スカイラブ計画
乾式作業室方式を選択したことは、ステーション内部の設計の簡略化につながった。工業デザイン企業のレイモンド・ローウィやウィリアム・スネイス (William Snaith) らは、飛行士の食事や休養のためにたとえば戦艦の上級士官室のような空間を提供したり、地球や宇宙を眺めるための窓を設けたりすることで居住性や快適性を強調することを推奨したが、一方でスカイラブ計画に参加していた飛行士らは、デザイナーたちが船内の配色などのようなものにまで焦点を当てたりすることには懐疑的だった。スカイラブ以前の宇宙船は、船内は狭く飛行時間も短かったため、宇宙船を設計する際において居住性に関心が払われることはなかったが、スカイラブの飛行は数ヶ月も続くことが予定された。そのためNASAは1969年の7月と8月に、メキシコ湾流の中を潜水艇で航海するというジャック・ピカールのベン・フランクリン計画に科学者を派遣し、6人の人間が閉鎖された空間の中でどのようにして4週間も生活するのかを学ぼうとした。
右図に、最も有名な実験の概要を示す。スカイラブ3号はこれ以外にも、コホーテク彗星の観測などさらにいくつかの実験を行っている。
スカイラブ(Skylab)は、1973年から1979年まで地球を周回した、アメリカ合衆国が初めて打ち上げた宇宙ステーションである。ラブは「laboratory」(実験室)の略で、直訳すると「空(そら)の」「実験室」であるように、主として、宇宙開発の基礎となる実験や地球観測や長時間の無重量環境を必要とするような自然科学や科学技術の実験に使われた。
この間、1973年5月から1974年2月にかけ3度にわたって宇宙飛行士が滞在し、アメリカの宇宙機関NASAによる様々な研究や太陽観測、システムの開発などが行われた。機体はサターン5型ロケットの第三段S-IVBを改造して製造され、総重量は68.175 トンであった。それぞれの飛行ではアポロ司令・機械船を搭載したサターン5型より小型のサターンIBロケットが、一度に3名の宇宙飛行士を送り届けた。最後の2回の飛行では予備のアポロ宇宙船を載せたサターンIBが地上に待機し、緊急時に軌道上にいる飛行士を救出するのに備えていた。
機体は発射された直後からトラブルに見舞われた。微小隕石保護シールドが空気抵抗により軌道実験室から脱落し、その結果2枚あった太陽電池のうちの1枚が引きちぎられ、残る1枚も展開できなくなった。これにより電源の大部分が奪われ、また強烈な太陽光からも機体を保護できなくなってしまった。一時は計画そのものの実行も危ぶまれたが、第一次飛行の飛行士らは史上初となる宇宙空間における修理作業を行い、代替の熱保護シールドをかぶせ引っかかっていた太陽電池を展開させるなどした結果、システムを回復させることに成功した。
なお上段部分は取り除かれたが、ロケットの誘導装置は本来の場所にそのまま置かれた。
1973年5月14日、スカイラブは改造されたサターン5によって打ち上げられた。この発射が、通常スカイラブ1号 (SL-1) と呼ばれるものである。発射から軌道到達に至るまでの過程では、深刻なトラブルが発生した。機体を微小隕石や太陽光から保護するためのシールドが空気抵抗で脱落し、二つあった太陽電池板の一つがもぎ取られたのである。残ったもう一つの太陽電池板には脱落したシールドの破片がからみつき、展開できなくなった。その結果ステーションは深刻な電力不足に陥り、問題は複雑化した。
スカイラブの発射の後、ケネディ宇宙センター第39発射施設のA発射台は閉鎖され、1979年3月に予定されていたスペースシャトルの処女飛行に向けて改造作業が行われた。スカイラブの有人飛行は、この後39B発射台から行われることになった。
1969年8月8日、マクドネル・ダグラス社は現存していた2機のS-IVBを軌道実験室の仕様に改造する業務の契約を獲得した。1970年1月、S-IV実験機の1機が実物大模型製作のためマクドネル社に搬送された。同年2月、軌道実験室はNASAの公募で改めて「スカイラブ」と命名された。実際に打ち上げられた機体は、AS-212ロケットの上段 (S-IVB212) で使用される予定のものだった。スカイラブに搭載されたコンピューターはIBM製のSystem/4Pi TC-1と呼ばれるもので、スペースシャトルに搭載されたAP-101と同系統のものだった。サターン5は元々はアポロ計画のために作られたものだが、アポロ18、19、20号がキャンセルされたことでスカイラブの打ち上げという新たな目標が設定され、再設計が施された。
スカイラブ5号では、ヴァンス・ブランド (Vance Brand、船長)、ウィリアム・B・レノワー (William B. Lenoir、科学飛行士)、ドン・リンド (Don Lind、飛行士) の三名が20日間の短期間の飛行で科学実験を行い、ロケットを使用して機体を高い軌道に乗せることが予定されていた。ブランドとリンドは救出船の本搭乗員でもあり、スカイラブを軌道から離脱させるための訓練も受けていた。