ノヴァ（NASAロケット）

1962年4月、初期の構想図。[左から右へ] サターンI、サターンV、そして「ノヴァC8」ロケット。(各構想には1段の追加段が含まれていたが、サターンIでは1段は完全に省略され、最終的にサターンIBとサターンVでは月着陸船アダプターに置き換えられた。)

ノヴァは、アポロ計画で使用されたサターンVロケットの前後に提案されたNASAのロケット設計シリーズです。ノヴァは1958年に提案されたNASA初の大型ロケットで、後にサターンVが使用されたミッションと同様のミッションを対象としていました。ノヴァとサターンVの設計は、基本的なコンセプト、出力、サイズ、機能において非常に類似していました。違いはわずかでしたが、実用的であり、最終的にサターンがアポロ計画に採用されました。これは主に、既存の設備をより多く再利用し、発射台への到着時間を短縮できることが理由でした。

1960年代後半、アポロ計画後の一連の研究において、火星への有人ミッションの検討から、アポロ計画よりもはるかに大型のブースターが必要であることが明らかになりました。そして、ロケットダインF-1エンジンを8基も搭載する新設計のロケットブースターシリーズが、サターンMLVと共に「ノヴァ」の名で開発されました。ノヴァC8のイメージは、ノヴァシリーズ全体を代表するものとして一般的に用いられており、「ノヴァ」に関する言及の多くは、これらのアポロ計画後のロケットを指しています。2つの設計シリーズは本質的に別個のものでしたが、名称は共通していました。したがって、「ノヴァ」は特定のロケット設計を指すのではなく、ほとんどの場合、サターンVよりも大型のロケットを指します。ノヴァは、1960年代初頭にNASAが推力1,000万～4,000万ポンド（44～178MN）の超大型ブースターに使用した名称です。 [ 1] [2]

月ロケット

最初のノヴァシリーズは1958年にNASA社内で設計されました。このプロジェクトでは複数の設計が検討され、最も小型のものは下段にF-1ロケット4基、上段にJ-2ロケット1基を搭載していました。この設計では24トンのロケットを月面投入軌道に投入しました。これらの設計は1959年1月27日にドワイト・D・アイゼンハワー大統領に提出されました。[3]

当時検討されていた月面ロケットはノヴァ設計だけではありませんでした。アメリカ空軍は、ルネックス計画を策定中でした。この計画には、下段に固体燃料ロケットのクラスターを搭載し、上段に液体水素を燃料とするJ-2またはM-1を搭載した大型ブースターの設計が含まれていました。一方、アメリカ陸軍のレッドストーン兵器廠では、ヴェルナー・フォン・ブラウンが「ジュノーV 」設計を開発していました。これは、下段にジュピターおよびレッドストーン関連のエンジンとタンクをクラスター化し、第2段にタイタンIミサイルを搭載するものでした。

1959年、陸軍は緊急の必要性がなくなった大型ブースターの開発にはもはや関心がないと判断し、フォン・ブラウンのチームをNASAに引き渡しました。これによりNASAには2つの大型ブースター設計が残されました。NASA独自のノヴァと、フォン・ブラウンが当時「木星の次のもの」と改名したサターンです。その後2年間、NASAと空軍は競合しながら研究を続けましたが、ジョン・F・ケネディ大統領が1950年代末までに月に到達するよう呼びかけた直後、NASAがミッションを委ねられ、ルネックスの作業は終了しました。

当初、NASAはノヴァを「直接上昇」ミッションプロファイル向けに設計していました。これは、単一の大型宇宙船を地球周回軌道に投入し、月周回軌道に移行した後、複数の宇宙船とのランデブー・ドッキングを必要とせずに月に直接着陸し、離陸するというものです。ランデブー・ドッキングは当時まだ試みられておらず、困難と考えられていました。これにより、宇宙船の打ち上げ質量が大幅に増加しました。

フォン・ブラウンは、地球周回軌道上で宇宙船を組み立てる形状を支持し、これにより1回の打ち上げに必要な質量を削減しました。しかし、ミッションに必要な宇宙船の研究が始まると、システムは当初の想定よりもはるかに重くなることが明らかになりました。既存のノヴァの設計は小さすぎ、当初のサターンの設計ではすべての部品と燃料を軌道に乗せるのに最大15回の打ち上げが必要でした。その後、両計画は再設計されました。

サターンC-3とノヴァの設計（1961年）

ノヴァは依然として最大の打ち上げ能力を必要とする直接上昇方式を目標としていた。結果として生まれた「通常」の設計の中で最も強力な8Lは、下段に8基のF-1を搭載し、68トンの貨物を月周回軌道に投入した。[4]同シリーズの他の設計では、F-1を大型固体燃料に置き換えた。[5] [6] [7] [8]

固体段階のサターンC-3とノヴァの設計（1961年）

ジェネラル・ダイナミクスは上段に原子力ロケットエンジンを提案した。 [9] [10]さまざまなモデルの月面積載量は48トンから75トンまで変化した。

NASAのノヴァの設計図、1960年頃
デザインステージ1ステージ2ステージ3ステージ4月軌道ペイロード（kg）
ノヴァ4S [6]4×240インチ固体燃料2× M-11× J-2-75,300
ノヴァ4L [11]5× F-11× F-14×LH2-80k1× LH2-80k24,000
ノヴァ5S [7]6×200インチ固体燃料4×200インチソリッドモーター6× J-22× J-259,000
ノヴァ7S [8]7×160インチ固体燃料2×M-11× J-2-75,300
ノヴァ8L [4]8× F-12×M-11× J-2-6万8000
ノヴァ8Lモッド[12]2× F-12× F-14× J-2-5万
ノヴァ9L [5]9× F-14× F-16× J-22× J-259,000
ノヴァデザイン（1961年）

サターンロケットの改良型もいくつか研究されました。フォン・ブラウン博士のオリジナルのサターン設計はA-1型となり、A-2型ではタイタンミサイルがジュピターミサイルに置き換えられました。より強力なB-1型は、第二段にタイタンエンジンのクラスターを使用しましたが、それ以外はA-1型とほぼ同じでした。より「過激な」提案、つまり新型エンジンを必要とする提案は、「Cシリーズ」にまとめられました。C-1はA-1型に類似していましたが、タイタンエンジンを流用した新型上段を搭載していました。一方、C-2型は新型J-2エンジン搭載の上段を搭載していました。C -3からC-5型は同じくJ-2エンジン搭載の上段を搭載していましたが、新たに3基、4基、または5基のF-1エンジン（これが名称の由来です）を搭載した第一段を搭載していました。フォン・ブラウン博士が好んだアプローチは、地球軌道ランデブー（EOR）方式のままでしたが、今回は2基のサターンC-3エンジンをベースとしていました。

様々なアプローチを巡る議論は1961年に頂点に達し、その結果は両チームにとって予想外のものでした。作業部会は、直接上昇または地球周回軌道ランデブーのどちらかではなく、第三の選択肢である月周回軌道ランデブー（LOR）を選択しました。LORの質量要件は、サターンC-3とノヴァ8Lの中間程度でした。低地球軌道（LEO）で約20万ポンド（91,000 kg）という新しい要件を満たすために、どちらのブースターを改造する必要があるかを検討した結果、サターンC-5が最適な解決策であると考えられました。C-2モデルはテストベッドシステムとしても製造され、C-5が完成する前に、飛行試験のためにサブアセンブリを軌道上に打ち上げる予定でした。ノヴァではなくサターンを選択した主な決定要因は、サターン C-5 はニューオーリンズ郊外の既存の工場(後にミショー組立施設として知られる) で製造できるのに対し、直径が大きいノヴァには新しい工場を建設する必要があったことであった。[引用が必要]

Nova シリーズの研究は、Saturn のバックアップとして 1962 年まで続けられましたが、Saturn ベースの LOR プロファイルが定着したため、最終的には終了しました。[要出典]

火星ロケット

アポロ計画が続く中、NASAの設計者たちはアポロ後の時代のニーズを検討し始め、火星への有人ミッションが次の「明白な」ステップとなることが確実視された。この役割にはサターンVは小さすぎたため、1977年にLEOに打ち上げる予定の1,296,000ポンド（588,000kg）の打ち上げ機として、第2期ノヴァ設計研究が開始された[13] 。NASAが設計した最初のノヴァシリーズとは異なり、新しい設計は、アポロ関連の主要契約を受注していない大手航空宇宙企業、すなわちジェネラル・ダイナミクスとマーティン・マリエッタによって契約に基づいて研究された。ダグラス・エアクラフトのフィリップ・ボノも、独自の提案書を提出することを決めた。

各社は多種多様な設計案を提出した。その多くは既存の技術をベースに、適切に拡張されたものだった。例えば、マーティン社の最小設計である1Bは、第一段に14基のF-1エンジンを搭載し、LEOペイロードは662,000ポンド（300,000kg）だった。[14]また、エアロスパイクエンジンなど、最新の（未開発の）技術を用いた「先進的な」設計案もいくつか提案された。ノヴァC8のコンセプトは、提案された「サターンC-8 」とほぼ同じだったが、段エンジンと第一段のフィン／フレアリングの配置に違いがあった。

アポロ ノヴァ後のデザイン、1963 年頃
デザインステージ1ステージ2LEOペイロード（kg）運用開始日
ノヴァMM1B [15]14× F-1A2×M-13300001972年12月
ノヴァMM1C [16]18× F-1A3× M-14440001973年2月
ノヴァMM S10E-1 [17]24×CDモジュール5880001977年10月
ノヴァMM S10E-2 [18]30×CDモジュール-5810001977年11月
ノヴァMM S10R-2 [19]30×CDモジュール-3819251978年7月
ノヴァMM S10R-1 [20]24×CDモジュール-4140001978年6月
ノヴァMM R10E-2 [21]30×CDモジュール-5960001980年10月
ノヴァMM R10R-2 [22]30×CDモジュール-4230001980年10月
ノヴァMM T10EE-1 [23]18×CDモジュール2×CDモジュール4620001976年11月
ノヴァMM T10RE-1 [24]18×CDモジュール2×CDモジュール4270001976年11月
ノヴァMM T10RR-2 [25]24×CDモジュールトロイドFD4790001976年12月
ノヴァMM T10RR-3 [26]18×CDモジュール2×CDモジュール4190001977年7月
ノヴァMM14A [27]4×300インチ固体燃料5× M-14810001973年4月
ノヴァMM14B [28]4×280インチ固体燃料4× M-13730001973年2月
ノヴァMM24G [29]18×HP-12×HP-14470001974年12月
ノヴァMM33 [30]24×HP-1-4720001975年4月
ノヴァMM34 [31]4× L6H1× L6H5310001976年6月
ノヴァGD-B [32]16× F-1A5× J-2338000
ノヴァGD-E [33]4×325インチのソリッド4× M-1458000
ノヴァGD-F [34]4× L-7.702×M-1454000
ノヴァGD-H [35]4×長さ-5.25H1×L-5.00H454000
ノヴァDG-J [36]4×L-6.552×M-1454000

提案が提出されて間もなく、アポロ計画後の資金が大幅に減少することが明らかになりました。NASAは1964年にノヴァ計画を断念しました。[要出典]

Nova C8の仕様

Novaの主な仕様は以下のとおりです。[要出典]

 第一段階第二段階第三段階
長さ48.8メートル42.7メートル17.8メートル
直径12.2メートル10.1メートル6.6メートル
完全な質量3,600,000 kg (8,000,000 ポンド)771,000 kg (1,700,000 ポンド)120,000 kg (264,500 ポンド)
空の塊181,400 kg (400,000 ポンド)63,500 kg (140,000 ポンド)13,310 kg (29,350 ポンド)
エンジンの数8 x F-18 x J-2J-2 1個
推力<vac>61,925 kN（13,920,000 lbf）8,265 kN（1,860,000 lbf）1,032 kN（232,000 lbf）
ISP304秒（2.98 kN·s/kg）425秒（4.17 kN·s/kg）425秒（4.17 kN·s/kg）
燃焼時間157秒338秒473秒
推進剤ロックス/灯油液体酸素/LH2液体酸素/LH2

参照

参考文献

  1. ^ ベンソン、ファハティ (1978). 「NASA​​の月面着陸計画」. ムーンポート：アポロ打ち上げ施設と運用の歴史. NASA. pp.  4– 6. 2016年3月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  2. ^ Launius, Roger D (2004年7月). アポロ：回顧的分析(PDF) . 航空宇宙史モノグラフ第3号. NASA歴史局. p. 20.最大4,000万ポンドの推力を発生させる予定だったノヴァブースター計画。
  3. ^ ローゼン、ミルトン（1959年1月27日）「国家宇宙機計画：大統領への報告書」（PDF） NASA。
  4. ^ ab "Nova 8L". Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  5. ^ ab "Nova 9L". Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  6. ^ ab "Nova 4S". Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  7. ^ ab "Nova 5S". Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  8. ^ ab "Nova 7S". Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  9. ^ 「Nova C」. Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  10. ^ 「Nova D」. Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  11. ^ 「ノヴァ4L」。astronautix.com 。2025 年9 月 26 日に取得。
  12. ^ “Nova 8L Mod”. astronautix.com . 2025年9月26日閲覧。
  13. ^ “Nova MM S10E-1”. Encyclopedia Astronautica . 2016年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年7月30日閲覧。。
  14. ^ 「Nova MM 1B」. Encyclopedia Astronautica . 2025年9月25日閲覧。
  15. ^ “Nova MM 1B”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  16. ^ “Nova MM 1C”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  17. ^ “Nova MM S10E-1”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  18. ^ “Nova MM S10E-2”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  19. ^ “Nova MM S10R-2”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  20. ^ “Nova MM S10R-1”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  21. ^ “Nova MM R10E-2”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  22. ^ “Nova MM R10R-2”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  23. ^ “Nova MM T10EE-1”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  24. ^ “Nova MM T10RE-1”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  25. ^ “Nova MM T10RR-2”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  26. ^ “Nova MM T10RR-3”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  27. ^ “Nova MM 14A”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  28. ^ “Nova MM 14B”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  29. ^ “Nova MM 24G”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  30. ^ “Nova MM 33”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  31. ^ “Nova MM 34”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  32. ^ “Nova GD-B”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  33. ^ “Nova GD-E”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  34. ^ “Nova GD-F”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  35. ^ “Nova GD-H”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  36. ^ “Nova GD-J”. www.astronautix.com . 2025年9月28日閲覧。
  • サターンVとノヴァの構成の比較表
  • 宇宙百科事典のエントリー
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