「こうのとり」（HTV）のこれまでの歩み

9回の補給ミッションのすべてを完遂！独自の技術で世界を驚かせた宇宙ステーション補給機「こうのとり」（HTV）について紹介します。

未来への新たな道を切り開いた
日本の宇宙ステーション補給機

2009年の技術実証機（1号機）から2020年の9号機まですべての補給ミッションを完遂し、「こうのとり」はその役割を終えました。ミッションの内容と、得られた成果はどのようなものだったのでしょうか。

「こうのとり」とは

世界最⼤の補給能⼒と⽇本の独自技術で、宇宙開発活動の発展に大きく貢献

「こうのとり」（H-II Transfer Vehicle: HTV）は、ISSに補給物資を運ぶための輸送⼿段として、⽇本が開発した無⼈の物資補給機です。
一度に複数の大型実験装置やISSバッテリの搭載ができるなど「こうのとり」のみが備える機能でISS運用の根幹を支えてきました。また、日本が独自に開発した「キャプチャ・バーシング方式」がISSへの接近方式のスタンダードとして米国の民間輸送宇宙船に採用されました。
これらをはじめとする「こうのとり」の功績はNASAをはじめ各国から高く評価され、宇宙分野における日本のプレゼンス向上に大きく貢献するとともに、その開発・運用を通じ、次世代の宇宙開発活動に向けて重要な技術を獲得しました。

「こうのとり」のこれまでの主な成果

ISSへの接近・結合の新しい方式を確立

「こうのとり」の開発において、何よりも大きな挑戦だったのは、ISSに結合する方法として、世界初となる「キャプチャ・バーシング」方式を採用したことです。これは、ISSと速度を合わせて並走しながら、ISSとの距離が10mとなるところまで近づいたのち、宇宙飛行士がロボットアームでキャプチャして接合させる、という方式です。従来の方式より安全とされながらも、NASAも試みたことのないものだったため、実現を危惧する声も少なくありませんでした。しかし、日本の技術力を結集し、技術実証機の打ち上げに向けて100回以上の訓練を繰り返して、見事に成功を収めました。その後、この方式は、米国の民間補給船「シグナス」や「ドラゴン」にも採用されるなど、ISSへの接近・結合方式のスタンダートとなりました。

スピンオフ

アメリカ「シグナス」の運⽤を「こうのとり」のチームが⽀援

「こうのとり」のISSへの安全な接近を可能にするために、近傍通信システム（PROX:Proximity Communication System）が、「きぼう」日本実験棟に設置されています。これは、補給船とISSが直接通信を行う仕組みで、「こうのとり」のために、日本が新たに開発したシステムです。このシステムはその後、⽶国の⺠間補給船「シグナス」がISSに接近する際にも使われることになり、「シグナス」のISS近傍での運⽤を、実証機（Orb-D1）から運⽤8号機（OA-8）に至るまで、「こうのとり」の運⽤管制チームが⽇本（筑波宇宙センター）から支援しました。

ISSバッテリの輸送という重大任務を果たす

「こうのとり」は、約6トンという世界最大の輸送能力と船外機器輸送用のパレットを持つことから、大量の荷物を効率的に輸送する能力にたけており、その結果として、ISSのバッテリの輸送という重要なミッションを任されました。6号機から9号機までの4機で計24個の大型バッテリをISSへ届けることで、その期待に見事に応えました。バッテリは、ただ送り届ければよいわけではなく、軌道上で、ロボットアームを用いたり、宇宙飛行士が船外活動したりすることで、効率よく交換作業を行えるように、積み込み方なども綿密に計画する必要がありました。NASAとも議論を重ねながら最適な方法を見出していった結果、現場での作業が予想以上に順調に進んだことは、日本の技術力の高さの表れでもあります。バッテリには日本のリチウムイオン電池の技術が採用され、日本の電池技術を世界に示す格好の機会にもなりました。

ISSから物資を持ち帰ることに成功

7号機では、ISSから地球へ物資を持ち帰るという、日本としてはそれまでまだ実現できていなかったミッションに初めて挑戦しました。さまざまな技術的検討の末、小型のカプセル（直径84cm、高さ66cmの円錐台形）を搭載し、それを地球へ帰還させる計画としました。大気圏再突入時の高温にどうすれば耐えられるのか、上空からどうやって目標地点近くに安全に落下させるのか、持ち帰る実験試料をどうやって長時間適温に保持するのかなど、長い年月をかけて積み上げてきた研究成果や技術を結集させて「小型回収カプセル」が完成しました。
そして本番。カプセルは、こうのとり7号機から分離し大気圏に再突入、高温に耐えながら姿勢を制御することにより揚力誘導飛行を行い、パラシュートを開いて目標地点である日本近海に着水、ISSからの物資回収ミッションに成功しました。日本による有人宇宙飛行の実現への第一歩と言える大きな成果となりました。

未来へつながる補給船の開発へ

「こうのとり」で得た技術を受け継ぎ、より遠くの宇宙を目指すHTV-X

「こうのとり」によるISSへの物資補給ミッションは今後、後継機となる新型宇宙ステーション補給機（HTV-X）に引き継がれ、2022年度に技術実証機（1号機）を打ち上げる予定です。HTV-Xでは「こうのとり」よりも積み込める物資の容積質量が増え、輸送能力を強化するとともに、打ち上げ直前まで物資搭載が可能になるなど、ユーザーの利便性向上を目指します。
加えて、将来の宇宙技術の確立に貢献することも重要な役割であり、現在計画が進められている月周回有人拠点「ゲートウェイ」への物資補給にHTV-Xを活用する検討を行うとともに、必要な技術の実証を行っていきます。