宇 宙 船へ と 発 展さ せ るこ と も可 能 であ る 。有 人 宇宙 船 に必 要 な 主 な 構 成 要 素 は 、「 推 進 制 御 」、「 与 圧 空 間 」、「 帰 還 シ ス テ ム 」 及 び 「 緊 急 脱 出 装 置 」 の四 つ であ る が ，その 内 、推進 制 御と 与 圧空 間 の 二 つ は 、「 こ う の と り 」 の 成 功 に よ り 獲 得す る こと が 出来 た 。

帰 還 シ ス テ ム や 緊 急 脱 出 装 置 に は 大 き な 開 発 要 素 が あ る た め 、「 こ う の と り 」 を そ の ま ま 有 人 飛 行 に 使 え る と い う こ と で は な く 、 与 圧 空 間 に お け る 生 命 維 持 装 置 等 の 課 題 も ル に よ っ て 船 内 保 管 室 及 び 船 内 実 験 室 が そ

れぞ れ2008年3月と6月 に打 上 げら れ 、宇 宙 ス テ ー シ ョ ン ア ー ム と シ ャ ト ル ア ー ム に よ りISSへ結 合さ れ た 。ま た 、3便 目 の 船外 実験 プ ラッ ト フォ ー ム、船 外パ レ ット 及 び曝 露ペ イ ロー ド も 2009年 7月に 打 上げ ら れ、

シャ ト ルア ー ム、宇 宙ス テ ーシ ョ ンア ー ム及 び「 きぼ う」ロボ ッ トア ー ムを 駆 使し て 、「き ぼう 」に 組付 けら れ た 。第10図 に 船 内実 験 室 を 把 持 し て い る 宇 宙 ス テ ー シ ョ ン ア ー ム

（SSRMS） を示 す 。

第10図 船 内実 験 室を 把 持し たSSRMS

第11章 で は 、ロ ボ ティ ク スに よ る「 き ぼ う 」組立 に 係 る 、結合 機 構 の結 合 時の 挙 動解 析 技 術 等 を 中 心 に 述 べ る 。 ま た 、「 き ぼ う 」 の 保 守 に 使 用 さ れ る エ ア ロ ッ ク 及 び 子 ア ー ム の チ ェ ッ ク ア ウ ト や 運 用 計 画 に つ い て も 言及 す る。

5. 今 後 の 有 人 宇 宙 開 発

「 き ぼ う 」 の 完 成 と 前 後 し て 、ISS で は 2009年 から 宇宙 飛 行 士6名体 制 での 常 時滞

送業 務 は欠 か せな い が、2011 年 の 米国 のス ペー ス シャ ト ル退 役 に伴 い 、2013年1月現 在、ロ シア の ソユ ー ズ宇 宙 船や プ ログ レ ス補 給 船 、 欧 州 宇 宙 機 関 （ESA） の ATV、 米 国 SpaceX社（Space Exploration Technologies Corp.） の 無 人 商 業 輸 送 機 で あ る 「 ド ラ ゴ ン 補 給 船 」 及 び 我 が 国 の 「 こ う の と り 」

（HTV ：H-II Transfer Vehicle）に よる ISS への 物 資補 給 が行 わ れて い る 。中で も「 こう のと り 」は 、スペ ー スシ ャ トル 退 役後 、大型 与圧 ペ イロ ー ドや 曝 露ペ イ ロー ド を ISS に 運搬 出 来る 唯 一の 手 段と し て、そ の重 要 性は 非 常 に 高 い 。 な お 、「 ド ラ ゴ ン 補 給 船 」 に は 曝 露 ペ イ ロ ー ド の 運 搬 機 能 が 備 わ っ て い る が、2013年1月現 在 、未 だ 運搬 実 績は な い。

また 、スペ ー スシ ャ トル 代 替を 想 定し て 設計 さ れ た 「 こ う の と り 」 と は 異 な り 、「 ド ラ ゴ ン補 給 船」 の 運 搬 能 力 は 小 さ な も の で あ る 。

「こ う のと り 」は、H-IIBロケ ッ トで 打 ち 上げ ら れる 無 人の 物 資補 給 機で 、2009 年 9 月11日に 技 術実 証 機が 成 功裏 に 打ち 上 げら れ、 以 降、2011 年 と 2012年 に 計 2機 の運 用機 が ISS への 物 資の 運 搬と 廃 棄を 無 事に 実施 し てい る 。

「こ う のと り 」は 、食糧 や 衣類 、各種 実 験 装置 等 、最 大 6トン の 補給 物 資を ISS に 送 り届 け 、補 給 を終 え ると 使 用済 み の実 験 機器 や衣 類 等の 廃 棄物 資 を積 み 込み 、大気 圏 に再 突入 し て燃 や して し まう 。

一連 の 補給 作 業で は 、ISSとの ラ ンデ ブ や ドッ キ ング も 行わ れ るた め 、高 度 な安 全 性が 要求 さ れる が 、技 術試 験 衛 星VII型（お りひ め 、 ひ こ ぼ し ） で 培 っ た 技 術 を 基 に 、H-II や H-IIA ロ ケッ ト の開 発 で得 ら れた 機 体設 計技 術 等も 適 用し て 2 重 3 重 の 有人 対 応安 全設 計 を行 い 、信 頼 性の 高 い輸 送 手段 と して

有 人 宇 宙 技 術 の 発 展 に 繋 げ て 行 く こ と は 可 能で あ る。

6. ま と め

「き ぼ う 」の 開発 を 通し て 、有人 宇 宙開 発 に必 要 な開 発 管理 技 術等 の「エ ン ジニ ア リン グ 」及び シ ス テム 維 持機 能 技術 等 の「 テ クノ ロジ 」 の多 く を獲 得 する こ とが 出 来た 。 さ ら に 、「 き ぼ う 」 の 開 発 で 獲 得 し た 有 人 宇 宙技 術 を礎 と して「 こ う の とり 」の 開 発 を行 い 、技術 実 証 機及 び2機 の 運用 機 の打 上 げか ら ISS へ の ラン デ ブ、 ド ッキ ン グを 成 功さ せる こ とが 出 来た 。

「き ぼ う 」は 、ISSの 他国 のモ ジ ュー ル と 比較 し て圧 倒 的に 不 具合 発 生数 が 少な く 、順 調 に 運 用 を 続 け て い る 。 こ の よ う に 、「 き ぼ う」の 開発 や 運用 を 通し て 獲得 し た有 人 宇宙 技術 は 国際 的 にも 高 度な も ので あ り、国 際パ ート ナ ーか ら も「 きぼ う 」の素 晴 らし さ は絶 賛さ れ てい る 。

本書 を 、こ れ ら「 き ぼう 」の開 発 と運 用 を 通 し て 獲 得 し た 有 人 宇 宙 技 術 の 素 晴 ら し さ を世 に 発信 す る一 助 とし た い。

第1章 有 人 宇 宙 シ ス テ ム の プ ロ ジ ェ ク ト 管 理 技 術 ... 1

1. 序 論 ... 1

2. ISS及 び 「 き ぼ う 」 プ ロ ジ ェ ク ト 管 理 の 難 し さ ... 2

2.1 ISS及 び 「 き ぼ う 」 の ミ ッ シ ョ ン ／ シ ス テ ム ... 2

2.2 複 雑 な 「 き ぼ う 」 の 組 立 と 運 用 ... 3

3. ISS及 び 「 き ぼ う 」 の プ ロ ジ ェ ク ト 管 理 手 法 ... 3

3.1 多 国 籍 有 人 宇 宙 プ ロ ジ ェ ク ト の 進 め 方 ... 4

3.2安 全 ・ 開 発 保 証 の 管 理 ... 6

3.3 コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン 管 理 ... 7

3.4 コ ス ト 管 理 ... 7

3.5 ス ケ ジ ュ ー ル 管 理 ... 7

3.6 コ ン フ ィ ギ ュ レ ー シ ョ ン 管 理 ... 8

3.7 リ ス ク 管 理 ... 8

4. ま と め ... 8

第2章 大 型 有 人 宇 宙 シ ス テ ム の 統 合 技 術 ... 10

1. 序 論 ... 10

2. 「 き ぼ う 」 の シ ス テ ム 構 成 と 運 用 イ ン タ ー フ ェ ー ス ... 10

2.1 「 き ぼ う 」 の シ ス テ ム 構 成 ... 10

2.2 「 き ぼ う 」 の 打 上 げ ・ 運 用 イ ン タ ー フ ェ ー ス ... 13

2.3 「 き ぼ う 」 の 打 上 げ ・ 軌 道 上 組 み 立 て ... 14

3. シ ス テ ム 統 合 技 術 と 開 発 へ の 適 用 例 ... 16

3.1 シ ス テ ム 統 合 技 術 ... 16

3.2 具 体 的 な シ ス テ ム 統 合 の 例 ... 16

4. ま と め ... 21

第3章 有 人 安 全 評 価 ・ 管 理 技 術 ... 22

1. 序 論 ... 22

2. 有 人 宇 宙 シ ス テ ム 特 有 の NASA安 全 要 求 ... 22

2.1 火 災 ... 22

2.2 減 圧 ... 22

2.3 汚 染 ... 23

2.4 船 外 活 動 ... 23

2.5 構 造 ... 23

3. 「 き ぼ う 」 へ の 安 全 評 価 解 析 の 適 用 例... 23

3.1 火 災 ... 24

3.2 減 圧 ... 24

3.3 汚 染 ... 25 ロケ ッ トの 信 頼性 や 安全 性 を高 め て、将 来の

有 人 宇 宙 技 術 の 発 展 に 繋 げ て 行 く こ と は 可 能で あ る。

6. ま と め

「き ぼ う 」の 開発 を 通し て 、有人 宇 宙開 発 に必 要 な開 発 管理 技 術等 の「エ ン ジニ ア リン グ 」及び シ ス テム 維 持機 能 技術 等 の「 テ クノ ロジ 」 の多 く を獲 得 する こ とが 出 来た 。 さ ら に 、「 き ぼ う 」 の 開 発 で 獲 得 し た 有 人 宇 宙技 術 を礎 と して「 こ う の とり 」の 開 発 を行 い 、技術 実 証 機及 び2機 の 運用 機 の打 上 げか ら ISS へ の ラン デ ブ、 ド ッキ ン グを 成 功さ せる こ とが 出 来た 。

「き ぼ う 」は 、ISSの 他国 のモ ジ ュー ル と 比較 し て圧 倒 的に 不 具合 発 生数 が 少な く 、順 調 に 運 用 を 続 け て い る 。 こ の よ う に 、「 き ぼ う」の 開発 や 運用 を 通し て 獲得 し た有 人 宇宙 技術 は 国際 的 にも 高 度な も ので あ り、国 際パ ート ナ ーか ら も「 きぼ う 」の素 晴 らし さ は絶 賛さ れ てい る 。

本書 を 、こ れ ら「 き ぼう 」の開 発 と運 用 を 通 し て 獲 得 し た 有 人 宇 宙 技 術 の 素 晴 ら し さ を世 に 発信 す る一 助 とし た い。

3.6 放 射 線 ... 26

3.7 感 電 ... 26

3.8 ガ ラ ス 飛 散 ... 27

3.9 騒 音 ... 27

3.10 電 磁 干 渉 に よ る 機 器 の 誤 動 作 ... 27

4. 「 き ぼ う 」 運 用 に お け る 安 全 管 理 ... 27

4.1 「 き ぼ う 」 と の 統 合 安 全 解 析 ... 27

4.2 シ ス テ ム ／ ペ イ ロ ー ド の 安 全 管 理 寿 命 ... 29

4.3 廃 棄 物 の 安 全 管 理 ... 29

4.4 物 品 の 地 上 へ の 回 収 時 の 安 全 性 ... 30

4.5 「 き ぼ う 」 実 運 用 中 の 安 全 管 理 ... 30

4.6 安 全 審 査 体 制 ... 31

4.7 日 本 人 搭 乗 員 安 全 確 認 ... 32

5. ま と め ... 32

第4章 有 人 信 頼 性 管 理 技 術 ... 33

1. 序 論 ... 33

2. 有 人 宇 宙 シ ス テ ム 特 有 の 信 頼 性 管 理 技 術 ... 33

3. 有 人 信 頼 性 管 理 技 術 ... 33

3.1 2故 障 許 容 （2FT） 要 求 ... 33

3.2 信 頼 度 維 持 の 設 計 ... 34

3.3 人 為 故 障 の 除 去 ... 37

4. ま と め ... 38

第5章 有 人 シ ス テ ム 維 持 機 能 技 術 ～ 構 造 ・ 機 構 系 技 術 ... 39

1. 序 論 ... 39

2. ISSの 概 要 ... 39

3. 「 き ぼ う 」 の 概 要 ... 39

4. 「 き ぼ う 」 の 構 造 系 概 要 ... 40

4.1 船 内 実 験 室 ・ 船 内 保 管 室 の 構 造 ... 40

4.2 船 外 実 験 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム ・ 船 外 パ レ ッ ト の 構 造 ... 42

5. 構 造 数 学 モ デ ル 検 証 要 求 と 検 証 結 果 の 例 ... 42

5.1 構 造 数 学 モ デ ル 検 証 要 求 ... 42

5.2 構 造 数 学 モ デ ル 検 証 結 果 の 例 ... 43

6. 「 き ぼ う 」 の 機 構 系 概 要 ... 44

7. ま と め ... 47