きぼう
宇宙環境計測ミッション装置(Space Environment Data Acquisition equipment - Attached Payload:SEDA-AP)は、2009年の2J/Aで船外パレットに取り付けて打ち上げられ、EFU#9(不具合時はEFU#11を使用)に設置されている。後にEFU#11に移設されている。人体や人工衛星に影響を与える各種の宇宙環境を計測する。3年間の計測を行う予定で、8種類もの機器で宇宙環境を計測するため宇宙の百葉箱と形容されている。JEM曝露部搭載型共通バス機器部(APBUS)の軌道上技術実証も目的としている。微小粒子捕獲実験装置・材料曝露実験装置 (MPAC/SEED) は2010年4月にスペースシャトル (STS-131) で回収された。SEDA-AP本体はHTVで廃棄される予定だったため ISSに残されたままだったが、2018年12月21日にカナダアーム2によりISSから軌道上に廃棄されており、数年後に大気圏へ再突入する予定となっている。
中性子モニター (Neutron Monitor:NEM) - 中性子の計測を行う。
重イオン計測装置 (Heavy Ion Telescope:HIT) - 重イオン(Li-Fe)の粒子別エネルギー分布の計測を行う。
HTV搭載小型回収カプセル(HTV Small Re-entry Capsule:HSRC)は、2018年9月に打ち上げられたHTV7号機に搭載された小型回収カプセルで、2018年11月11日に大気圏に再突入し南鳥島沖で回収に成功している。
この小型回収カプセルで、「きぼう」で行われた「低温高品質タンパク質結晶生成(Low Temperature Protein Crystal Growth:LTPCG)実験」で作られたタンパク質試料と静電浮遊炉(ELF)の材料サンプルを回収している。国際宇宙ステーションからの実験試料の回収は日本としては初めてで、アメリカ、ロシアに次いで3か国目となった。
今後はHTVなどの母船に依存せず、単独での運用ができる軌道離脱モジュールを付与した形態のカプセルを検討中で、HTV-Xでの技術実証を目指している。HTV-Xの非与圧部で回収カプセルを運び、国際宇宙ステーションの船外に一時的に設置し、「きぼう」のエアロックとロボットアームを使って実験試料などの回収物資を格納できると見られている。
船外実験プラットフォームの内部機器は、円滑な運用が行えるよう故障時に交換ができる軌道上交換ユニット(Orbital Replacement Unit:ORU)化されており、ORUは上面に8個設けられているロボットアームで交換が行えるロボティクス対応軌道上交換ユニット(Robot essential ORU:R-ORU)と、下面に4個設けられている宇宙飛行士が船外活動で交換を行う船外活動対応軌道上交換ユニット(Extravehicular activity ORU:E-ORU)の2種類ある。
船内保管室 (Experiment Logistics Module Pressurized Section:ELM-PS)は、軌道上で保管庫として使用される部位で、日本が打ち上げた初の有人施設となった。2011年2月に多目的補給モジュール「レオナルド」を恒久型多目的モジュールに改造してISSに設置されるまで、ISSの実験モジュールの中で唯一の専用保管室であった。実験室同様に1気圧が保たれ、8台のラックを搭載できる。打ち上げ時に搭載していたラックは船内実験室打ち上げ後に移設され、その後は保管空間として実験機器、実験試料、ISSの各部品などの保管に使われている。
天頂面の一部が斜めに切られたような形状になっているが、ここには船外実験プラットフォームと同じ実験装置交換などに使う船内保管室装置交換機構(EFU)が1基設置されている。これはHTV到着時に、後述の船外パレットをここに仮置きして、HTVの曝露パレットを取り付ける場所を空けるために使用する計画であったが、その後船外パレットは地上に回収することになったため、このような使い方は必要なくなった。
きぼうには4つの運用モードがあり、運用状態や各作業内容に応じて変更を行う。運用モードの変更は搭乗員や地上からの指令で行えるが、ISSの7つの運用モードと適合している必要があり(例:ロボティクス運用モードに変更する場合、ISSは外部運用モードでなくてはならない)、適合していない場合は自動的に「スタンバイモード」に変更される。
ミッションナンバー:STS-127、打ち上げオービター「エンデバー」
打ち上げ部位:船外実験プラットフォーム、船外パレット、衛星間通信システム(ICS-EF)
打ち上げ年月日:2009年(平成21年)7月16日7時3分(日本時間)
JAXA任務飛行士:若田光一(2009年3月にSTS-119で出発。第18/19/20次長期滞在クルーとしてISSに4ヶ月半滞在。打ち上げ各部位の船体取り付け及び設定作業。本任務終了後、STS-127にて帰還した。)
日本と米国による2回目の打ち上げ。米国側ペイロードはISSの交換用のバッテリーと、その他の曝露機器の予備品
船外パレットは回収した。
1J/Aミッション後
1Jミッション後
2J/Aミッション後
形状 - 箱形
幅 - 5.0m
長さ - 5.2m(EFBMと前端EFUまでの長さ、トラニオン上の曝露部視覚装置を含めると5.6m)
高さ - 3.8m(曝露部視覚装置を含めると4.0m)
質量 - 4.1t
実験装置取付け場所 - 12箇所 システム機器用 - 2箇所 実験装置設置用 - 9箇所 実験装置仮置き用 - 1箇所
電力 - 直流120V・最大11kW システム機器用 - 最大1kW 実験装置用 - 最大10kW 個別の実験装置 - 最大3kW
通信制御 - 16ビット計算機システム、データ伝送速度:最大100Mbps
環境制御性能 - なし
寿命 - 10年以上
ナノラックス小型衛星放出機構(NanoRacks CubeSat Deployer:NRCSD (en) ) - 日本の小型衛星放出機構(JEM Small Satellite Orbital Deployer:J-SSOD)の成功を見て、その有用性に着目したアメリカのナノラックス社が商業利用を目的に開発した大型の小型衛星放出機構で、6U分の衛星搭載ケースが8本の計48U分の衛星放出能力を持っている。2018年5月16日現在、180機が放出されている。ナノラックス社は50kg級衛星とCubeSatの両方に対応したKaber小型衛星放出機構(NanoRacks Kaber Microsat Deployer)も開発しており、最大24U分の大きさで最大82kgまでの衛星に対応できる。
ナノラックス船外プラットフォーム(NanoRacks External Platform:NREP) - アメリカのナノラックス社が開発したものでEFU#4に設置されており、4つのスロットに最小1U(10cm四方)から最大58cm×57cm×26cm・35kgまでの実験試料等を入れ曝露実験を行い回収も可能となっている。
サイクロップス(Space Station Integrated Kinetic Launcher for Orbital Payload Systems:SSIKLOPS、Cyclops) - NASAが開発した小型衛星放出機構。きぼうロボットアームの先端に取り付けられた子アーム(Small Fine Arm:SFA)で放出機構を把持する仕組みで、2014年11月29日に、直径56cmで重さ57kgの球体状の衛星であるSpinSatの放出に成功している。
このエンジニアリングモデル製作試験は、筑波宇宙センターで行われた各構成要素を結合しての全体システム試験が1998年10月に終わったことにより完了している。
「プロトフライトモデル製作試験」では、実際にISSに設置される実機モデルが「エンジニアリングモデル製作試験」の時に確立された設計仕様・製造工程で製作され、実際の運用条件での各種試験が行われ、材料や製作上の欠陥がないことを確認している。
この実機モデル製作の流れは、各部品のフライト品が完成すると各要素ごとに組み立てと音響試験、モーダルサーベイ試験、熱真空試験、電磁適合性試験など10種類以上の試験が行われた。各要素の検証作業が終わると筑波宇宙センター宇宙ステーション試験棟に各要素を集めたうえで結合させ、各部の統合試験が行われた他、ISS本体とのインターフェース試験などを行う「きぼう」日本実験棟の全体システム試験(2001年9月-2002年5月)、モジュールリーク試験などが行われた。これが終わると、きぼうは3回に分けて打ち上げられるため、各打ち上げコンフィギュレーションの試験が行われた。
この試験が終わった後、船内実験室が2003年4月22日から6月6日にかけて、船内保管室、ロボットアーム、実験ラックが2006年12月から2007年3月にかけて、船外実験プラットフォーム、船外パレットが2008年9月19日から9月24日にかけてケネディ宇宙センターへと輸送されている。
実験運用計画は筑波宇宙センターでまとめた後、マーシャル宇宙飛行センターに送り調整を行い、最終的にISS全体の運用計画を統括しているジョンソン宇宙センターでISSの運用計画に組み入れられ、実験が行われる。きぼうでの実験は、実験運用管制チームが搭乗員の作業を支援したり、データの監視や遠隔操作で実験機器を制御し実験を行う。他にも簡素な実験機器等を使った教育文化ミッション(Education Payload Observation: EPO)や宇宙飛行士の健康管理に関する医学ミッションなどの運用、更に運用の進め方・規則・手順書などの作成等も実験運用管制チームが行う。
実際に各実験を進めるにあたって、実験運用管制チームに加え、ユーザーとなる実験テーマ提案者の代表研究者(Principal Investigator:PI)や共同研究者(Co-Investigator:CI)、代表研究者と実験運用管制員の橋渡しを行うユーザーインテグレーター(User Integrator:UI)や実験装置開発担当(Engineer)が協力して実験を行っていく。また、実験装置を搭載したユーザーは、運用管制室に隣接したユーザー運用エリアで実験の模様をモニターし、適宜実験に関する指示を実験運用管制チームへ行ったり、ISSと連絡を取り合うことができる。
形状 - 円筒形
直径(外径) - 4.4m
直径(内径) - 4.2m
全長 - 11.2m
壁の厚さ - 約10cm(メテオロイド・デブリシールドとして、進行方向側以外の壁が外から順に、1.27mm厚の白いアルミ合金6061-T6のデブリバンパー、多層断熱材(Multi Layer Insulation:MLI)、アルミ合金2219-T87の与圧壁(アイソグリッド構造で最薄4.8mm)で構成されている「ホイップルバンパー」でできており、進行方向側150度分のみ「スタッフィング入りバンパー」(スタッフィングはバンパー側から順にMLI、アルミメッシュ、Nextel AF62(セラミック)、Kevlar 710(炭素複合材)、Kapton(ポリイミド)でできている)が設けられている。)。
非貫通確率 - 10年間軌道上で運用した時、外壁に微小隕石やデブリによって貫通穴が生じない確率は、船内実験室と船内保管室を合わせて0.9738以上。
質量 - 14.8t
搭乗員 - 通常2名、最大4名(時間制限あり)、居住設備は米国モジュールに依存
搭載ラック - 総数23台 システム機器用ラック - 11台 電力ラック(Electrical Power System:EPS) - 分電盤や分電箱が搭載されているラックで、ISSの太陽電池パドル(Solar Array Wing:SAW)で発電した電気(直流120V×2系統)を、きぼうの各機器に分配する役割を持っており、2台設置し冗長構成にしている。
きぼう(KIBO)は、宇宙航空研究開発機構 (JAXA) が開発した日本の宇宙実験棟で、国際宇宙ステーション (ISS) を構成する部位の1つ。ISSでは最大の実験棟で、通称は「きぼう」日本実験棟。計画時の呼称はJEM(Japanese Experiment Module:日本実験棟)。日本で初めての軌道上研究所と位置付けられている。エアロックやロボットアームを備え、ISSでは唯一、重量50キログラム程度までの超小型人工衛星を軌道投入できる機能を有し、JAXAが各国から衛星射出を受託している。