アレスV

アレスV
固体ロケットブースター分離中のアレスVの想像図
関数貨物打ち上げ機
原産国アメリカ合衆国
サイズ
身長116メートル（381フィート）または109メートル（358フィート）
直径10 m (33 フィート) または 8.4 m (28 フィート)
質量3,700,000キログラム（8,200,000ポンド）RS-68型[ 1 ]
ステージ2
容量
LEOへのペイロード
質量188,000 kg (414,000 ポンド) [ 2 ]
TLIへのペイロード
質量71,100 kg (156,700 ポンド) または 60,600 kg (133,600 ポンド)
発売履歴
状態キャンセル
発射場ケネディ、LC-39A（計画中）
ブースター
ブースターなし5セグメント固体ロケットブースター×2
身長54メートル（177フィート）
直径3.7メートル（12フィート）
推進剤APCP
第一段階
空の塊140,000 kg (310,000 ポンド)
総質量1,914,000 kg (4,220,000 ポンド)
搭載
最大推力
  • 5 × RS-68: 8,350 kN (1,880,000 lb f )
  • 6 × RS-68: 10,350 kN (2,330,000 lb f )
  • 5 × RS-25: 18,822 kN (4,231,000 lb f )
推進剤LH 2 / LOX
第2段階 –地球離脱段階
搭載J-2X 1個または2個
推進剤LH 2 / LOX
[ウィキデータで編集]

アレスV（以前は貨物打ち上げ機またはCaLVとして知られていた）は、中止されたNASAのコンステレーション計画で計画されていた貨物打ち上げコンポーネントであり、2011年に退役したスペースシャトルに代わる予定だった。アレスVは、火星での人類の存在のための物資を運ぶことも意図されていた。[ 4 ] アレスVと小型のアレスIは、ギリシャ神話の戦争の神アレスにちなんで名付けられた。

アレスVは、2019年に予定されていたNASAの月への再帰に備えて、地球離脱段階とアルタイル月着陸船を打ち上げる予定だった。 [ 5 ]また、プログラムの最終目標である火星への有人ミッションを含む、地球月系を越えたミッションの主要な打ち上げ機としても機能する予定だった。無人のアレスVは、 4～6人乗りのオリオン宇宙船を打ち上げるために、より小型で有人評価済みのアレスIロケットを補完する予定だった。両ロケットは、当時のスペースシャトルよりも安全であると考えられ、アポロ計画、シャトル計画、デルタIV EELV計画のために開発された技術を採用する予定だった。[ 6 ]しかし、アレスVとアレスIを含むコンステレーション計画は、 2010年10月にNASA認可法 により中止された。 2011年9月、NASAは地球の軌道を越えた人類の探査のための新しい乗り物としてスペース・ローンチ・システムの詳細を発表した。 [ 7 ]一方、商業宇宙企業は貨物と宇宙飛行士の両方に低地球軌道へのアクセスを提供する予定である。

発達

初期のコンセプト

1996年の著書『火星探査のケース』の中で、ロバート・ズブリンは将来の大型ロケット「アレス」の可能性について論じた。同書では、このロケットは4基のスペースシャトル主エンジン（SSME）で駆動するスペースシャトル外部燃料タンクと、 RL-10エンジンで駆動する第2段ロケットで構成されるとされていた。ズブリンらの設計における顕著な違いの一つは、SSMEが小型の側面搭載型フライバック機に搭載されていたことである。この設計は、既存のスペースシャトルのインフラを利用してアレスを飛行させることを目的としていた。[ 8 ]

星座

アレスVは、コンステレーション計画における貨物打ち上げコンポーネントとなる予定でした。サターンVやスペースシャトルでは、乗組員と貨物が同じロケットで打ち上げられましたが、コンステレーション計画では、乗組員と貨物をそれぞれ別のロケット、アレスIとアレスVで打ち上げる計画でした。この構成により、2つのロケットをそれぞれのミッションに合わせて最適化することが可能になりました。そのため、コンステレーションは、アポロで使用された月周回ランデブーと、アポロ計画の初期計画段階でヴェルナー・フォン・ブラウン博士が「直接上昇」案と並行して 提案した地球周回ランデブー方式を組み合わせました。

アレスV打ち上げ時の想像図

ロケットとその地球離脱段の開発は、NASAのマーシャル宇宙飛行センターが主導した。NASAエイムズ研究センターは、アレスVの統合ヘルスマネジメントシステムとペイロードシュラウドの開発を担当した。グレン研究センターは、月着陸船の上昇段、アレスVの電力システム、推力ベクトル制御システム、ペイロードシュラウドの開発を主導した。ラングレー研究センターは、アレスVの空力研究を主導した。[ 9 ]

2007年、NASAはアライアント・テックシステムズがアレスIとアレスVのSRBの請負業者になると発表した。[ 10 ]

さらなる役割

アレスVは中長期のプロジェクトであったが、NASAは以前のアポロ応用計画に沿って、その打ち上げ能力をさまざまなプロジェクトに展開することを計画していた[ 11 ]。

一つの提案は、口径8～16メートルの先進技術大型口径宇宙望遠鏡[ 12 ]を建設し、太陽/地球L2点に設置するというものでした。これはハッブル宇宙望遠鏡に比べて寸法と性能が大幅に向上し、アレスVロケットはこれを1回の打ち上げで目的地まで運ぶことが期待されていました。将来のアレスVミッションは、将来の宇宙船やミッションのための建設資材を費用対効果の高い方法で大量輸送する役割も担う可能性があり、例えば月ドックへの原材料の輸送に利用される可能性がありました。

2010年5月、NASAは、アレスIの5セグメントSRB第一段のアレスIXプライム試験に続いて、アレスIのハードウェアとアレスVのハードウェアの飛行実証を計画した。アレスV第一段の上にアレスI上段を取り付けた状態で同時にアレスV第一段を試験する「ヘビーリフト」試験飛行が複数回予定されていた。これは、限られた資金の中でアレスIとアレスVのハードウェア試験の間に生じるギャップを回避することで、時間と費用の両方を節約することになる。[ 13 ]

キャンセル

オーガスティン委員会は、「2010年度の予算計画では、アレスVは2020年代後半まで利用できないと委員会は見積もっている」と結論付けた。[ 14 ]たとえNASAに30億ドルの資金増額が与えられ、ISSが2015年に退役したとしても、委員会はアレスVが2020年代半ばまで利用できないと考えていた。[ 15 ]

2010年2月1日、バラク・オバマ大統領は、 2011年度予算でコンステレーション計画を中止する提案を発表したが、[ 16 ]その後、 2010年4月15日にケネディ宇宙センターで行われた主要な宇宙政策演説で、提案を変更すると発表した。2010年10月、2010年NASA認可法が成立し、コンステレーション計画は中止された。[ 17 ] しかし、以前の法律により、2011年度の新しい資金法案が可決されるまで、コンステレーション契約は有効のままであった。[ 18 ] [ 19 ] 以前の立法上の義務により、計画の中止後2011年3月までに5億ドルが請負業者に支払われることになっていた。[ 20 ]

後継

アレスロケットファミリーの後継はスペース・ローンチ・システムで、アレスIVのコンセプトに似た、乗組員と貨物の両方を打ち上げるように設計された、より多用途の乗り物である。異なる派生型を通じて、LEOへのペイロード範囲は95〜130トンである。SLSは、8.4メートルの伸長型外部燃料タンクを使用し、4つのRS-25で駆動する点で、以前のアレスV設計に似ている。SLSの初期設計では同じ地球離脱段が使用されていたが、開発は保留され、4-RL-10探査上段がその代わりとなった。両方の乗り物は同じ5セグメントSRBを使用するが、SLSはそれらを回収しない。アルテミス計画では、この乗り物はオリオン宇宙船の乗組員を月へ輸送するほか、表面ミッション用の兵站機器や貨物も輸送する。これらの月着陸船は、月周回軌道ステーションであるルナゲートウェイにドッキングしているか、月周回軌道上で自由飛行している別の月着陸船とランデブーする。SLSブロック1B版は、アレスVのような地球周回軌道ランデブー月面ミッションプロファイル、NASAが現在進めている月周回軌道ランデブー、そして下院の新法案で提案されているサターンVを使用したアポロ計画のような統合月面ミッションに対応可能である。[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

デザイン

サターン V、スペースシャトル、アレス I、アレス IV、アレス Vの比較

アレスVは、大型のハードウェアや資材を月へ送るため、または人類の生存を維持するために地球の軌道を越えて物資を送るための大型打ち上げ機として計画された。[ 3 ] アレスVは3段式ロケットとして設計された。同時に燃焼する第1段と第2段は固体推進と液体推進の両方を使用し、上段はハードウェアとステープルを低地球軌道を越えて月への軌道に乗せるのに必要な推進力を提供する。

アレスVは、2009年のオーガスティン委員会の結果を受けて予備設計レビューを受けた。[ 26 ]スペースシャトルと同様に、アレスは液体燃料のコアステージと同時に燃焼する一対の固体燃料第1段ロケットブースターを使用する予定だった。アレスVの固体ロケットブースターは、スペースシャトル固体ロケットブースターの改良版として当初構想されたが、スペースシャトルで使用されていた4つのセグメントの代わりに、5つまたは5つ半のセグメントで構成されていた。[ 3 ] [ 27 ] [ 28 ]液体燃料のコアステージは、スペースシャトルの外部燃料タンクから派生し、新しい直径10メートルのタンクの底に取り付けられた5基または6基のRS-68 Bエンジン、またはスペースシャトルの8.4メートル外部燃料タンクの延長版の底に取り付けられた5基のSSMEを使用する予定だった。燃料は液体酸素（LOX）と液体水素（LH2）であった。[ 29 ]

サターンIBロケットとサターンVロケットに搭載されていたS-IVB上段エンジンを改良した上段エンジンは、地球離脱段（EDS）と名付けられました。EDSは、アポロ計画で開発されたJ-2Xロケットエンジンを動力源としており、このエンジンはアレスIロケットの液体燃料上段エンジンにも搭載される予定でした。EDSは、アルタイル月着陸船を、後にオリオン宇宙船に回収される低地球周回軌道に誘導し、その後、アルタイルとオリオンを月へと打ち上げるために使用されました。[ 3 ] EDSは、大型ペイロードを低地球周回軌道に投入したり、大型無人宇宙船を地球月系外軌道に投入したりするためにも使用されました。

アレスVは、低地球軌道（LEO）へ414,000ポンド（188メートルトン） 、月へ157,000ポンド（71メートルトン）のペイロード容量を持つように設計された。[ 3 ] 完成すれば、アレスVは史上最強のロケットとなり、アメリカのサターンV、中止されたソビエトムーンショット用の失敗に終わったソビエトN-1 、ブランシャトル用に開発された成功したソビエト/ロシアのエネルギアブースターよりも多くのものを軌道に乗せることができる。[ 30 ] 月での役割の他に、[ 3 ]地球近傍小惑星への有人オリオン探査をサポートしたり、ハッブル宇宙望遠鏡の後継機である直径8〜16メートルの太陽地球L2地点まで打ち上げたりすることもできる。

デリバティブ

アレス4世

アレスIVのコンセプトは、アレスVの上にアレスIの上段を組み合わせたものである。[ 31 ] 具体的には、NASAが2007年1月に発表したように、このロケットはアレスV設計の液体燃料コアステージ、2基の5セグメント固体ロケットブースター、そしてアレスIの液体燃料上段で構成される。アレスIVは全長367フィート（112メートル）で、月面到達に使用される。総ペイロード容量は90,420ポンド（41,000キログラム）で、月への直接投入により240マイル（390キロメートル）の距離まで到達する。[ 32 ]

NASAは2007年、オリオン宇宙船の高速「スキップ」再突入プロファイルを評価するためにアレスIVの使用を検討していた。[ 33 ] NASAは2013年からアレスIとアレスVのハードウェアを「ヘビーリフト」構成で飛行実証する計画だった。「ヘビーリフト」試験飛行では、時間と費用を節約するため、アレスIの上段を上部に取り付けた状態でアレスVの第1段を同時に試験することになっていた。後のヘビーリフト試験機の構成は、アレスIVの機体に似ている。[ 34 ]

アレスVライト

アレスVライトは、オーガスティン委員会によって提案されたNASAのコンステレーション計画の代替打ち上げ機である。アレスVライトは縮小版のアレスVであった。[ 35 ] [ 36 ] RS-68エンジン 5基と5セグメントSRB2基を使用し、約140トン（309,000ポンド）の低軌道ペイロードを搭載する予定であった。[ 37 ]もし選定されていれば、アレスVライトはアレスVとアレスIロケット に取って代わるはずだった。アレスVライトの1つのバージョンはアレスVのような貨物打ち上げ機であり、もう1つのバージョンはオリオン宇宙船で宇宙飛行士を運ぶ予定であった。[ 37 ]

フィクションでは

日本の漫画『宇宙兄弟』では、アレスVロケットが月へのミッションの打ち上げに使用される様子が描かれている。[ 38 ] [ 39 ]

2013年の映画『スター・トレック イントゥ・ダークネス』では、アレキサンダー・マーカス提督の宇宙飛行コレクションの一部として、アレスVロケットのデスクトップ模型が提督のオフィスに飾られていた。[ 40 ]

参照

参考文献

パブリックドメイン この記事には、アメリカ航空宇宙局のウェブサイトまたは文書からのパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。

  1. ^ 「アレスVとRS-68B」（PDF） NASA、2008年12月。 2022年11月5日閲覧。
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  3. ^ a b c d e f概要：アレスV貨物打ち上げ機（ 2012年4月12日アーカイブ、Wayback Machine）NASA。2008年9月30日閲覧。
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