導入
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| 正式名称 | アメリカ航空宇宙局 |
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| フランス語での名前 | アメリカ航空宇宙局 |
| 本社 | 300 E Street SW, ワシントン (コロンビア特別区), アメリカ合衆国 |
| 創造 | 1958 年 7 月 29 日 |
| 年間予算 | 187億ドル（2010年予測） |
| ゼネラルマネージャー | チャールズ・F・ボールデン |
アメリカ航空宇宙局(略称NASAでよく知られています) は、米国の民間宇宙計画の大部分を担当する政府機関です。航空研究も NASA の領域に含まれます。 NASA は 1960 年代初頭の設立以来、有人宇宙飛行、太陽系探査、宇宙研究において世界をリードする役割を果たしてきました。同機関の最も注目すべき成果には、アポロ有人宇宙計画、 アメリカのスペースシャトル、 国際宇宙ステーション（いくつかの国と協力）、ハッブルなどの宇宙望遠鏡、バイキング宇宙探査機とMERによる火星探査などがある。パイオニア、ボイジャー、ガリレオ、カッシーニ・ホイヘンス探査機による木星と土星の様子
NASA は、ソ連の主導権に追いつくために、これまで米国軍のさまざまな部門が担当していた民間宇宙飛行プロジェクトを統合するために、1958 年 7 月 29 日に設立されました。このとき、それまで航空分野の研究に重点を置いていた NACA の研究センターは NASA に引き継がれた。現在の予算は176億ドル（2009年）で、約23,000人を直接雇用しているほか、主にテキサス州、カリフォルニア州、フロリダ州、アラバマ州、バージニア州、ワシントン州にある10の宇宙センターに分散している多数の下請け業者を雇用している。現在の重要なミッションは、国際宇宙ステーションの完成と運用、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡、メッセンジャー、ニューホライズンズ、およびすでに打ち上げられているか打ち上げられようとしている火星科学研究所の宇宙探査機を含むいくつかの宇宙望遠鏡の使用と建設です。 NASA は、気候変動に関する継続的な研究においても基本的な役割を果たしています。
NASAの有人宇宙計画は、2010年末に予定されていたアメリカのスペースシャトルの撤退と、設計と資金調達の問題に直面したコンステレーション計画の再検討を受けて、2009年から再構築が進められている。オバマ政権は、オーガスティン委員会の勧告に従い、宇宙飛行士を月面に帰還させるプロジェクトを2020年までに放棄し、より進歩的な探査アプローチを優先する計画であり、その前に特に推進分野における先進的な研究が必要となる。現在の打ち上げ資源の不足を補うために、NASA は 2010 年の10 年間、低軌道で国際宇宙ステーションの整備を担当する民間部門に依存する予定です。
歴史的
NASA創設の背景
1955年7月、米国とソ連はそれぞれ、国際地球物理年（1957年7月～1958年12月）に計画された科学的研究の一環として人工衛星を打ち上げると発表した。米国では、衛星とその打ち上げ機の開発は、米海軍のチームに委託されたヴァンガード計画によって行われたが、このプロジェクトは開始が遅く野心的すぎたため、一連の失敗に見舞われた。 1957 年 10 月 4 日、ソ連は初めてスプートニク 1 号衛星を軌道に投入しました。それまで自国の技術的優位性を確信していたアメリカ政府関係者や世論にとって、これは衝撃だった。この当時、空軍とアメリカ陸軍も、大陸間弾道ミサイルを中心に実施された研究を活用した宇宙計画を持っていた。陸軍を代表して活動し、最終的にアメリカ初の人工衛星の打ち上げに成功したのはヴェルナー・フォン・ブラウンのチームだった。エクスプローラー 1 号は、レッドストーン弾道ミサイルから即席で作られたジュノー I ランチャーのおかげで、1958 年 2 月1 日に誕生しました。民間宇宙への巨額投資には消極的ではあったが、アメリカのドワイト・D・アイゼンハワー大統領は、1958年7月29日に民間宇宙機関であるNASAの設立を決定した。これにより、ソ連の成功に対抗するためのアメリカの努力を結集することが可能となるはずである：宇宙競争は始まっている。
1960年代
有人宇宙計画：アポロ計画
NASAはNACA研究センターを引き継ぎ、同研究センターはこれまで航空分野の研究に重点を置いていたが、数年間は特に航空力学と推進分野で米陸軍が開発した発射装置プロジェクトにも取り組んできた。ヴェルナー・フォン・ブラウンが指揮する技術者を含む軍事プロジェクトとそのチームは、すぐに NASA に移管されました。 NASA によって開発された最初の有人飛行プロジェクトはマーキュリー計画であり、NASA が設立される前の 1958 年に開始され、これにより最初のアメリカ人宇宙飛行が可能になるはずです。 1961 年 5 月 5 日、アラン・シェパードはフリーダム 7 カプセルで最初の15分間の飛行を行いました。しかし、当時 NASA には十分な強力なロケットがなかったため、それは単なる準軌道飛行にすぎませんでした。ジョン・F・ケネディ大統領は1961年5月25日、両国の超大国間の冷戦が本格化していた当時、ソ連の宇宙飛行士の成功によって傷ついたアメリカの威信を取り戻すことを主な目的として、アポロ計画の開始を発表した。大統領の命を受けたNASAは、2010年代が終わるまでに人類を月に着陸させなければならない。ジョン・グレンは、1962 年 2 月 20 日のマーキュリー・アトラス 6 号のミッションで初めて、地球の周回軌道を周回した最初のアメリカ人宇宙飛行士となりました。他に 3 回の有人飛行が 1962 年と 1963 年に行われました。
マーキュリー計画の終了時点でも、月面飛行に実装される予定だった宇宙飛行の重要な側面はまだ習得されていない。 NASA の指導者らは、月探査ミッション用の非常に洗練された宇宙船の開発を待たずに、これらの技術を習得することを目的としたジェミニ プログラムを開始しました。このプログラムは次の 3 つの目的を達成する必要があります。
ジェミニ宇宙船は、当初はマーキュリーカプセルの単純な改良版であることを意図していましたが、（マーキュリー宇宙船の約1トンと比較して） 3.5トンの洗練された船となり、2人の宇宙飛行士が2週間飛行することができました。ジェミニカプセルは、アメリカ空軍のミサイルを発射装置に改造したタイタンII ロケットによって発射される。ただし、プログラムではデバッグの問題が発生します。しかし、1963 年末にはすべてが正常に戻り、1964 年と 1965 年初めに 2 回の無人飛行が行われました。最初の有人飛行ジェミニ 3 号は、1965 年 3 月 23 日に宇宙飛行士のヴァージル・グリッソムとジョン・ヤングを乗せました。次のミッション中、宇宙飛行士はエドワード・ホワイトがアメリカ初の船外活動を行う。 1966 年 11 月までに、他に 8 つのミッションが、ささいな出来事を挟みながら実施されました。これらのミッションにより、宇宙ランデブーとドッキング技術の開発、長期飛行 (ジェミニ 7 号は軌道上に 14 日間近く留まりました) の実行、宇宙飛行の実行が可能になりました。他にも数多くの実験を行っています。ジェミニ計画の終わりに、米国はソ連に追いつきました。
打ち上げロケットの分野では、NASA はアポロ計画用の大型打ち上げロケットのサターン ファミリーを開発しています。最も強力なモデルであるサターン V は、低軌道に 118 トンの重量を載せることができ、それ以来この記録に並ぶことはありませんでした。これは、宇宙飛行士を月面に輸送する役割を担うアポロ宇宙船とアポロ月着陸船の2 隻の月探査船を打ち上げるために設計されています。アポロ計画の成功の一部は、液体水素を使用した新しいタイプの推進力の開発に端を発しており、その開発は 1950 年代の終わりにケンタウロス段階の開発の一環として始まりました。
アポロ計画中に 2 つの重大な事故が発生しました。1 つはアポロ 1 号宇宙船の地上火災で乗組員が焼死し、計画が 2 年近く延期されました。もう 1 つは宇宙船の酸素タンクが爆発した事故です。宇宙船アポロ 13 号の乗組員は、月着陸船を緊急船として使用して生き残りました。月に到達するには、月周回ランデブーという大胆な方法が選択され、月着陸船を含む2機の探査機が月面着陸専用となる必要がある。 3,000トンの巨大なサターンVロケットは、月探査車を打ち上げるために開発されている。このプログラムには多額の予算（2005 年の価値で 1,350 億米ドル）が費やされ、最大 40 万人が動員されます。
1969 年 7 月 21 日、アポロ 11 号ミッションの 3 人の乗組員のうち 2 人、ニール アームストロングとバズ アルドリンによって目的は達成されました。その後、他の 5 つのミッションが月の他の場所に着陸し、そこに最大 3 日間滞在します。これらの遠征隊は 382キログラムの月の石を持ち帰り、いくつかの科学機器のバッテリーを設置しました。宇宙飛行士たちは、アポロ 15 号の全地形万能車である月面探査機の支援を受けて、最長 8時間にわたる月面での現地観測を実施しました。月面に着陸した 6 回のミッションにより、多くの科学データが持ち帰られました。
太陽系の探査: 月面偵察と初の惑星飛行
アポロ計画と並行して、NASA は宇宙環境と月の地形についての知識を高めるためにいくつかのプログラムを開始しました。この情報は、宇宙船の設計や月面着陸の準備に必要です。 1965 年、微小隕石による危険性を評価するために、3 機のペガサス衛星がサターン Iロケットによって軌道に投入されました。その結果は、アポロ宇宙船の保護のサイズを決定するために使用されます。レンジャー宇宙探査機 (1961 ～ 1965 年) は、長い失敗続きの後、1964 年末から月面の一連の高品質の写真を持ち帰って、着陸に適した場所を特定できるようにしました。 1966 年から 1967 年にかけて月の周りの軌道に配置された 5 つの探査機で構成される月探査機プログラムは、この研究を完了しました。写真による月の土壌の 99% のカバーが達成され、月の郊外における微小隕石の頻度が決定され、宇宙放射線の強度を測定します。このプログラムを使用すると、テレメトリネットワークの動作を検証することもできます。測定された結果は、月の重力場は地球の重力場よりもはるかに均一ではなく、低高度の軌道を危険にしていることを示しています。その後過小評価されたこの現象は、乗組員が眠っていたアポロ 15 号レムの軌道高度を10 kmに低下させることになるが、レリーフに対して十分な余裕を持たせるために安全限界は15 kmに設定されていた。同年の 1966年6 月 2 日、探査機サーベイヤー 1 号は月面への初の軟着陸を行い、着陸装置のサイズ調整を可能にした月の土壌の一貫性 (地面は比較的硬い) に関する貴重で心強い情報を提供しました。 . 月着陸船の着陸。
アポロ計画と月探査が優先されているにもかかわらず、NASA はこの時点で太陽系の他の惑星へのいくつかのミッションも開始しました。 1960 年代の宇宙探査機は小型で初歩的なもので、詳細な科学調査が可能な探査機が完成するまでには 10 年かかりました。信頼性は低く、通常はペアで送信されます。 1962 年のマリナー 2 号ミッションは、別の惑星(金星) の上を飛行した最初の宇宙探査機となりました。マリナー 4 号は1964 年に初めて火星のフライバイを行いました。他の 3 機のマリナー探査機は 1967 年と 1969 年に金星のフライバイに成功しました。
1970年代から1980年代
有人飛行：シャトルプロジェクトの発足
有人飛行の分野では、最後のアポロ計画とソ連による有人月計画の放棄により、1970年代初頭にソ連との熾烈な競争の時代が終わった。ソ連との関係の温和化は、1975 年のアポロ・ソユーズ計画によるソ連とアメリカの飛行によって象徴的に封印された。この新たな状況において、国際問題が存在しない中で、アメリカのニクソン大統領とアメリカ議会は財政援助の延長を拒否した。アポロ計画のために費やされた努力: 1965 年に連邦予算の4.4%に達していた宇宙機関の予算は、すぐに減少するでしょう。アポロ計画の部品をリサイクルして安価に設計された宇宙ステーション プロジェクトであるスカイラブ宇宙ステーションが開始されます。 3 人の乗組員が 1973 年から 1974 年にかけて、サターン IB発射機とアポロ宇宙船の残りの在庫を打ち上げに使用して連続して占拠します。しかし、このステーションは予算不足により放棄され、1979 年の大気圏突入時に破壊されました。
野心的な有人宇宙計画を訴えているNASAは、軌道に乗せるためのコストを大幅に削減することが目的の再利用可能な宇宙船であるスペースシャトル計画に自らを限定する必要がある。 1972 年に、国防省のニーズをシャトルの仕様に組み込み、計画の当初の目標を下方修正することによって、意思決定者からゴーサインが得られました。この発展は予想よりも長く、次の10年の初めまで続くだろう。
4 機のスペースシャトルのうちの最初のコロンビア号は、1981 年 4 月 12 日に初飛行を行いました。このプロジェクトは技術的には大成功でしたが、シャトルの運用コストが予想よりはるかに高かったことが判明しました。 1986 年 1 月 28 日のチャレンジャー号事故は、すべてのシャトルの定説に疑問を投げかけ、放棄されていた古典的な発射装置は再び運用されなければなりません。特にシャトルは商業衛星の打ち上げを放棄する。
ソ連との関係が再び悪化すると、ロナルド・レーガン大統領は1983年4月にNASAに対し、科学研究専用で恒久的に占拠される宇宙ステーションのプロジェクトを立ち上げるよう要請した。 1984 年 1 月 25 日、彼は年次一般教書演説の中で、米国が他国と協力して建設に着手したいとの意向を発表した。このプロジェクトの費用は 80 億ドルと見積もられています。
太陽系の探査
2 つの宇宙大国間の宇宙開発競争は、惑星探査にも影響を与えます。ソ連はヴェネラ7号探査機で太陽系の別の惑星への初着陸を達成した（1970年）。 NASAは、その探査プログラムに火星を優先することを選択したが、火星は金星とは異なり、生命の本拠地である可能性があり、将来的には有人探査の対象となる可能性がある。ソ連は計画全体を金星に捧げたが、NASA がこの 10 年間にこの惑星への二重ミッションを開始したのは 1 回だけだった。1965 年から研究が進められていたパイオニア金星計画は、1975 年にゴーサインが出て計画が開始されるまで、予算削減のため何度か延期された。成功するこのプロジェクトには、一方では 4 台の大気探査機が含まれ、もう一方では 1992 年までデータを送信するオービターが含まれています。
1960 年代半ば、NASA は火星への野心的なミッションであるボイジャー計画に取り組んでいましたが、あまりにも複雑で費用がかかりすぎることが判明しました。代わりに、マリナー 8 号とマリナー 9宇宙探査機が開発され、1971 年に打ち上げられました。マリナー 8 ロケットは失敗しましたが、マリナー 9 号は 1972 年に火星に到達し、他の惑星の周回軌道に入った最初の宇宙探査機となりました。しかし、火星の生命の問題に答えるには、探査機を火星の土壌に送り、直接測定できるようにする必要があります。 2 つのバイキング計画探査機が火星に向けて打ち上げられます。この計画には 2 台の着陸船と 2 台の周回機が含まれており、初の惑星探査プロジェクトを構成します。 1973年に計画されていた打ち上げは、予算の問題と開発費の超過により1975年まで延期された。 2 機の着陸船は 1976 年に火星の土壌に到達し、1982 年までデータを送信しました。周回機に関しては、予想寿命をはるかに超えて 1980 年まで動作することになります。
長期的な火星探査計画の一環として、バイキング プロジェクトに続いて、火星の気候を研究するための探査機と移動探査機 (アストロモービル) が続くことになっていました。財政的および政治的理由の両方により、これらのプロジェクトは、マーズ・オブザーバー探査機では 1990 年代に、探査機スピリットとオポチュニティでは 2000 年代にのみロックが解除されます。
1970 年代初頭までに探査されなかった唯一の内惑星は水星でした。 NASA はこの目的のためにマリナー 10 を開発することを決定しました。この探査機は 1973 年に打ち上げられ、計画通り 3 回の惑星接近飛行を行った後、1975 年に任務を完了しました。マリナー 10 号は、 重力補助技術を使用した最初の宇宙探査機です。
1960 年代の終わりには、NASA も外惑星への探査機の打ち上げを計画しました。 1970 年代の終わりには、これらの惑星の非常にまれな配列が起こり、1 機の探査機が外側の 4 つの惑星の上空を飛行できるようになるはずです。このイベントは、4 機から 5 機の探査機の打ち上げを計画するグランド ツアー スイートまたはアウター プラネッツ グランド ツアー プロジェクトの始まりです。しかし、このあまりに高価なプロジェクトは 1970 年に放棄され、1972 年初めにボイジャー計画(その名を冠した火星計画とは何の共通点もありません) に置き換えられました。当時、天文学者たちは、探査機が火星と木星の間の小惑星帯をすり抜けることができるかどうか、また木星の特に強力な磁場が宇宙船の運用に危険をもたらすかどうかを知りませんでした。これらの疑問に答えるために、パイオニア 10およびパイオニア 11探査機プロジェクトが 1968 年に設立されました。パイオニア 10 は 1972 年に打ち上げられ、1973 年 12 月に木星上空を飛行した最初の宇宙探査機となりました。1 年後、双発探査機パイオニア 11 は地球の周回軌道を出発しました。パイオニア探査機によって行われた偵察は、どちらも 1977 年に打ち上げられた探査機ボイジャー 1 号とボイジャー 2への道を準備しました。ボイジャー 1 号は、1979 年に木星に到達しました。 1979 年、1980 年の土星では、多くの新しいデータが収集されました。ボイジャー 2 号は 1979 年と 1981 年にこれら 2 つの惑星の近くを飛行し、1986 年に天王星、1989 年に海王星の近くを通過してグランド ツアーをなんとか完了しました。ボイジャー探査機は NASA の最も成功したプロジェクトの 1 つです。
1970 年代の終わりに、NASA の状況は急激に悪化しました。アポロ計画の完了後、多くの職員が退職しなければならなくなり、残った財源の大部分がスペースシャトル計画に吸収された。政治家は宇宙計画に興味がありません。このような状況では、新しいミッションが日の目を見ることはほとんどありません。
1974年、当初は木星周回機/探査機（JOP）と呼ばれ、後にガリレオと改名されたプロジェクトが提案されたが、資金提供が開始されたのは1977年だった。探査機は1982年にスペースシャトルで打ち上げられる予定だったが、その時点で実施が遅れた。シャトルの打ち上げは1986年まで延期された。レーガン政府は、機械が90％完成しており、それを保存するには非常に大きな政府の圧力が必要であるにもかかわらず、ある時点で計画を中止することを検討しました。チャレンジャー号の事故により打ち上げは 1989 年まで延期され、探査機は 1995 年に木星系に到達し、そこで任務を開始し、2003 年に終了しました。 1970 年代後半から 1980 年代前半に設計された2 番目のミッションは、VOIR (金星周回画像レーダー) 探査機です。レーダーを使用して金星の地図を作成します。さらなる予算削減は中止につながる。サン・インターナショナル太陽極地ミッションへの別の科学探査も同時にキャンセルされた。彼らに代わって、アメリカの科学実験がヨーロッパの双子探査機ユリシーズに課せられました。 1979年、ヨーロッパのジョット探査機と同時にハレー彗星に向けて打ち上げられる予定だったNASAの探査機も中止された。
1983 年、NASA は低コストの探査機の製造に基づく新しい戦略を導入しました。提案されているミッションは、簡略化された VOIR ミッション、火星探査機、彗星ランデブー小惑星フライバイ (CRAF)探査機、および土星周回機/タイタン探査機 (SOTP)探査機の 4 つです。 VOIR プローブは、ペイロードを 1 つの機器に削減し、以前のプローブのスペアパーツを使用して再構成されています。新しい探査機はマゼランと改名され、1988年に打ち上げられる予定だったが、チャレンジャー号事故後の1989年まで最終的に打ち上げられなかった。マゼランは、1990 年から 1992 年にかけて金星の土壌の高解像度マッピングを実行し、任務を無事に完了しました。
ロナルド・レーガンは、1983 年に戦略防衛構想の立ち上げを発表し、1984 年には将来の国際宇宙ステーションの中核となる フリーダム宇宙ステーションの建設を発表しました。その後の数年間で、宇宙探査に充てられる予算は増加しました。 1984 年の予算の下で、火星地球科学/気候学探査機 (MGCO)の開発が開始されました。これは後に火星観測装置となり、バイキング計画とマリナー 9 探査機に続くことになりました。1990 年に予定されていた打ち上げは 1992 年に延期されました。チャレンジャー号の事故のせいで残念ながら、探査機が火星の周回軌道に入った時点で探査機との交信は途絶えてしまいます。現在までのところ、これは NASA の宇宙探査計画で最も大きな損失をもたらしたエラーであり、1967 年以来初めて失敗した探査機でした。その任務は、1990 年代後半から 2000 年代前半に打ち上げられたマーズ グローバル サーベイヤーと2001 年探査機に引き継がれました。 3番目の火星気候オービター探査機は、前の2台のマシンのカバーを完了する予定でしたが、失敗に終わりました。
1990 年の予算の一部として、カッシーニ・ホイヘンス計画 (旧 SOTP) と彗星に向かう宇宙探査機 CRAF に資金が投入されました。宇宙ステーションのコストの増加と厳しい予算制約により、1991 年に CRAF の搭載量は 2 つの機器に制限され、その後 1993 年に探査機自体がキャンセルされました。しかし、カッシーニは1997 年に建造され、打ち上げられました。探査機はデータ収集を正常に完了しました。この時代のもう一つの注目すべきミッションは、1977 年にはすでに建設され、当初は 1986 年に打ち上げられる予定だったハッブル宇宙望遠鏡です。
1990年代
有人飛行: 国際宇宙ステーションの長い起源
ロシアの政変により、1992年末にジョージ・ブッシュ大統領とボリス・エリツィン大統領によって批准された米国とロシア間の宇宙協力協定の確立が可能となった。米国の宇宙飛行士はミール・ステーションに長期滞在できるようになる。将来の宇宙ステーションへの飛行のリハーサルとしてこの協定を履行するNASAは、ロシア宇宙機関に宿泊費として4億ドルを支払っている。 1995 年から 1998 年にかけていくつかのミッションが次々と実施され、その間 11 人のアメリカ人宇宙飛行士が老朽化したミール基地で 975 日間を過ごしました。アメリカのスペースシャトルは9回にわたってミール基地に補給を行い、乗組員を交代させた。
1993年末、ロシアはまた、資金調達に関する合意が得られなかったため、これまで開始できなかった国際宇宙ステーション計画の主要なプレーヤーとなった。ロシア宇宙機関は、船舶が燃料補給と乗組員の交代に参加する間、4つの加圧モジュールを提供する必要がある。新しいバージョンの宇宙ステーションには、フリーダムプロジェクトから引き継いだアメリカの部分と、ミールの後継計画である「ミール2」に基づくロシアの部分の2つのサブアセンブリが含まれなければならない。建設開始のゴーサインは 1998 年に与えられました。
NASA はロッキード・マーチンと共同でシャトルの 1/2 スケールのプロトタイプを開発しています。 X-33は 1 段式の完全に再利用可能な車両です。発散性のないエアロスパイクモーターを搭載しています。しかし、2001 年 2 月、13 億ドルを費やした後、このプロジェクトは中止されました。
太陽探査: 「より速く、より良く、より安く」
1990 年代初頭、2 台の非常に高価な NASA 宇宙探査機 (1 台あたり約 10 億ドル) が故障しました。火星観測者のミッションは完全に失敗し、アンテナの問題によりガリレオ探査機が送信するデータ量が大幅に制限されました。政治の分野では、長期間の開発を必要とし、多大なリスクを伴う太陽探査プロジェクトには価値がありません。