「派遣社員」としてスタートしたエアロックは、どのようにして「ビジネスエリート」へと変貌を遂げたのか？

現在、中国の宇宙飛行士はウェンティアン実験モジュールのエアロックを通じて船外活動を行っている。知っていましたか？これまで、中国の宇宙飛行士は天河コアモジュールノードモジュールと神舟宇宙船軌道モジュールを改造した臨時エアロックを使用して船外活動を行い、多くの経験を積んできた。他のオプションと比較して、専用エアロックは出口の位置と条件が異なり、独自の利点があります。将来的には、宇宙飛行士が宇宙船の外に出るための、より完全で効率的な新しい解決策が生まれると信じています。

チェン・ドンとリウ・ヤンはキャビンの外で集合写真を撮った

「吉九張」改造の出発点は高い

宇宙船外活動について語るとき、中国人による初の宇宙遊泳に触れないわけにはいかない。

2008年、神舟7号宇宙船の宇宙飛行士は中国人として初めて宇宙船外活動を行った。翟志剛の「小屋から出て、気分がいい」という言葉は皆に深い印象を残した。

ザイ・ジーガン氏が神舟VII宇宙船から降りる

当時、神舟7号宇宙船のエアロックは、既存の技術基盤を最大限に活用し、軌道モジュールを改良して設計されました。これは中国の航空宇宙研究者が船外活動技術を習得するために行った革新であり、一時的な措置でもあった。それ以来、神舟宇宙船はこの方法を再び使用することはなかった。

急いで作られたこの仮設エアロックを侮ってはいけません。これにより、我が国はエアロックの核心技術を突破し、宇宙船外活動技術を独自に習得した3番目の国となった。技術的なスタート地点はかなり高いと言えるでしょう。

公開情報によると、神舟7号宇宙船のエアロックは、元の軌道モジュールの基本構造をそのまま利用し、体系的な再設計を通じてエアロック機能が追加された。エアロックには 2 つの主要な機能があります。1 つは密閉機能です。もう1つは圧力解放/再加圧機能です。シーリングは軌道モジュールの固有の機能です。宇宙飛行士の船外活動をサポートするため、このモジュールセクションには、パイプラインバルブで構成された圧力開放装置と、5本の高圧ガスボンベでサポートされた再加圧装置が特別に装備されており、2回の圧力開放/再加圧のガスニーズに対応します。また、船外活動、カメラ、照明などのほか、保管、輸送、船外宇宙服の供給など一連の機能も提供します。

しかし、神舟7号宇宙船の軌道モジュールをエアロックモジュールに改造したのは、あくまでも応急処置にすぎず、細部に間違いがあったのは必然だった。それは、翟志剛が船室から出た際に船室のドアが開かなくて当惑したことからもわかる。分析の結果、当時、軌道モジュールには生活物資や作業物資が大量に保管されていたことが判明しました。エアロックが減圧された後も、これらの物資と機器から排気ガスが排出され続け、減圧の進行が予想よりも遅くなりました。翟志剛が客室のドアを少し開けると、客室内の空気圧によってドアが「押し戻された」。

それでも、神舟7号宇宙船のエアロックは、米国やソ連の初期に開発された同様のものよりはるかに「先進的」である。人類初の船外活動は、1965年にソ連の宇宙飛行士レオーノフがボスホート2号宇宙船で行った。当時、宇宙船は「ヴォルガ」と呼ばれる柔軟で膨張可能なエアロックカプセルを搭載していたが、キャビンから脱出できるのは1人の宇宙飛行士だけだった。

アメリカの宇宙飛行士の最初の宇宙脱出に関しては、さらに「急ぎの仕事」だった。ジェミニ宇宙船は「身体に装着された」マーキュリー宇宙船よりわずかに大きいだけであり、帰還カプセル全体が減圧され、ミッションの重複や事故もなく空になった。アメリカ人は非常に幸運だったとしか言えない。

「パートタイム」と「専任」はどちらも非常に強い

中国の宇宙ステーションの建設が順調に進む中、宇宙飛行士は天河コアモジュールから出て複数のミッションを遂行した。この過程で、天河コアモジュールはノードモジュールをエアロックキャビンとして使用し、神舟7号宇宙船のエアロックキャビンの改造経験を活かして、設計をより完璧なものにしました。

公開された動画や写真によると、天河コアモジュール・ノードモジュール出口ハッチのハッチロックは側面に設置され、ハッチがスムーズに開けられるように補助ハンドルが追加されている。

さらに、この「パートタイム」エアロックは中国の有人宇宙飛行史上初めてガス再利用技術を採用し、中国は米国に次いでこの技術を習得した2番目の国となった。天河コアモジュールは、キャビン間空気ポンプなどの機器の助けを借りて、ノードモジュール内のガスを部分的にリサイクルして再利用することができ、船外活動の酸素消費量を大幅に削減します。これは、資源と輸送能力の節約、宇宙飛行士の長期軌道上滞在能力の向上、複数の船外活動のサポートにとって大きな意義があります。

神舟13号宇宙船の乗組員が天河コアモジュールノードモジュールから脱出

一方、有人宇宙飛行のベテラン国であるロシアは、サリュートシリーズやミール宇宙ステーションを独自に運用し、国際宇宙ステーションの多数のモジュールの建設にも参加している。しかし、エアロックではこれまでも直接圧力開放排気装置が使用されており、ガスが真空中に直接排出されるため、ガス汚染を引き起こしたり、宇宙船の姿勢に干渉したりする恐れがありました。複数の船外活動から排出される空気もかなりの消費量になります。

中国の宇宙ステーションはこの点で後発の優位性があり、技術的に一歩先を進んでいると言える。

天河コアモジュールの「パートタイム」エアロックも暫定的な施設です。将来、中国の宇宙ステーションの宇宙飛行士は、主にウェンティアン実験モジュールの専用エアロックを使用して、船室外で作業することになる。特別に設計され、独立して使用されるエアロックとして、その長さと直径は神舟宇宙船の軌道モジュールを超え、内部容積も大きく、ガス再利用技術も採用されています。船外活動の準備段階では、宇宙飛行士はエアロックから隣接する密閉されたキャビンに空気を送り込み、空気資源の消費を最小限に抑えます。

文天実験モジュールのエアロックキャビンの容積は、天河コアモジュールのノードキャビンの容積より 50% 大きいです。キャビンドアは直径1メートルと広くなっています。宇宙飛行士は、方向転換や移動が制限されることなく厚い船外宇宙服を着用でき、装備品をより容易に運ぶことができる。

ウェンティアン実験室モジュールのエアロックにいる宇宙飛行士のジン・ハイペンとチュー・ヤンジュ

船外活動用ドアは、密閉、伝達、ロック、人間工学などの分野を網羅する複雑な航空宇宙製品です。宇宙飛行士の運用部隊は変更ありません。対応するハンドルを回してロックを解除し、パワーアシスト機構を使用して残留圧力を除去し、ドアハンドルを引いてドアを開けるだけです。通常、ハッチが閉じた状態であれば、付属の漏れ検知器などの装置により万全の安全性を確保できます。

陳東はウェンティアン実験室のエアロックハッチを開けて脱出した。

もちろん、心配する人もいるかもしれない。この出口はエアロックの真下に位置しており、つまり宇宙飛行士は逆さまになってキャビンから出るのと同じことになるのだ。危険でしょうか？実際、低軌道の重力は非常に弱いので、重いものを使っても宇宙飛行士が船室から出るのはそれほど難しくありません。

ウェンティアン実験モジュールのエアロックを別の角度から見る

中国の宇宙ステーションは何年にもわたって宇宙を旅することになる。中国の宇宙飛行士は将来、より先進的なエアロックを使用するのでしょうか? 2チャンバーハイブリッドインフレータブルエアロックという新しいコンセプトがあります。具体的には、膨張式キャビンセクションを乗務員用エアロックとして使用することで、エアロックの容積と質量を削減できるだけでなく、二重チャンバーエアロックの本来の利点を維持し、ガスをより便利かつ効率的に再利用してガス消費量を削減できます。さらに、新しい設計は耐衝撃性が向上し、内部の宇宙飛行士を微小隕石や軌道上の破片などの脅威からよりよく保護することができます。つまり、エアロックは間違いなく改善され続けるので、様子を見ましょう。