米国のノースロップ・グラマン社はこのほど、軌道崩壊により大気圏に落下しそうなNASA宇宙観測所を軌道上で「救出」するため、サービスロボット機を搭載したペガサスロケットを打ち上げると発表した。この措置は、軌道上でのサービスと商用航空宇宙推進の寿命延長における新たなマイルストーンとみなされます。

このミッションの目標は、2004 年 11 月から運用され、ほぼ 22 年間運用されているニール・ゲーレルス・スウィフト・ガンマ線バースト天文台です。この衛星は、X線および紫外・可視光帯のガンマ線バーストとその残光を観測することにより、高エネルギー天体物理学研究に重要な大量のデータを提供してきました。しかし、現在は数年にわたる軌道減衰により大気圏突入という避けられない運命に直面している。

過去のほとんどの場合、こうした科学衛星は軌道高度の継続的な低下や燃料の枯渇といった問題に見舞われると、関係機関は大気圏で燃え尽きることを受け入れざるを得ず、まだ正常に動作する「良好な衛星」一式が廃棄されることが多かった。打ち上げロケットの能力と宇宙ロボット技術の急速な発展により、「帰還不能」に似た状況は好転し始めており、軌道上でのアクティブサービスや延命ミッションは徐々に構想から現実へと移行しつつある。

発表されたミッション計画によると、ノースロップ・グラマンは、L-1011「サムスン」スターゲイザー輸送機によって空中から打ち上げられる「ペガサス」XL小型固体打ち上げロケットを使用する。ロケットフェアリングには、Katalyst Space Technologies が開発した重量約 400 kg の LINK サービスビークルが搭載されます。輸送機はマーシャル諸島のクェゼリン環礁近くの赤道上空でロケットを発射する。ペガサスが点火された後、リンクはスウィフトとほぼ同じ軌道傾斜角約20.6度の軌道面に送り込まれます。

ロケットの上段から分離した後、LINKは独自の推進システムを利用して軌道を徐々に調整し、時速約17,000マイル(時速約27,000キロメートル)の相対速度で軌道ランデブーを完了するまで、数日から場合によっては数週間かけて目標衛星を追跡します。このタスクは単純で簡単に聞こえますが、技術的な課題は非常に高いです。測定および制御リンク信号の往復遅延によって制限されるため、救援機は重要な段階では自律制御に大きく依存し、光学カメラと LIDAR 測距センサーからの観測データをリアルタイムで処理し、搭載された誘導飛行ソフトウェアと画像システムで相対航法と姿勢制御の決定を完了する必要があります。

さらに問題なのは、Swift 衛星が外部のメンテナンスやドッキング インターフェイスを念頭に置いて設計されていないことです。標準化されたドッキング リングも磁気キャプチャ デバイスも協調ナビゲーション ビーコンも備えていません。 20年近く宇宙環境にさらされた後のその構造と表面状態は前例がありません。したがって、LINK はまず、目標衛星を至近距離でスキャンして評価し、地上輸送と「デルタ」ロケットへの設置に使用される地上持ち上げ固定点を見つけ、それに応じて捕捉戦略を計画する必要があります。

適切な構造部品が見つかり、安全であることが確認されたら、LINK は 3 本の「恐ろしい」機械アームを伸ばしてこれらの地上固定具をしっかりと掴み、それによってスウィフトの姿勢と軌道制御を引き継ぎます。その後、LINK は独自の推進システムを介して点火し、天文台を高度約 600 キロメートルの新しい軌道に押し上げ、軌道上で再び「数年間」の安全な寿命を獲得し、その後の高エネルギー天体観測のための貴重な時間を得ることができます。

計画通りミッションが完了すれば、軌道上での運用が予約されていない米国政府衛星の捕捉に民間航空機が成功するのは初めてとなる。また、完全に「準備が整っていない」状態で科学衛星を捕捉して周回させる試みは世界初となる。これは民間航空宇宙産業にとって、軌道上での救助、延命、軌道清掃などのサービスが構想や試験段階から大規模な運用に移行しつつあることを意味しており、その潜在的な市場価値を過小評価することはできません。

救出打ち上げは現在、2026年6月下旬に計画されている。ノースロップ・グラマン社のペガサスロケットのチーフエンジニア、スティーブ・ホロ氏は、ペガサスは長年科学衛星の打ち上げを任務としており、クェゼリン環礁から離陸するこの迅速対応ミッションは、迅速な組み立て、試験、世界的な移動展開におけるロケットの能力を十分に実証していると述べた。今回のミッションでは電子機器一式も全面的に刷新し、既存の技術蓄積を継承しながら近代化を図った。同氏は、ペガサスは単一の地上発射場に固定されていないため、柔軟性と応答速度において他のロケットに比べて比類のない利点があり、このような一刻を争う衛星救出活動の重要な支援を提供していると強調した。