シグナス宇宙船
シグナス宇宙船は、オービタル・サイエンス社が設計・運用する無人貨物補給宇宙船で、NASAの商業軌道輸送サービス計画（COTS）の一環として始まり、最初のデモフライトを終えた後は商業補給サービス計画へと移行しています。
シグナスは国際宇宙ステーションに与圧された貨物を輸送する。
宇宙船はオービタル社のアンタレス・ロケットの上に打ち上げられ、バージニア州の中部大西洋地域宇宙港から離陸する。
| 標準 | 拡張 | |
| Length | 8.014m | 6.39m |
| 直径 | 3.07m | |
| 乾燥質量 | 1,500kg | 1,800kg |
| 加圧体積 | 18.9m³ | 27m³ |
| 貨物質量 | 2,000kg | 3,500kg |
| 処分量 | 1,200kg | 3.3kg |
| 耐久性 | 2ヶ月 | |
| ソーラーアレイ | オランダスペース | ATK Ultra Flex |
| RNDZナビTriDAR |
CygnusはイタリアのThales Alenia Spaceが製作したPressurized Cargo ModuleとOrbitalが作ったService Moduleから構成されています。 オービタル社のGEOStar衛星バスとDawn宇宙船の要素をベースにして、コストとリスクを削減。
シグナスは、ISSへの1回のCOTSデモミッションと、合計8回のCRSフライトを予約している。 最初の4回のフライトでは、Cygnusは標準的なコンフィギュレーションで飛行する。 Antaresの2段目がCastor 30 XLにアップグレードされると、CygnusはISSに多くの貨物を運ぶための強化型に移行する予定。 シグナス」は、標準仕様では2,000kg、強化仕様では3,500kgの貨物をISSに運ぶことができますが、ロケットの性能によって制限されます。
「シグナス」には3トン以上のゴミや不要なものを積み込み、地球に燃え尽きるまで帰還することができます。 Orbital ATK
加圧カーゴモジュール
Cygnus standardとCygnus enhancedは、イタリアのThales Alenia Spaceが製造したPressurized Cargo Moduleを使用しています。 このモジュールは、ISSに与圧された貨物を輸送するために、複数のスペースシャトルミッションで飛行した多目的物流モジュールをベースにしています。
標準構成では直径3.07メートル、長さ3.66メートル、強化構成では1セグメント追加して5.05メートルとなっています。 PCMの乾燥質量は標準型が1,500キログラム、強化型が1,800キログラムです。 標準型PCMは2,700キログラム、拡張型PCMは800キログラムの貨物を搭載することができます。 貨物モジュールの与圧容積は、標準仕様で18.9立方メートル、拡張仕様で27立方メートルです。 PCMの消費電力は850ワット以下です。
PCMには94×94cmのハッチがあり、127cmの共通結合機構リングに統合されています。 PCMは、127cmのコモン・バーシング・メカニズム・リングに組み込まれた94×94cmのハッチで、シグナスはパッシブ型、ISSはアクティブ型のコモン・バーシング・メカニズムを装備しています。 Orbital ATK
Cygnus Service Moduleは宇宙船の後部にあり、発電&装置、ビークル制御、推進、誘導、ステーションのロボットアーム用のグラップルフィクスチャを提供します。 SMはオービタル社のGEOStar衛星バスをベースに、オービタル社が製造したNASAのドーン宇宙船の要素を使用しており、直径3.23メートル、高さ1.29メートルの大きさです。
SMには発電・蓄電・配電用の展開型ソーラーアレイ、バッテリー、航空電子機器が搭載されています。
標準のシグナスには、ダッチ・スペース社が提供する3枚パネルの太陽電池アレイが2基搭載されている。 標準のシグナスには、ダッチ・スペース社が提供する3枚の太陽電池パネルが2枚搭載されています。 円形のアレイは駆動用モーターで展開され、パネルで構成される一般的な太陽電池アレイの25％の質量という軽量設計になっています。 また、ATK社のアレイは収納時にコンパクトになります。 660>
このSMには、宇宙船の主推進系と姿勢制御系も含まれています。 シグナスには、軌道修正用のIHI BT-4スラスタが装備されている。 BT-4は日本のIHIエアロスペースが開発したもので、乾燥質量4キログラム、長さ0.65メートルである。 モノメチルヒドラジン燃料と四酸化二窒素酸化剤を使用し、450ニュートンの推力を発揮します。 推進剤は、ヘリウムで加圧された球形のタンクに貯蔵される。 シグナスの姿勢制御システムは、31ニュートンの公称推力を持つ32基の単推力スラスタを使って、方向転換や小さなランデブー燃焼に使われる。
サービスモジュールには、誘導制御システムのほか、地上局やISS、追跡データ中継衛星システムと通信を行うための装置が搭載されている。 NASA
Cygnus は、自由飛行中に軌道上の位置を決定するために、スター・トラッカーと絶対座標系GPSを搭載しています。 国際宇宙ステーションとのランデブー時には、相対GPSに切り替えられ、ISSとの相対的な位置関係が決定されます。 近接運用を開始するときは、近接航法システムを使用します。
シグナスには、ネプテック社が開発したTriDARシステムが使用されています。 TriDARとは、Triangulation and LIDAR Automated Rendezvous and Dockingの略で、目標に設置された基準マーカーに依存しないランデブー航法システムである。 TriDARは、レーザーベースの3Dセンサーと赤外線カメラを使ってターゲットの3Dデータを収集し、ソフトウェアでターゲットとなる宇宙船の既知の形状と比較します。 これにより、TriDARは相対位置、相対距離、相対速度を計算することができます。 コンピュータのアルゴリズムは、MILD（More Information Less Data）アプローチにより、6自由度（6DOF）の相対姿勢をリアルタイムで計算することが可能です。 「TriDARは、0.5メートルから2000メートル以上の距離で、速度や精度を犠牲にすることなく動作します」と、Neptec社は同社のウェブサイトで述べています。
ISS seen by Tridar
TriDAR の 3D センサーは、自動同期レーザー三角測量技術とレーザーレーダー（LIDAR）を 1 つのパッケージにまとめ、近距離および遠距離での追跡データを提供します。
レーザー三角測量システムは、スペースシャトルのオービター ブーム センサー システムで使用されたレーザー カメラ システム (LCS) をベースにしており、軌道上で車両の熱シールドの検査を行うために使用されました。
TriDARは2つのアクティブ サブシステムの光学経路を多重化することにより、2つの3Dスキャナーの機能を提供します。 赤外線イメージャは、LIDARの動作範囲を超えてシステムの範囲を拡大するために使用されます。
TriDAR は、スペースシャトル ミッション STS-128、STS-131、およびシャトル最終便の STS-135 で宇宙でテストされました。
ISSの周囲28キロメートルの通信圏に入ると、相対GPSに切り替え、ISSのGPSシステムと通信してISSに対する相対位置を算出します。 シグナス」はRバーでISSに接近し、ISSの真下から接近します。 ISSに近づくにつれ、TriDAR近傍航法に切り替えて最終接近を続ける。
ランデブー中に何か異常が発生した場合、ISSのクルーはクルー・コマンド・パネルを介してシグナスと対話できる。 ISSから10mの地点に到達すると、シグナスは接近を停止し、カナディアーム2に捕捉されるためにフリードリフトに入ります。 ISSのロボットアームはISSクルーによって制御され、シグナス宇宙船を把持することができます。 固定されると、漏れ検査が行われ、ISSとシグナスとの間のハッチが開かれ、クルーが貨物モジュールにアクセスできるようになります。 そしてハッチが閉じられると、カナディアーム2がシグナスを10mまで後退させ、機体を放出してエンジン燃焼を行い、ISSの近傍から離脱します。 安全な距離で軌道離脱燃焼を行い、太平洋上空で大気圏に再突入します。 再突入の際、機体は分解され、ある程度燃え尽きた後、生き残った破片が人口の多い陸地から遠く離れた太平洋に落下します。
