アルテミス1号のミッションは終わりに近づいていますが、困難な道のりが終わったわけではありません。現在月から帰還中の無人宇宙船オリオンは、太平洋への着水に成功するためには、地球の大気圏への過酷な再突入を乗り切らなければなりません。NASAは、スキップ再突入と呼ばれる新しい技術が、カプセルの長く歴史的な旅の最終段階を乗り切るのに役立つことを期待しています。
オリオンは、今週初めの月フライバイに成功し、12月11日（日）に地球に帰還する予定です。アルテミス1号ミッションの最終日となる26日目には、NASAの204億ドル規模の宇宙船が時速2万マイル（時速32,190キロメートル）に達する速度で大気圏に突入します。これは、有人宇宙船としては史上最速の速度です。
NASAのビル・ネルソン長官はアルテミス計画のブログ投稿で、「オリオンが数日後に地球の大気圏に再突入すると、これまで以上に高温で高速で戻ってくることになる。これは宇宙飛行士を乗せる前の究極のテストとなる。次は再突入だ！」と述べた。
オリオンは、再突入時に予想される華氏5,000度（摂氏約2,300度）の温度に耐えられるよう設計された革新的な耐熱シールドを備えています。しかし、NASAはスキップ再突入手順にも期待を寄せています。スキップ再突入手順では、宇宙船は大気圏から「跳ね返り」、一時的に宇宙空間に戻ってから2度目の再突入を行います。NASAが昨年指摘したように、「これは川や湖で石をスキップさせるような動作です。」
これは、人間を搭乗させるカプセルではこれまで試みられたことのない試みですが、空力ブレーキ負荷を軽減することで、温度低下、重力加速度の軽減、そして乗り心地の向上が期待されます。今回の初ミッションでは、オリオンには乗組員は搭乗していませんが、ヘルガ、ゾハル、カンポスの3体のマネキンが搭乗し、貴重なデータを収集しています。アルテミス1号は、計画されている有人アルテミス2号ミッションの準備を整えるためのデモミッションです。
さらに、アルテミス計画全体が火星への足がかりとなる（そう、この記事には岩石に関する比喩がたくさんあるのだ）。NASAはオリオンを火星への有人ミッションに利用する計画だが、オリオンは月から帰還する際にマッハ32で帰還する予定だが、火星からはマッハ36に達する速度で帰還する予定だとネルソン氏は8月3日に記者団に語った。「やるべきテストがたくさんある」と彼は述べ、だからこそ今回の再突入は重要なのだ。
NASAの上昇・再突入飛行責任者であるジャッド・フリーリング氏は、昨日行われた記者会見で、スキップ再突入の際、管制官はカプセルをロールさせて揚力を発生させ、カプセルを再び宇宙空間へ持ち上げると説明した。その後、機体をロールさせて降下を再開する。この「2対1」のアプローチにより、オリオンの再突入は1回の減速ではなく、2つのフェーズに分割される。このように減速を分割することで、熱シールドへの負担が軽減され、内部の重力加速度も軽減されるはずだ。
前述の通り、有人宇宙船で真のスキップ再突入が行われるのは今回が初めてです。アポロ11号の司令船は、再突入時間を延長するためにスキップのような技術を採用しましたが、大気圏を離脱することはありませんでした。とはいえ、ソ連は有人宇宙船ZONDでスキップ再突入に成功していましたが、これは有人宇宙船の搭乗を想定していませんでした。
オリオンが地球への急速な帰還を再開する間、熱によるプラズマの電離により、ブラックアウト期間が発生します。オリオンが地表から約24,000フィート（約7,200メートル）の高度に達した時点で、3つの小型ドラッグパラシュートが展開され、メインパラシュートは6,800フィート（約2,200メートル）で展開される予定です。合計11枚のパラシュートにより、オリオンの速度は時速350マイル（約563キロメートル）から時速20マイル（約32キロメートル）まで加速します。つまり、最初から最後まで、オリオンの速度は時速20,000マイル（約32キロメートル）から予想される時速20マイル（約32キロメートル）まで低下することになります。「これは膨大なエネルギーを消費することになります」とフリーリング氏は述べています。
スキップエントリー技術により、NASAはオリオンの着水地点を正確に特定しやすくなります。NASAによると、これはアポロ計画の際に問題となりました。アポロ計画では、帰還する司令船が大気圏突入地点から最大1,725マイル（2,776km）も離れた場所まで到達することがあったのです。この広範囲な距離のため、回収作業を行うために、予定軌道に沿った遠隔地に複数の米海軍艦艇を配備する必要がありました。
スキップ再突入は、はるかに長い範囲、正確には5,524マイル（8,890キロメートル）にわたって、はるかに高い精度で飛行することを可能にします。「カプセルへの抵抗がほとんどない、あるいは全くない大気圏外にスキップして再突入することで、飛行距離を延ばします」と、オリオン誘導・航法・制御サブシステムのマネージャーであるクリス・マドセン氏は声明で述べています。「抵抗がほとんどない、あるいは全くない状態なので、飛行距離を延ばすことができます」と彼は説明しました。「カプセルの揚力を利用して、どれだけ高くスキップするか、つまりどれだけ遠くまでスキップするかを目標に定めています。」
NASAは現在、カリフォルニア州サンディエゴ沖約80kmの海域を着水地点として計画しているが、大規模な嵐などの外的要因により着水地点が確保できない場合は、より遠く離れた場所をターゲットとすることも可能だ。そのため、広大な海域に複数のチームを派遣する必要がないため、カプセルの回収はアポロ計画時よりもはるかに容易かつ効率的になる見込みだ。
「スキップエントリーにより、オリオンはアメリカ沿岸により近い場所に着陸できるようになります。そこでは回収クルーが待機しており、宇宙船を着陸させる予定です」とマドセン氏は述べた。「アルテミスII以降、オリオンに乗組員を乗せて飛行させる際には、着陸精度が乗組員の迅速な回収に大きく貢献し、回収作業を支援するために太平洋に配備する必要のある資源の数も削減されます。」
オリオン号は日曜日の午後12時40分（東部時間）に太平洋に着水すると予想されています。回収チームが何らかの回収物を見つけられることを心から祈っています。
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