宇宙機のドッキングおよび係留

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ISSにドッキングするため慣性飛行して接近するプログレス補給船 カナダ製のロボットアームで係留されようとするドラゴン補給船
ISSにドッキングするため慣性飛行して接近するプログレス補給船
カナダ製のロボットアームで係留されようとするドラゴン補給船

2

2[1][2][3][4] (berthing) 使1[1][3][4]退[5]

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有人宇宙船のドッキング[編集]

雌雄型[編集]

ドッキングおよび係留の機構は、機構のどの部分を使って結合するかによって、無性型と有性型に分かれる。初期の宇宙機の結合装置は、すべて有性型のものだった。有性型とは、結合する双方の機体がそれぞれ独特の形状 (『雄』型と『雌』型) を持ち、ドッキングの過程において特定の役割を果たすという設計のもので[2]、その役割は交代することはできない。さらに雄と雄、雌と雌など、同じ形のものは結合できない。

対照的に無性型のドッキング (また後には無性型の係留) では、双方の機体が同型の接合部を持つ。無性型の結合では接合部は単一の形状しかなく、それぞれは自身の複製と結合することになる。これによりすべての2機の宇宙機の間で救出作業や共同作業ができるようになるのはもちろんのこと、機構的な段階における冗長性 (役割の互換性) を持つことが可能になる。また柔軟な飛行計画を立てたり、特殊な飛行をする際の分析や訓練の手間を省くことが可能になる[2]

機構および系統のリスト[編集]

画像 名称 方式 内部移動 注記 形式
ジェミニ
ドッキング機構
ドッキング 不可能 ジェミニ宇宙船 (能動) とアジェナ標的機 (受動) とのドッキングを可能にした。 有性型
アポロ
ドッキング機構
ドッキング 可能 アポロ司令・機械船 (能動) とアポロ月着陸船 [6](受動) および宇宙ステーションスカイラブ (受動) とのドッキングを可能にした。アポロ・ソユーズテスト計画では、ソビエト連邦ソユーズ7K-TM宇宙船とドッキングするための接続器 (受動) との結合に使用された。移動トンネルの内径は81センチメートル[7][8] 有性型
初期型探針誘導式
ドッキング機構
(ソ連)
ドッキング 不可能 初期型ソユーズ「探針誘導式」ドッキング装置は、ソ連の宇宙ステーション計画準備のための技術的データを取得する目的で、ソユーズの第一世代機7K-OKで1966年から1970年まで使用された。そこで得られたデータはその後、ソユーズを改造した (当初はソ連の有人月旅行計画のために開発されたものだった) 宇宙ステーション搬送機に使用された[1]

2機の無人のソユーズによる初のドッキング (宇宙飛行の歴史において、初めて行われた完全無人のドッキング) は、1967年10月30日コスモス186号と188号の飛行で行われた。

有性型
Kontakt
ドッキング機構
ドッキング 不可能 ソ連の月飛行計画で、月周回機7K-LOK (能動) と着陸船LK (受動) のドッキングで使用される予定だった[9] 有性型
現行型探針誘導式
ドッキング機構
(ロシア)
ドッキング 可能 現行のロシア式ドッキング機構である「ソユーズ探針誘導式ドッキング機構サリュート1型」は、1971年に実用化された。

Sistema Stykovki i Vnutrennego Perekhoda (SSVP)[10]使10111[1]198020[10]80[3][4][10]

 (International Space Station, ISS) 使SSVP-G4000ISS124[10]ISS1使[1]
有性型
無性型
ドッキング機構
ドッキング 可能 アポロ・ソユーズテスト計画で、アメリカ側のドッキング用区画とソユーズ7K-TMの間で使用された。その後アメリカ側とソ連側で若干の設計の変更はあったが、互換性は維持された。 無性型
APAS-89 ドッキング 可能 ミール (クリスタル区画[9][11]およびドッキング区画)、ソユーズTM-16[9][11]ブランで使用された (ブランは計画のみ)[11]。移動用トンネルの内径は80センチメートル[1][3][4] 無性型
(ソユーズTM-16)
有性型
(クリスタル[12]
ミールドッキング区画[13])
APAS-95 ドッキング 可能 スペースシャトル[11]、ISS (ザーリャ、与圧結合接続器) で使用される。移動用トンネルの内径は80センチメートル[1][3][4]。製造者はRKKエネルギア。本質的にはAPAS-89と同じものとされている[11] 無性型
(シャトルおよびPMA-1[1])
有性型
(PMA-2およびPMA-3)[1]
複合型
ドッキング機構
ドッキング 可能 「複合」の名称は、探針誘導式の暫定的ドッキング機構と、APAS-95の確定的ドッキングのための周縁部を組み合わせたことに由来する。ロシアではSSVP-M8000の名称で実用されている[10]

ISSではズヴェズダとザーリャ、およびピアースとミニ・リサーチ・モジュール2の、2カ所の結合部で使用されている[1]

有性型
共通結合機構 係留 可能 ISSのUSセグメント (ロシア以外の区画) および多目的補給モジュール宇宙ステーション補給機HTV (こうのとり)ドラゴン補給船 [14]シグナス補給船で使用される。標準的な共通結合機構は角が丸い正方形の移動用トンネルを持ち、その幅は130センチメートルである[4]。シグナスは小型のハッチを使用しているため、移動用トンネルは形状は同じだが幅は94センチメートルと小さくなっている[15] 有性型
中国式
ドッキング機構
ドッキング 可能 神舟宇宙船で、神舟8号から始まる天宮1号宇宙ステーションとのドッキング飛行で使用された。中国のドッキング機構はロシアのAPAS-89とAPAS-95を元にしており、「ほとんどクローンではないか」と言う者もいる[1]が、一方で中国は両者との類似性はないと主張している[16]。移動用トンネルの内径は80センチメートル[17][18]

天宮1号で初めて使用され、将来的な中国の宇宙ステーション計画や補給船で使用される予定。

無性型
(神舟)
有性型
(天宮1号)
NASAドッキング機構 ドッキングおよび係留 可能 国際ドッキング接続器および将来的なアメリカの搭乗機で使用される。国際標準ドッキング機構の基準に適合。移動用トンネルの内径は80センチメートル[19] 無性型
(商業宇宙船
オリオン)
有性型
(IDA)
国際的係留および
ドッキング機構
(欧州)
ドッキングおよび係留 可能 ヨーロッパのドッキング機構は、大小の宇宙機にドッキングや係留の能力を持たせるべく計画されている。

 (International Berthing and Docking Mechanism, IBDM) [19]ISS[20]80[19]

使ISSISSIBDM[21]
無性型

[]


      32

ASTP () APAS-751975

 (Pressurized Mating Adapter, PMA)APAS-95ISS3PMA-1PMA-21998STS-88PMA-32000STS-92

 (International Docking Adapter, IDA)[22]APAS-95NASAISS2PMA1IDA[23]IDA-1XCRS-7PMA[22][24]IDA-2CRS-9PMA[22][24]ISS[25]



ASTPドッキング区画
ASTPドッキング区画
  • 与圧結合接続器
    与圧結合接続器
  • 国際ドッキング接続器
    国際ドッキング接続器
  • 無人宇宙機のドッキング[編集]

    350871main s125e011810 hires full (cropped&rotated)
    2009年ハッブル宇宙望遠鏡に取りつけられた暫定的把持機構 (Soft-Capture Mechanism, SCM)。SCMにより、NASAドッキング機構を搭載する有人・無人機双方がハッブルとドッキングすることを可能になった。

    50 (186188)1 ()  (7144323M1-5) 5

    201520112

    V[26]

    2007 (Orbital Express) 222使

     (Space Infrastructure Servicing, SIS)  (MacDonald, Dettwiler and Associates) 2015[27][28]

     (Mission Extension Vehicle, MEV)[29]US5050 (ViviSat) [26]MEV姿姿使[26]

    SISMEVSIS[30]MEV[26]

    2009STS-125 (Soft-Capture Mechanism, SCM) SCM寿使SCMNASA[31] SCM5使[]NDSAPAS-95[32]

    []


    姿 () [33]7T-13502006[33]2007使[34][35][36]

    宇宙ステーションサリュート7号回収計画[編集]

    1978年発行のソ連の郵便切手に描かれるウラジーミル・ジャニベコフ船長 (左) とオレグ・マカロフ飛行士 (右) サリュート6号の飛行を記念した切手に描かれるヴィクトル・サヴィヌイフ博士とウラジーミル・コワリョーノク
    1978年発行のソ連の郵便切手に描かれるウラジーミル・ジャニベコフ船長 (左) とオレグ・マカロフ飛行士 (右)

     (David S. F. Portree) 107T-13[9]19852 [37] [38]

    IGLA1ISST-137使

    12[9]

    []

     (ASTRO, )  (NEXTSat, )2007

     (Orbital Express) [34]

    21姿2 [39]

    NASA2[40]

     (The Automated/Autonomous Rendezvous & Docking Vehicle, ARDV) NASA20142015NASA201011使[40]

    2010NASA [41]

    脚注[編集]

    注釈・出典[編集]



    (一)^ abcdefghijkISS Interface Mechanisms and their Heritage.  Houstan, Texas:  Boeing (201111). 2015331 1 () ()

    (二)^ abcInternational Docking Standardization (PDF).  NASA. p. 15 (2009317). 201134 2

    (三)^ abcdeFehse, Wigbert (2003). . Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0521824923 

    (四)^ abcdefAdvanced Docking/Berthing System - NASA Seal Workshop (PDF).  NASA. p. 15 (2004114). 2011922201134 使使

    (五)^ http://www.nasaspaceflight.com/2015/02/astronauts-spacewalk-re-wire-iss-commercial-crew/

    (六)^ History of U.S. Docking Systems (10/05/2010) Archived 2011524, at the Wayback Machine.

    (七)^ Apllo 9 Press Kit.  NASA. pp. 43 (1969223). 2015317 81使

    (八)^ Harland, David (2011). Apollo 12 - On the Ocean of Storms: On the Ocean of Storms. New York: Springer. pp. 138 

    (九)^ abcdePortree, David (19953). Mir Hardware Heritage.  NASA. 20098320111211

    (十)^ abcdeDocking Systems.  RussianSpaceWeb.com. 201292

    (11)^ abcdeBart Hendrickx & Bert Vis (2007). Energiya-Buran: The Soviet Space Shuttle. Chichester, UK: Praxis Publishing Ltd. pp. 379381. ISBN 978-0-387-69848-9. https://books.google.co.jp/books?id=VRb1yAGVWNsC&dq=%22APAS-95%22+nasa&source=gbs_navlinks_s&redir_esc=y&hl=ja. "2.552.21975NPO EnergiyaAPAS-75APAS-89 (Page 141)APAS-89 (Page 246)1980NPO EnergiyaAPAS-893 (101102103)  (Page 246)101TM-1619931APAS-89TM-16102103 (Page 249)NASA(Orbiter Docking System, ODS) 19927ODSAPASAPASRKK EnergiyaEnergiyaAPASAPAS-95APAS-89ODSISSAPAS (Page 380)" 

    (12)^ Kristall module (77KST) at a glance. 2016316

    (13)^ Space Shuttle Mission STS-74 Press Kit.  NASA. 20111228 

    (14)^ Tests of new Dragon systems to begin minutes after launch, Stephen Clark, Spaceflight Now, 2012-05-21, accessed 2012-050-22.

    (15)^ Cygnus Pressurized Cargo Module Completes Proof-Pressure Testing.  Orbital Sciences (20108). 20134172015316 ISSUS37ISS50

    (16)^ Chinas First Space Station Module Readies for Liftoff.  Space News (201281). 201293

    (17)^ Differences between Shenzhou-8 and Shenzhou-7.  CCTV (20111031). 2015317 81800

    (18)^ Clark, Stephen (2012618). Chinese astronauts open door on orbiting research lab.  Spaceflight Now. 2015317 311

    (19)^ abc International Docking System Standard (Rev. C ed.). (November 20, 2013). 20131216. https://web.archive.org/web/20131216200055/http://internationaldockingstandard.com/download/IDSS_IDD_Rev_C_11_22_13_FINAL.pdf 

    (20)^  Status of Human Exploration and Operations Mission Directorate (HEO).  NASA (2013729). 2014319

    (21)^ QinetiQ Space Wins ESA Contract for International Berthing Docking Mechanism. http://spaceref.biz/company/qinetiq-space-wins-esa-contract-for-international-berthing-docking-mechanism.html. 2016318

    (22)^ abcHartman, Dan (2012723). International Space Station Program Status.  NASA. 2012810

    (23)^ Lupo, Chris (2010614). NDS Configuration and RequirementsChanges since Nov 2010.  NASA. 20118142011822

    (24)^ abHartman, Daniel (20147). Status of the ISS USOS.  NASA Advisory Council HEOMD Committee. 20141026

    (25)^ Bayt, Rob (2011726). Commercial Crew Program: Key Drving Requirments Walkthrough.  NASA. 20123282011727

    (26)^ abcd Morring, Frank, Jr. (2011322). An End To Space Trash?. Aviation Week. http://www.aviationweek.com/aw/generic/story.jsp?id=news/awst/2011/03/21/AW_03_21_2011_p23-297586.xml&headline=An%20End%20to%20Space%20Trash?&channel=awst 2011321. "US5050ViviSatMDAprobe-in-the-kick-motor使姿使...ViviSatMDA...寿AEHF-1使" 

    (27)^  Intelsat Picks MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. for Satellite Servicing. press release.  CNW Group. 2011315 MDA (Space Infrastructure Servicing, "SIS") ...MDA63...MDA28000

    (28)^  de Selding, Peter B. (2011314). Intelsat Signs Up for Satellite Refueling Service. Space News. http://www.spacenews.com/satellite_telecom/intelsat-signs-for-satellite-refueling-service.html 2011315. "MDAMDA245200" 

    (29)^  ViviSat Corporate Overview. company website.  ViviSat. 2011328

    (30)^  de Selding, Peter B. (2011318). Intelsat Signs Up for MDAs Satellite Refueling Service. Space News. 2012321. https://archive.is/20120321160118/http://www.sbv.spacenews.com/satellite_telecom/110318intelsat-signs-for-mdas-satellite-refueling-service.html 2011320. "40 ... SIS75... MDASISSISSIS... SIS使MDASIS" 

    (31)^ NASA (2008). The Soft Capture and Rendezvous System.  NASA. 2009522

    (32)^ Parma, George (2011520). Overview of the NASA Docking System and the International Docking System Standard.  NASA. 201110152012411

    (33)^ abMa, Zhanhua; Ma, Ou and Shashikanth, Banavara (October 2006). Optimal Control for Spacecraft to Rendezvous with a Tumbling Satellite in a Close Range. Proceedings of the 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems: 41094114. 201365. https://web.archive.org/web/20130605184656/http://mae.nmsu.edu/~oma/Papers/Paper_Optimal_Ctrl_IROS06.pdf 201189. "" 

    (34)^ ab Clark, Stephen (200774). In-space satellite servicing tests come to an end. Spaceflight Now. http://spaceflightnow.com/news/n0707/04orbitalexpress/ 2014320 

    (35)^ Xu, Wenfu (September 2010). Autonomous rendezvous and robotic capturing of non-cooperative target in space. Robotica 28 (5): 705718. doi:10.1017/S0263574709990397. http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=7871150&fileId=S0263574709990397 20141116. 

    (36)^ Yoshida, Kazuya (2004). Dynamics, control and impedance matching for robotic capture of a non-cooperative satellite. Advanced Robotics 18: 175198. doi:10.1163/156855304322758015. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1163/156855304322758015#.VGjL1sl5UyM. 

    (37)^ Dzhanibekov.  Astronautix.com. 201385

    (38)^ Savinykh.  Astronautix.com. 201385

    (39)^  Optimal Control of Rendezvous and Docking with a Non-Cooperative Satellite.  New Mexico State University. 201365201179 

    (40)^ abTooley, Craig (2010525). A New Space Enterprise of Exploration.  NASA. 2012625

    (41)^ Ambrose, Rob (201011). Robotics, Tele-Robotics and Autonomous systems Roadmap (Draft).  NASA. 2012625 使使

    関連項目[編集]