米国軍の再利用可能な翼型宇宙船X-37Bが、木曜日の夜にSpaceXのロケットに搭載されて再び軌道に入るミッションを開始しました。このミッションは、将来の宇宙船がGPS信号に依存せずにナビゲートできる方法を実証することを含んでいます。
このナビゲーション実験の核心には、宇宙軍が「世界最高性能の量子慣性センサー」と呼ぶ技術が組み込まれています。
X-37B宇宙船は、フロリダ州ケネディ宇宙センターから木曜日の深夜11時50分（UTC金曜日の03:50）にFalcon 9ロケットに搭載されて打ち上げられました。
Falcon 9ロケットは、フロリダ州のスペースコーストから北東に進み、最初のステージのブースターが分離され、近くのケープカナベラル宇宙軍基地に無事着陸しました。一方、Falconの上段はX-37Bを低地球軌道に送り込みました。
宇宙軍の公式は、金曜日の早朝にこの打ち上げを成功と宣言しました。今回のミッションは、X-37B宇宙船の8回目の飛行であり、この宇宙船は2010年4月にデビューしました。X-37Bプログラムは、ボーイング製の二つの宇宙船から構成されており、それぞれはNASAの退役した宇宙シャトルオービターの小型無人ソーラー駆動版に似ています。
このプログラムは、宇宙軍とのパートナーシップを通じて空軍の迅速能力局によって管理されています。
軍の指導者たちは、X-37Bの目的を地上から宇宙へ、また宇宙から地上への実験を運ぶ技術試験機として強調しています。
多くのX-37Bの積載物は機密扱いですが、通常、各ミッションで運ぶおおよその実験が特定されています。
過去のX-37Bミッションでは、小型衛星を軌道に投入し、フロリダ州のケネディ宇宙センターまたはカリフォルニア州のバンデンバーグ宇宙軍基地での滑走路着陸が行われました。
今回のミッションにおいて、宇宙軍はX-37Bが量子ナビゲーションの実証用機器と、軌道上の他の宇宙船と接続できるレーザー間衛星中継端末を搭載していると述べています。
量子センサー技術は、衛星ネットワークに依存せずに、原子の回転と加速度を検出することで、宇宙での正確な自立ナビゲーションを実現することができます。
このようなGPS信号の重要性から、宇宙軍はGPSが利用できない環境でのナビゲーションに役立つ技術をテストすることをたくらんでいます。
宇宙軍は、Global Positioning System（GPS）衛星ネットワークを運営し、船舶や航空機、陸上車両にナビゲーションサービスを提供しています。
もともとは軍事サービスとして考案されたGPSは、商業航空や日常生活における道案内など、今では多くの市民生活に不可欠なものとなっています。
GPS信号の本質的な重要性は、特に中東、ウクライナ、ロシアの一部などの地政学的ホットスポットで、ジャミングやスプーフィングの標的に非常に魅力的です。
アメリカとロシアや中国のような強力な敵国の間での戦争は、広範囲にわたってGPS信号を混乱させる試みを含む可能性が高いでしょう。
宇宙軍は、X-37B宇宙船上の量子センサー実験が「GPSを拒否された環境」でのナビゲーションに役立つ技術をテストすると述べています。量子ナビゲーションは、宇宙深部や月、惑星の周囲など、GPS信号を受信できないミッションでも艦艇のナビゲーションを支援できる可能性があります。
X-37Bに搭載される量子実験は、国防革新局（DIU）と国防省研究技術局の取り組みの結果です。二社、Vector AtomicとHoneywell Aerospaceが協力して、宇宙飛行との適合を受けるための原子ジャイロスコープを開発・構築しました。
この新たな種類のジャイロスコープは原子の回転と加速度を測定することで、従来の無人機や航空機、衛星に搭載されるジャイロスコープと比較して、動作の精度を向上させることができます。
X-37Bの量子積載物は、この原子ジャイロを慣性測定ユニットにパッケージ化しており、これは多くの宇宙船で使用され、三次元空間を介しての移動、進行方向、速度を測定する装置です。
この実験は、DIUの量子センサー転換プログラムの一部であり、陸、海、空、宇宙のすべての軍事ドメインでの量子センサーのフィールドテストを計画しています。
「量子慣性センサーは、科学的に魅力的であるだけでなく、直接的な防衛用途もある」と、DIUの新興技術ポートフォリオを管理する空軍のエンジニア、ニコラス・エステップ中佐は述べています。
「今日利用可能な技術よりも機敏さと精度を提供するデバイスを実用化できれば、国防総省全体において戦略的利点を享受する機会が生まれます。」
ペンタゴンの2機のX-37Bは、これまでに4,200日以上の軌道上飛行を記録しており、約11年半に相当します。この宇宙船は、そのほとんどの時間を秘密の中で過ごしてきました。
最新の飛行、ミッション7は、14か月以上のミッションを経てバンデンバーグでの滑走路着陸で終了しました。このミッションでは、宇宙船は過去最高の高度に達し、約25,000マイル（40,000キロメートル）に達しました。
最終段階では、地上のコントローラーがX-37Bを気に入ったように大気に軽く浸入させ、再突入の準備のために軌道を地球に近づける「エアーブレーキング」マaneuverの実施が行われました。
ミッション8では、宇宙船は量子ナビゲーションとレーザー通信の実験を実施するために、再度低地球軌道に向かっています。 15年前にX-37Bが初めて宇宙に飛び出す時には、この種のミッションを想像していた人はほとんどいなかったでしょう。当初、量子センサーは研究室に制限されており、宇宙での最初のレーザー通信実験はまだ始まったばかりでした。
SpaceXがFalcon Heavyロケットの計画を発表する前のことであり、X-37Bが前回のミッションで高軌道に到達するために必要なものでした。
この飛行におけるレーザー通信実験は、低地球軌道における「増殖商業衛星ネットワーク」との光通信リンクを含むと、宇宙軍が述べています。
これは、SpaceXのStarlinkやStarshieldブロードバンド衛星を指している可能性があります。レーザーリンクは、データのより高速な送信を可能にし、傍受や干渉に対するより高いセキュリティを提供します。
宇宙軍の宇宙作戦の最高責任者であるチャンス・ソルトズマン将軍は、レーザー通信実験が「多様化された、冗長な宇宙構造の一部として、アメリカ宇宙軍が拡充した宇宙ネットワークを活用できる重要な一歩を示す」と述べました。
それによって、衛星通信アーキテクチャの強靭性、信頼性、適応性、データ伝送速度を向上させることができます。
画像の出所：arstechnica