40年間アリゾナの砂漠で錆びていたのに、2016年10月にはグアム上空を何マイルも飛んでいた。 NASAのロゴを尾翼につけたマーティンWB-57Fは、巻雲などの大気現象を調査する「POSIDON」というミッションで対流圏に登っていたのだ。 高度8マイルから11マイルの間を旋回しながら、台風の周りを飛び、火山の噴煙の中に入って二酸化硫黄ガスを調べ、雲の密度と厚さを測定し、オゾンの分子を嗅ぎつけました。 この雲は、雷雨の天蓋を形成し、高高度では成層圏に上がる水蒸気やその他の粒子の量を調整する構造であり、「気候変動を予測する上で大きな不確定要素の1つである」という。
西太平洋は巻雲を研究するのに最適な実験場です。特に秋は、雷雨が毎日続き、台風がいつでも発生しうる季節です。 「グアムはまさにその渦中にあるのです」とジェンセンは言います。 島周辺の海から上がってくる暖かく湿った空気が、雲を特に高い位置まで押し上げるのです。 強風が雲の頂上を切り落とし、氷の結晶の薄い流れであるレース状の巻雲を形成する。 海の泡やアジアから飛んできた工場汚染物質など、小さな粒子がこの雲の中に入り込み、地球全体を駆け巡るのです。 しかし2011年、ジェンセンのチームはWB-57を手に入れ、高層ビルが手の届くところにあることがわかりました。 「そして、とても丈夫なので、対流（大きな雷雨）の近く、つまり乱流の多い環境でも飛ぶことができます」とジェンセンは言います。 WB-57を使えば、科学者たちは雲を直接サンプリングするための機器を送ることができます。 B-57は、第二次世界大戦中に英国が考案したジェットエンジン搭載の中型爆撃機「イングリッシュ・エレクトリック・キャンベラ」として世に出たが、初飛行は1949年であった。 その1年後、朝鮮半島有事の際、米軍はダグラスB-26インベーダー（第二次世界大戦ではA-26として飛行）の後継機を探し始めた。 キャンベラの適性を示すために、イギリスの爆撃機が初めて大西洋を無補給でジェット飛行した。 その結果、アメリカ空軍に採用されることになった。 グレン・L・マーチン社は、アメリカ版B-57の製造ライセンスを取得し、1953年に初飛行した。 (1953年に初飛行した（韓国での戦闘には間に合わず、1953年の休戦協定を守るために韓国へ送られた）。
NASAのWB-57は、ジョンソン宇宙センターからそう遠くないヒューストンのエリントン空港から、高高度研究用航空機の一部として飛行しています。 WB-57のプログラムを管理するチャーリー・マリーニ氏によると、この飛行機は研究のニッチを占めているそうです。 「WB-57は、NASAの大気圏研究の中核をなす航空機のひとつです。 「私たちのような高度に到達できる飛行機は、それほど多くはありません。 また、アンテナ、サンプルプローブ、その他のペイロードなど、さまざまなものを搭載できます」
NASA の他の高高度研究用航空機である ER-2 (U-2 スパイ機) とグローバルホークは、少なくともキャンベラと同じ高さを飛び、より長い距離と時間を提供します。 しかし、キャンベラはER-2の3倍、グローバルホークの4倍以上のペイロードを搭載することができるのです。 WB-57は、機首、大きなペイロードベイ、翼のキュービホール、翼に取り付けられたポッドに分散して、20以上の機器を搭載することが可能です。 また、3機のうち唯一、後部座席に乗員を乗せ、観測機器の操作や地上チームへのデータ中継を行うことができるのもキャンベラです。 「科学者たちは、自分たちが行きたい場所に目標を設定し直すために、リアルタイムで決断することができます。 「そのため、最高のデータを得るために多くの柔軟性があります」
Mallini は、NASA の星座計画（宇宙飛行士を月に送り、さらに火星に送るという廃止された構想）で働いた後、2011 年にリードエンジニアとしてこのプログラムに参加しました。 2014年、WB-57プログラムのプロジェクト・マネージャーに就任した。 本拠地である旧空軍基地エリントンのハンガー990で機体を披露する。 ポシドンの飛行に使用されたNASA927は、格納庫のドア近くに座り、キャンベラのパイロットの一人であるトム・ペレントが、海軍テストパイロット学校の訪問パイロットに操作方法を指導しているところです。 (このWB-57Fは、同センターの飛行士が毎年数日間、少人数で訓練を行い、高高度飛行を体験しているのです。） 2機目のNASA928は、エンジンが取り外され、貨物室は空っぽのまま大掛かりな整備中。 格納庫のもう一方の端には、最後のメンバーであるNASA 926が鎮座し、計器運搬用のパレットや、工具、スペアパーツ、ヒューストン郊外に配備するためのその他の機材が詰め込まれた輸送コンテナなどに囲まれています。 その翼は122.5フィートとU-2Sの翼よりも20フィート近く長く、与圧服を必要とする高度に達するために必要な揚力を提供し、WB-57Fに「ロング・ウィング」というニックネームを与えているのです。 B-52爆撃機に使用されているものと同様のプラット・ホイットニーTF33エンジンが両翼の中央に搭載され、31,000ポンドの推力を供給している。 そのため、離陸時の騒音は105デシベルに達し、不安な気持ちにさせられる。 「初めて飛行機に乗る人は、ちょっと戸惑うかもしれませんね」と親は言います。 「エンジンを離陸出力まで回すと、機体全体が大きく揺れ、エンジンや計器類を読むのが難しくなります」
Parent は、この年代物の航空機のパイロット4人のうちの1人です。 彼は空軍を退役した後、2011年にこのプロジェクトに参加しました。 25年の軍歴の中で、彼はF-111のクルーチーフを務め、その後B-52、そして最後にU-2に乗りました。 アフガニスタンに派遣された際、濃い口ひげ（クッキーダスター）をつけていたことから「ダスター」の愛称で親しまれ、約8000時間の飛行時間のうち900時間以上をキャンベラで記録しています。 コックピットでは、1960年代の計器類に直面する。 (後部座席のセンサーは最新のガラス製ディスプレイに更新されている）「新しいデジタルオートパイロット以外、コックピット内は何も自動化されていない」とParentは言う。 「コックピットのディスプレイは、この飛行機が最初に飛んだときからほとんど変わっていません」
B-57 は、ベトナムでの戦闘を含め、20年間活躍した。 1960年代初頭、ジェネラル・ダイナミクス社は高高度偵察と大気観測を目的としたF型の設計を委託されました。 ニューメキシコ州の第58気象偵察隊が運用するWB-57Fは、大気圏内核実験の痕跡を探るために世界各地に派遣された。 1974年に最後の軍用機となったB-57は、超音速機のSR-71などに取って代わられ、モスボールとなりました。 研究用として有用であることが証明された後、NASAは2機を永久に取得しました。 1機は当初、ドイツのラインマイン基地に配備されるなど偵察機として活躍し、もう1機は爆撃機としてアメリカ本土で活躍しました。 どちらも10年ほどでRB-57F型に改修された。 「歴史があるのが、この機体のいいところです。 「このような機体がまだ存在することに、誰もが驚きます。 ほとんどの機体が博物館に収蔵されています。 実際、私たちも最新の機体を購入するために博物館を探していたのですが、ボーンヤードで1機見つけました」
Air Force 63-13295もRB-57Fで、1972年7月にツーソンのデービスモンサン空軍基地に退役していた機体です。 それは約39年間、砂漠の太陽の下で焼かれるようにそこに置かれていたのです。 そして2011年5月、NASAの技術者たちが、この機体を復活させるためにボーンヤードを訪れた。 「今後の作業を見て、3機目の必要性を感じたんです」とマリーニ氏は言う。 「これが最後のチャンスだったんです。 飛行機は徐々に朽ち果てていきました。 そして、私たちの飛行機も古くなっていました。 保険をかけているようなものです。 そして、しばしばメンテナンスのために飛行機を停止させるので、この新しい飛行機によって、まだ2機の飛行機を利用することができます」
他のスクラップされた飛行機から拾い集めた部品を使って、2年かけて飛行機を再生させた。 (63-13295にレンチやドライバーを当てる前に、分解して組み立てる方法をエンジニアが判断できるように、保管中にさらに損傷を受けた2機目がテストベッドとして使用されました)。 「マリーニは言う。「私たちはこの飛行機を金属むき出しの状態にまで分解しました。 「主翼は治具を使って、一から作り直した。 そして、ゆっくりと、しかし確実に、再び組み立て直したのです」。 2013年8月、NASA927は40年以上ぶりに空を飛びました。
3機の高級機を飛ばし続けるのは時間のかかることです。 古いシステムのスペアパーツは、博物館やスクラップヤードでしか手に入りません。 例えば、NASA 927の修復のためのテストベッドとなった機体の胴体は、射出座席の改良のためのテストのためにユタ州に輸送されました。 その後、ヒューストンに送られ、NASAの整備員がスロットルコントロールなどのレバー、ワイヤー、「その他多くのオッズ＆エンド」を引き抜いたとマリーニ氏は言います。 「私たちは、集められるだけ集めました。 さらに悪いことに、オリジナルの設計図が不完全であったり、存在しなかったりすることがあります。 その結果、チームは部品をリバース エンジニアリングし、手作業で、あるいは3Dプリンターで作らなければならないこともあります。 中には、手直しや再作成が不可能なシステムもあります。 1960年代のアナログ自動操縦装置がそうだ。真空管が使われているが、近所のフライズやアマゾンでさえ手に入らない。 キャンベラ計画のチーフエンジニアであるアリソン・ヒッキー氏は、「インターネット上で真空管を探し回る人がいました」と語る。 「最終的に最新のデジタルオートパイロットに交換しました。 さらに、射出座席をF-16で使用されているモデルに交換し、着陸装置をアップグレードし、新しい衛星通信システムを設置しました。
キャンベラ・プログラムは、他の政府機関、学界、および商業部門のために計器飛行することによって、これらの大規模な修正と修理のツケを払うのを助けています。 10年前、最高の顧客の1つは国防総省で、戦場の空中通信ノード・プログラムのために一度に数週間、この飛行機を予約しました。 キャンベラには、”ユニバーサル・トランスレーター “に変換する装置が搭載されていたのです。 互換性のない通信システムを使用する航空機やその他の資産は、キャンベラを使用して互いに会話することができるのです。 NASAのロゴを塗り替えた機体は、2008年からアフガニスタンに配備され、50回の任務を遂行した。 しかし、WB-57は今でもアメリカ国内でプログラムの開発テストを行っています。
しかし、キャンベラの日々の仕事のほとんどは、空中科学を行うことです。 通常とは異なるタスクが発生したときに委託するには、理想的な機体です。 たとえば2017年8月、約50マイル離れて飛行する2機のWB-57は、米国を横断する太陽の経路に沿って皆既日食の約8分間を観測した。 より典型的なのは、WB-57が大気を研究することだ。 2015年のストームシーズンには、1機のキャンベラが4つのフォーメーションの上空を飛行するミッションを行った。 大西洋のハリケーン「ホアキン」と熱帯低気圧「エリカ」、太平洋のハリケーン「マーティ」と「パトリシア」である。 6万フィート以上の上空を飛行し、4の字型などのパターンをたどりながら、1回の飛行で1～3回、それぞれの嵐の中心部の真上を通過しました。 アラバマ州のNASAマーシャル宇宙飛行センターの研究員で、嵐の調査装置の1つを担当したダニエル・J・セシル氏は、「『あのハリケーンは高すぎて飛べない』などと言われる心配は全くありませんでした」と語る。 10分から15分の降下中に、風速と風向、気温と気圧、湿度、海面温度、そしてGPSで測定された高度を送信してきました。 もう1つの実験では、マイクロ波を使って海面の風速を測定した。 「セシルは言う。「外洋では、特に時速100マイルの風で海面が揺さぶられているときに直接測定するのは難しい。 「人工衛星に搭載された観測装置は、雨で見えなくなったり、風速を測定できなかったりするのです。 セシルの機器は、厚い海泡が蹴散らされることによって放出される増加したマイクロ波放射を測定します。放射の強さは、それを作り出す表面風の速度を示しています。 「1日のうちに、熱帯性暴風雨から、この地域で観測された中で最も強いハリケーンへと爆発したのです。 中心を横切る1パスで、眼と眼の壁全体を測定しました。 詳細なサンプリングができました。”
おそらく最も野心的な大気ミッションは、2016年のグアムプロジェクトであるPOSIDONであったと思います。 (ミッション名は、Pacific Oxidants, Sulfur, Ice, Dehydration, and cONvectionの略です)。 大気の最下層である対流圏と、その次の層である成層圏の境界である対流圏界面付近の物理・化学過程を明らかにするために計画されたものです。 「コロラド大学ボルダー校と米国海洋大気庁の研究者であるトロイ・ソーンベリー氏は、POSIDONのいくつかの観測装置の研究責任者である。 「歴史的に、気候モデルは成層圏を無視してきました。 「しかし、より多くのモデルがより詳細になるにつれて、成層圏に関する知識には、取り組むべきギャップがあることが明らかになってきました」。 この移行領域は、エアロゾルのような粒子が成層圏に運ばれて地球を回り、太陽光を散乱させてオゾンの破壊につながる場所でもあるのです。 ソーンベリーと他の研究者たちは、人間活動が成層圏をさらに変化させる前に、成層圏で今働いているプロセスを理解しようとしているのだ。
これらの研究を行うために、数十人の科学者、エンジニア、パイロット、技術者がヒューストンからグアムまで7500マイルの旅をしました。 アンダーセン空軍基地の格納庫は再建中であったため、NASA927はグアム国際空港のユナイテッド航空のメンテナンス格納庫を共有し、航空会社のクルーはしばしば科学チームをランチビュッフェに招待してくれました。 いくつかのフライトを操縦したトム・ペアレント氏は、「主に暑さのために、難しいミッションでした」と話します。 「暑さと脱水症状で、飛行機に乗る頃にはもうヘロヘロです。 そして約6時間の飛行で、迂回路のない島に戻るためにガスを節約しなければならず、少し心配でした」
これらのミッションの多くで、航空機は大きな対流性嵐セルの近くを飛び、サンプルを集めるために43000フィートから60000フィートに何度も上昇しました。 2回の飛行で、キャンベラは台風ハイマからの流出を調査し、最後の飛行では、パプアニューギニアの島々の火山ガスの雲に潜り込み、硫黄化合物を採取しました。 いくつかのフライトでは、気球に打ち上げられた観測機器がNASA 927と同じ上空を調査し、搭載機器のデータを確認しました。
観測機器チームはユナイテッドの格納庫からフライトを監視し、気象衛星の画像を使って航空機をサンプリングの最適地点に誘導しました。 「とてもインタラクティブでした」とエリック・ジェンセン氏は言います。 「最も興味深いデータを得るために、飛行経路はほとんど常に変化していました。 ジェンセンは1990年代半ばから空中科学プロジェクトに参加していますが、POSIDONを「私のキャリアの中で最高のキャンペーンの1つ」と呼んでいます。 ER-2が嫌がり、グローバルホークが考えもしないような暴風雨の中での離着陸を積極的に行ってくれたのです。 この仕事には理想的でした。 ジェンセンは、日本周辺、アフリカ沿岸、北極圏の状況を調査するためのフォローアップミッションを提案しています。 「
しかし、キャンベラはすでに長いキャリアを持っていますし、いつまで飛行可能かどうかは定かではありません。 特にエンジニアリング上の大きな課題がひとつあります。 NASA926と928の主翼にある大きなオリジナルの機械加工部品は、すべて7079-T6というアルミニウム合金でできています。 製造当時は、「この材料は素晴らしいものだった」とWB-57のシニアエンジニア、ケビン・クロルチク氏は言う。 「しかし、数年後、この材料は応力腐食割れしやすいということがわかったのです」。 地上に降りたときの翼の垂れ下がりなど、あらゆる張力がこの問題を悪化させる。 「今は誰も使っていない。 しかし、構造全体がその材料でできているので、使うわけにはいきません」とKrolczykは言う。 メンテナンスクルーは定期的に主翼を点検し、チームは小さなスパーを数個（全体の約10〜15％）交換した。 (NASA927の主翼は、いずれにせよほとんど作り直さなければならなかったので、この機会に新しい主翼を装備することにしたのです」。） 「しかし、いずれはそれだけでは済まなくなるでしょう」と、Krolczyk氏は言います。 「問題は、それが2年後なのか、20年後なのか、ということだ。 それでも、チャーリー・マリーニは、心配する必要はないと言い、彼らが提供する科学は、他の機体が放牧される日を過ぎても、これらの機体を長く維持するための努力に十分値すると付け加えた。 「私たちはこれからも続けるつもりです。 「この飛行機を引退させる計画はない」…またしても、である。 アリゾナはNASA927が骨董品に落ち着くまで、しばらく待たねばならないだろう。
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この記事はAir & Space magazine
の10/11月号からの抜粋です
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