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先進極低温発展型ロケット（ACES）は、ボーイング、ロッキード・マーティン、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）が製造したさまざまな打ち上げロケットで使用するために提案された液体酸素/液体水素 上段ロケットである。プログラムの最後の5年間で、ACESは最終的に米国のユナイテッド・ローンチ・アライアンスが設計したバルカン宇宙ロケットで使用することが提案された。 [ 1] ACESのコンセプトは、現在の上段ロケットの軌道上寿命を向上させることを目的としていた。[1]
2015年、ULAは2024年以降にヴァルカンロケットをACES第二段（別名セントーア・ヘビー）に移行する概念計画を発表した。ヴァルカンは当初セントーアV上段で打ち上げられる。[2] ボーイングとロッキード・マーティンは、2006年後半に共同所有（ボーイング50%、ロッキード・マーティン50%）のULAが設立される前に、それぞれ別個だが類似したACESコンセプトを持っていた。
結局、長時間上段ロケットのコンセプトは、デルタ、アトラス、バルカンロケットの主な資金源である米国政府から完全な開発資金を獲得できなかったため、どの企業からもトップレベルの注目を集めることはなかった。しかし、ACESで計画された変更のいくつかの側面、たとえばより大きなタンク直径などは、最終的にセントールV上段に採用された。 [3]
上級共通進化段階
2つの先進極低温進化段階（ACES）コンセプトは、もともと2005年にボーイング社とロッキード・マーティン社によって開発されました。[4] [5] [説明が必要]
2010年までに、ULAは両方の提案の知的財産を継承し、ACESコンセプトはアトラスVとデルタIV /デルタIVヘビーの両方の打ち上げロケットで使用される新しい高性能上段ステージに進化しました。現在、 Advanced Common Evolved Stageと呼ばれるACESは、既存のULA CentaurおよびDelta Cryogenic Second Stage （DCSS）上段ステージを補完し、場合によっては置き換える、より低コストで、より高性能で、より柔軟な上段ステージとして提案されました。[1]この上段ステージは、極低温貯蔵の改善と惰力期間の延長のために、断熱材の改良を組み込むことを目的としていました。[6]
2015年4月、ULAの新しいバルカン設計がACESを使用する唯一の第一段ロケットとなり、2023年以降に開始されることから、この段の名称は元のAdvanced Cryogenic Evolved Stageに戻されました。 [7]
2020年9月、ULAはACESの開発を積極的に行っていないと発表した。[3]
高度極低温進化段階
2015年4月の時点で[アップデート]、ULAはACESが2023年より早くてもヴァルカンロケットでデビューすると予想していましたが[7]、2015年7月には、そのタイムフレームは2024年から2025年までは飛行しない可能性が高いと明確にされました。[8] 2018年に、ULAは2023年にACESがデビューすることを示した複数のプレゼンテーションを行いました。[9]しかし、2019年にULAは、ACESの開発を計画しているものの、それがいつになるかについての具体的な日付はもうないと述べました。[9]
ACESはULA独自のIntegrated Vehicle Fluids（IVF）技術を使用して宇宙での寿命を大幅に延長する予定でした。[10]
ACESには直径5.4m（18フィート）の共通隔壁推進剤タンクが組み込まれ、68,000kg（150,000ポンド）の推進剤を運搬できる予定であった。[11]
バルカンケンタウルス上段
2017年後半、ULAはACES上段の直径5.4メートル（18フィート）と先進的な断熱要素を前倒しすることを決定しました。新しい計画では、ヴァルカンの上段はセントーアVで、2基のLH2/LOX RL10エンジンを搭載し、ACESで計画されていたIVFやその他のACES持続時間延長技術[1]は搭載されません。ACESはセントーアVと同じタンク直径を持つと予想されていましたが、タンク長が長く、RL10が2基追加され、IVFが追加される可能性があります。[12]
2018年5月11日、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）は、競争入札の結果、エアロジェット・ロケットダイン RL10エンジンがセントーウルVに選定されたと発表した。 [13]
統合車両流体
IVF技術は、軽量の内燃機関を使用して、水素と酸素の推進剤の沸騰（通常は沸騰ガスが宇宙に放出されると無駄になる）を使用してステージを操作する。設計には、電力の生成、ステージの姿勢の維持[10] [14]、推進剤タンクの自動加圧の維持が含まれていた。これらの流体を使用することで、ヒドラジン燃料、加圧用のヘリウム、[7] [15] : 4, 5 、および車両内の ほぼすべてのバッテリーが不要になるように設計された。
IVFはULAによって、液体水素と液体酸素のみを輸送する必要があるため補給所での運用に最適となるように設計されており、これが建設されれば、ミッションの寿命を現在の数十時間から数日間まで延長できる可能性がある。[1] [15] : 2–4 [16] : 4
2015年4月時点で[アップデート]、ACESのIVFシステムに動力を供給するために使用される内燃機関は、Roush Racingによって製造される予定でした。[7]
2016年8月、ULAの社長兼CEOトリー・ブルーノは、ヴァルカンとACESはどちらも人間が操縦できる機体となる予定であると述べた。[17]
考えられる用途
2010年にULAは、ACESの潜在的な用途として、より長い耐久性とより大きな燃料容量を、宇宙空間での燃料補給能力を備えた推進剤貯蔵庫として使用し、近宇宙での清掃と軌道離脱のために遺棄された物体を回収することを挙げた。これらの新しいアプローチは、地球軌道へのワンアップ/ワンダウン打ち上げライセンス制度の実装により、低地球軌道外の物体の捕獲と軌道離脱のコストを大幅に削減する技術的な見通しを提供している。[18]
参照
参考文献
- ^ abcde Zegler, Frank; Kutter, Bernard (2010年9月2日). デポベースの宇宙輸送アーキテクチャへの進化(PDF) . AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition. アメリカ航空宇宙学会. 2011年1月25日閲覧。
ACES設計概念化はULAで長年進められてきました。これはCentaurとDelta Cryogenic Second Stage (DCSS)上段の設計機能を活用し、将来的にはこれらの段を補完し、場合によっては置き換えることを目的としています。ベースラインACESには、Centaurまたは4m DCSSの2倍の推進剤が搭載され、既存の上段と比較して大幅なパフォーマンスの向上が実現します。ベースライン41mTの推進剤は、ULAの既存の上段とほぼ同じ長さの直径5mの共通バルクヘッド段に搭載されています。
- ^ @jeff_foust (2018年1月18日)。「トム・ツディ、ULA：バルカンでは、既存のロケットの信頼性と定時性を維持しながら、非常に手頃な価格で提供する予定です。最初の打ち上げは2020年半ばです」（ツイート）– Twitter経由。
- ^ ab Foust, Jeff (2020年9月11日). 「ULA、Vulcanの長期アップグレードを検討中」。2021年3月4日閲覧。
ペラー氏は、ACESはULAがもはや積極的に追求していないコンセプトであると説明した。「ACESの革新的な機能の実現可能性を評価するために、多くの研究を行い、多くの技術開発に投資しました」と彼は述べた。「それは私たちにとって有益でした。なぜなら、そのオリジナルのACESの研究の多くは、Vulcanとともに配備しているCentaur 5という新しいバージョンのCentaurにその痕跡を残しているからです。5、8年前のそれらの研究は確かに私たちにとって有益であり、上段の進化に向けて良い道を歩むことができました。私たちは今後も市場のニーズを満たすために上段を進化させていきます。」
- ^ LeBar, JF; Cady, EC (2006). 「先進低温進化型段階（ACES） - 低コスト、低リスクの宇宙探査打ち上げアプローチ」（PDF） 。 2016年3月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2016年1月2日閲覧。
- ^ 2006: Centaur Extensibility For Long Duration Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine、Gerard Szatkoski 他、NASA/KSC および Lockheed Martin Space Systems Company、(AIAA Space 2006 Conference Paper no. 60196)、2015 年 10 月 20 日アクセス
- ^ 2005: Atlas Centaur Extensibility to Long-Duration In-Space Applications Archived 9 January 2016 at the Wayback Machine、Bernard F. Kutter、Frank Zegler、et al.、Lockheed Martin Space Systems Company、(AIAA 2005-6738)、2015年10月20日アクセス
- ^ abcd Gruss, Mike (2015年4月13日). 「ULAのバルカンロケットが段階的に展開へ」SpaceNews . 2015年4月18日閲覧。
- ^ Bruno, Tory (2015年7月28日). 「@MrMonster911 @PopSci @ulalaunch の実現には、超長時間上段ロケット ACES が役立ちます。2024～2025 年の飛行を予定しています」。twitter.com 。 2017年8月11日閲覧。
- ^ ab Henry, Caleb (2019年11月20日). 「ULA、バルカンロケットのアップグレードタイムラインを曖昧にする」SpaceNews . 2019年11月26日閲覧。
上段ロケットの性能向上は、将来的に実現する可能性がある。
- ^ ab Ray, Justin (2015年4月14日). 「ULAの責任者が新型ロケットの再利用性と革新性を説明」Spaceflight Now . 2015年4月18日閲覧。
- ^ 「2-1 Cislunar Economyにおける輸送と推進剤資源-Kutter.pdf」（PDF）。2018年6月12日。 2019年1月20日閲覧。
- ^ 「ULAのVulcan Centaur Cutaway Poster」（PDF） ULA 。 2019年11月7日閲覧。
- ^ 「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、エアロジェット・ロケットダインのRL10エンジンを採用」ULA、2018年5月11日。 2018年5月13日閲覧。
- ^ ボイル、アラン（2015年4月13日）。「ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、大胆にも次期ロケットをバルカンと命名！」NBCニュース。 2015年4月18日閲覧。
- ^ ab Barr, Jonathan (2015). ACESステージコンセプト：より低い経常コストでより高いパフォーマンス、新しい機能（PDF） 。AIAA SPACE 2015カンファレンス＆エクスポジション。アメリカ航空宇宙学会。 2016年3月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2016年3月18日閲覧。
- ^ Barr, Jonathan; Kutter, Bernard (2010). Phase 2 EELV - 将来の重量物輸送に新たな関連性を持つ古い構成オプション(PDF) 。AIAA SPACE 2010 Conference & Exposition。アメリカ航空宇宙学会。 2016年3月13日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2016年4月17日閲覧。
- ^ トリー・ブルーノ。「@A_M_Swallow @ULA_ACES 私たちは、バルカン/ACESを人間として評価するつもりです」。twitter.com 。 2016年8月30日閲覧。
- ^ Zegler, Frank (2010 年 9 月 2 日)。「デポベースの宇宙輸送アーキテクチャへの進化」(PDF)。United Launch Alliance。pp. 13–14。2011年 10 月 20 日のオリジナルからのアーカイブ(PDF) 。2011 年1 月 25 日閲覧。
これらの旧式または遺棄された宇宙船を処分するために、すべての [アプローチ] は、従来のものよりも大幅に多くのデルタ V の消費を伴います。新しい宇宙船を設置するのと同時に、古い宇宙船を撤去する必要があるかもしれません。... [このアーキテクチャ] は、これらの高 ΔV ミッションを可能にするインフラストラクチャを提供することで遺棄された宇宙船の撤去タスクを予測し、展開された宇宙船ごとに 1 機の宇宙船を撤去するという、おそらく新しいパラダイムを可能にします
。
外部リンク
- ユナイテッド・ローンチ・アライアンス公式サイト
- ULA Upper Stage Evolution、マーク・ウィルキンス、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス、2009年
- ULA 統合車両流体、ビデオ、ULA が 2015 年 4 月 2 日にリリース
- ULA イノベーション: 高度極低温進化ステージ、パート 1、ビデオ、ULA が 2016 年 3 月 4 日にリリース