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歴史的なWebbミッションのために準備されたヨーロッパの宇宙港、フラッグシップランチャー – Spaceflight Now

アリアン5ロケットは、木曜日のジェームズウェブ宇宙望遠鏡が軌道に乗る前の最後の寄港地であるギアナ宇宙センターのELA-3発射ゾーンに到達します。 クレジット:ESA / S。 コルバヤ

フランス領ギアナのチームは、木曜日にヨーロッパのアリアン5ロケットを出発ブロックに配置し、地球を離れる最も高価な科学機器であるほぼ100億ドルに達するジェームズウェブ宇宙望遠鏡でクリスマス朝離陸を準備しました。

180フィート(54.8メートル)の高さのロケットがギアナ宇宙センターの最終組立建物から転がり、ディーゼルパワーTitanトラックによって二重レールトラックに沿ってジャングル宇宙基地のELA-3発射台に牽引されました。

基地に到着すると、ロケットとロケットのモバイルプラットフォームは、金曜日の夜に始まる夜間のカウントダウンを準備するために施設の電力、推進剤、およびデータシステムに接続されました。

Ariane 5ロケットの打ち上げオペレータであるArianespaceは、宇宙空港の2つのコントロールセンターでカウントダウンを監督します。 Ariane 5は土曜日午前2時30分(東部標準時)(0730 GMT)直後から極低温液体水素と液体酸素推進剤を搭載し、午前7時20分(東部標準時)に発射される前に最終技術及び天候点検を完了します。

Ariane 5ロケットは1996年以来111回発射されました。 最初の数回の失敗(最初のAriane 5は離陸後1分以内に爆発しました)の後、ヨーロッパの大型貨物機は過去97の任務で96回の成功を達成しました。

多くの商用衛星がAriane 5ロケットに発射されました。 水星に向かう途中、欧州宇宙局のBepiColomboミッションとヨーロッパロゼッタ彗星探査船もAriane 5ロケットの上部に地球を残しました。

Webbのギアナ宇宙センターの出発点は、フランスの宇宙局であるCNESによって運営されています。 1968年から使用された宇宙ステーションは、スリナムとブラジルの間に挟まれたアイルランドサイズのフランスの海外領土であるフランス領ギアナのアマゾン熱帯雨林の縁から彫刻されました。

フランス政府はアルジェリア独立以来、サハラ砂漠の最初の発射基地を置き換える宇宙基地と​​してフランス領ギアナを選択しました。

この地域は宇宙飛行が見慣れない。 300以上の大型ロケットがギアナ宇宙センターから発射されました。

トロピカル南アメリカとの国境に位置するギアナ宇宙センターのESA運営責任者であるCharlotte Beskowは、「Webbはクライアントのためサイズが異なるため」と述べた。 彼女は宇宙センターのフランス語の略語に言及しています。

彼女は「メディアの注目を浴びる点で異なる」と話した。 「今回のリリースは、世界的な反響を呼び起こす重要なリリースです。 私たちの働き方には影響しないことを願っています。 私たちは常に同じ高い基準でより一生懸命働いていますが、明らかに誰にも少し感情的な圧力があるでしょう。」

Beskowは、宇宙ステーションの乗組員が「最善の努力を払っている」と述べた。 「私たちはそれがユニークな展望台であることを知っています。 制作期間が10〜20年で何千人もの人々が働いており、非常に重要であり、私たちは何が問題であるかをよく知っています。

ミッションは土曜日に32分の発射時間があり、問題がクリスマスの朝にAriane 5を地上に保つ場合、日曜日に同時に離陸する機会があります。

ロケットの重要なステップは、離陸の7秒前に水素燃料を使用するVulcain 2週間エンジンに点灯します。 コンピュータで制御された状態を確認した後、ロケットは3つの事前にパッケージ化された粉末推進剤を備えたツインソリッドロケットブースターに火をつけるように指示します。

ランチャーは290万ポンドの推力でパッドを走り、大西洋を横切って東に向かって音速を40秒超過します。 ブースターはPlus+2分21秒で燃焼して投下され、Plus+3分26秒でAriane 5のスイス製ペイロードシュラウドが分離され、Webbが初めて宇宙に姿を現します。

180フィート(54.8メートル)の高さのアリアン5ロケットがジェームズウェブ宇宙望遠鏡で、フランス領ギアナの発射台に立っています。 クレジット: クレジット: ESA/CNES/Arianespace/P. 歩く

ロケットのフランス製コアステージは、天文台を熱バランスを維持するためにロールを起動し、望遠鏡の一部が熱すぎたり冷たりしないようにします。 メリーランド州ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所のWebbの制御チームは、ペアリングがロケットから分離されるとすぐに宇宙船から最初の信号を受信することを期待しています。

コアステージは、プラス+8分41秒で燃焼を完了し、しばらくするとドイツで製造されたAriane 5の上段にあるHM7Bエンジンのステージの分離と点火が続きます。

独自に極低温燃料を供給する上部エンジンは、地球から急速に離れるWebb天文台を加速するために16分間燃焼します。 エンジン遮断時の目標速度は22,145mph(毎秒9.9km)です。

3階の高さの展望台は、Plus+27分7秒でAriane 5の上段に取り付けられた固定装置から解除されます。

数分後、Webbは発電用太陽電池パネルを拡張して宇宙船のバッテリー充電を開始します。 WebbはAriane 5ロケットに乗り、30分間内部バッテリ電源で動作します。

発射翌日操縦可能なアンテナが広がり、サンシールドがテニスコートサイズに開かれながらWebbの赤外線科学機器とミラーを作動温度がマイナス388度(華氏マイナス388度、絶対ゼロ度40度)に冷却され始めます。

それぞれ18個のミラーセグメントのうち3つを持つ2つの屈折式翼が所定の位置に固定され、基本ミラーが最終形状に達することがあります。 そして、2次ミラーを備えたブームが展開され、1次ミラーから収集された光を洗練された赤外線検出器ファミリを備えたWebbの機器モジュールに直接反射させるように直接配置されます。

ウェブは、1ヶ月以内に地球からほぼ100万マイル(150万キロメートル)離れた重力的に安定した場所であるL2ラグランジュ支店の周りの軌道に到着します。 リモートコントロールを使用してWebbを操作する地上チームは、今後5ヶ月間ミラーを完全に整列させ、望遠鏡が最終動作温度に達したときに焦点を当てます。

6ヵ月以内に、Webbはオープンリリースのための最初の科学イメージを撮影します。

この使命は、塵の雲を突き抜け、光スペクトルの可視領域を見るハッブルなどの望遠鏡では見られない星の形成領域を研究することです。 Webbの集光能力は、科学者が他の星の周りの惑星大気の化学組成を測定することを可能にし、生命体が最初に住むことができるエイリアンの世界を明らかにします。

そしてWebbは、約138億年前のビッグバン以来、最初の光を探して宇宙を覗きます。

James Webb宇宙望遠鏡を明らかにするAriane 5ロケットから発射されるペイロードペアリングのアーティストの絵。 クレジット:ESA / D。 デュクロス

NASAは、合計88億ドルのWebbコストの大部分と5​​年間の天文台の運営に年間1億7000万ドル以上の予算を負担しています。 ESAはAriane 5ロケットの発射を提供し、Webbの4つの機器のうち2つを開発しました。 カナダ宇宙局(Canadian Space Agency)は、このミッションの3番目のパートナーであり、Webbが天体目標を指すときに安定した状態を維持するのに役立つセンサーハードウェアを提供します。

ESAとカナダの寄付金はほぼ10億ドルに達し、運営を含むWebbのコスト合計はほぼ110億ドルで、歴史上最も高価な宇宙科学ミッションになりました。

Ariane 5は今日飛行するロケットの中で最大の搭​​載量を持っており、基数カバーは高さ17メートル、直径5.4メートルに近い Webb はボリュームを埋めます。 一部の地域では、宇宙船とペアリングの内壁の間に8インチ(20センチメートル)の空きスペースがあります。

ESA、Arianespace、およびペアリングメーカーのRUAGは、離陸後にペアリングが離脱したときに減圧イベントがWebb天文台を損傷する可能性があるという懸念を解決するために、Ariane 5のペイロードシュラウドの通気孔の設計を変更しました。 エンジニアは、Webbの折り畳まれたサンシールド膜に閉じ込められた残りの空気のため、ペアリングを取り外すと突然泡が発生したり膨張したりする可能性があると懸念していました。

換気口の修正は、ロケットが大気に上昇したときにシールド膜の間に空気が入らないようにするのに役立ちます。 Webb用のペアリングはまた、望遠鏡の光学装置が汚染されないようにするために、より厳しいクリーン度標準に適合するように設計されています。

Webbの宇宙飛行は、一般的なAriane 5飛行にいくつかの異なる修正があります。

上段から前方に向かうカメラは、発射から27分後にロケットから飛ぶ約6.8トン(6.2メートルトン)の観測所の眺めを捉えます。

上部には、Webbの配置後に追加の起動を実行するための追加のバッテリパックがあります。 この「ライフシャットダウン」起動は、上段のエンジンを介して燃焼していない残りの推進剤を放出し、ロケットをWebbからより遠くに移動させる推進力を付与することを含む。

この操作は、太陽系に向かう同様の軌跡のロケットと天文台の間の衝突の危険を排除します。

Ariane 5ロケットのペイロードペアリングの中にあるJames Webb宇宙望遠鏡のイラスト。 クレジット:ArianeGroup

天文学者がWebbになるミッションコンセプトの仕事を始めたとき、Ariane 5は初めて発射されませんでした。 これで、Ariane 5プログラムの実行がほぼ終了しています。 Webbの後、ヨーロッパの新しいAriane 6ロケットのために引退する前に、5つのAriane 5が残ります。

NASAのエンジニアは、ESAとArianespaceがWebbを発射するロケットの準備状況を評価するのに役立ちました。 ケネディ宇宙センター(Kennedy Space Center)の打ち上げサービスプログラム(Launch Services Program)は、機関の科学任務を宇宙に運ぶ打ち上げを監督し、ジェームズウェブ宇宙望遠鏡(James Webb Space Telescope)のコンサルティングの役割を引き受けました。

ケネディの打ち上げディレクターであるOmar Baezは、最近Spaceflight Nowとのインタビューでこう述べています。

Baezは、20年前にフランス領ギアナ・クルにあるAriane 5号発射基地を初めて訪問し、フランス宇宙局であるCNESが管理する宇宙基地の施設評価を開始したと話しました。

Baezは「ArianespaceとCNESを相手にしていて外国人エージェントだからこそ敏感な仕事だが、一緒に仕事をしてくれた」と語った。

彼は、NASAがWebbの発射に先立ち、ESAおよびArianespaceと協力するコンサルタントとして、宇宙船の処理、ミッション統合、およびリスク管理の専門家を割り当てたと述べた。

Baezは、「私たちのリスク管理者は、フランスとESAの人々がArianespaceが持つことができる問題をバブリングする方法を追跡してきました。 だから、私たちは貴重なマウントの1つを飛行するときに示したのと同じタイプの厳格さがあることを確認することによって洞察力の一部を認めます.」

Baezは、ケネディ宇宙センターを拠点とするNASAのエンジニアが上昇中にAriane 5ペアリングが減圧される問題を発見するために「非常に重要な役割を果たしました」と述べました。

Baezは、「フランスのパートナーと協力して、その環境を捉えた以前の飛行でペアリングを計測し、正確な情報が得られたことを確認することができました」と述べました。 「事実、私たちは問題を発見しました。 私たちは、上昇時にペアリングを適切に換気させるための計画を立てなければなりませんでした。

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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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