アトラス（ロケットファミリー）

アトラスファミリー
アトラス II、III、V の比較
一般情報
タイプ	さまざまな用途に使える使い捨て打ち上げシステム
メーカー	コンベア ジェネラル・ ダイナミクス 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
状態	アトラス V (現在)
主なユーザー	アメリカ空軍 アメリカ航空宇宙局
歴史
製造	1957年～2010年代
導入日	1957
初飛行	1957年12月17日; 66年前[1] ( 1957-12-17 )
バリエーション	SM-65 アトラス SM-65D アトラス アトラス LV-3C アトラス IIIA アトラス V

アトラスは、SM-65アトラスを起源とする米国のミサイルおよび宇宙打ち上げロケットのシリーズです。アトラス大陸間弾道ミサイル（ICBM）プログラムは、ジェネラルダイナミクスのコンベア部門の下で1950年代後半に開始されました。^[2]アトラスは、RP-1ケロシン燃料と液体酸素を3つのエンジンで燃焼させる液体燃料ロケットで、珍しい「1.5段」または「並列段付け」設計で構成されていました。2つの外側のブースターエンジンは上昇中に支持構造物とともに投棄されますが、中央のサステナーエンジン、燃料タンク、およびその他の構造要素は、燃料が枯渇してエンジンが停止しても接続されたままでした。

アトラスという名前は、もともとコンベア社でMX-1593プロジェクトに携わっていたカレル・ボッサートと彼の設計チームによって提案された。ギリシャ神話の強力な巨人の名前を使用することで、当時このミサイルが最大かつ最強であったことを反映している。また、コンベア社の親会社であるアトラス社の名前も反映している。^[3]

このミサイルは短期間ICBMに使用されたのみで、最後の飛行隊は1965年に作戦待機状態から外された。しかし、1962年から1963年にかけて、アトラス・ブースターは、地球を周回した最初の4人のアメリカ人宇宙飛行士を打ち上げた（それ以前の2回のレッドストーン弾道打ち上げとは対照的である）。アトラス・アジェナおよびアトラス・セントール衛星打ち上げロケットも、オリジナルのアトラスから直接派生したものである。アトラス・セントールはアトラス IIへと進化し、1991年から2004年の間にさまざまなモデルが63回打ち上げられた。後継のアトラス IIIはわずか6回しか打ち上げられておらず、すべて2000年から2005年の間に行われた。アトラス Vは現在も運用されており、2020年代半ばまでの打ち上げが計画されている。

フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地からは300回以上のアトラス打ち上げが、カリフォルニア州 ヴァンデンバーグ宇宙軍基地からは285回実施された。

アトラスは、アジェナ上段とセントール上段の両方とともに、水星、金星、火星の探査に使用されたマリナー宇宙探査機（1962年 - 1973年）や、マーキュリー計画ミッション10回（1962年 - 1963年）の打ち上げに使用された使い捨ての打ち上げシステムとして使用された。^[要出典]

SM-65アトラスミサイルの最初の試験発射は1957年12月17日に成功した。^[1]約350基のアトラスミサイルが製造された。^[4]

アトラス ブースターは、推進剤がない状態でタンク内の窒素ガスで加圧されていなければ、自重で崩壊する。アトラス ブースターは「バルーン」タンクを使用する点で異例だった。ロケットは非常に薄いステンレス鋼で作られており、剛性サポートはほとんどないかまったくなかった。宇宙飛行に必要な剛性はタンク内の圧力によって得られた。重量を節約するため、塗装は施されず、錆びを防ぐために特別に設計されたオイルが必要だった。これがWD-40水置換油の本来の使用法だった。^[5]

SM-65アトラスは半世紀にわたって衛星打ち上げロケットの第一段として使用された。その多くはミサイルとしての運用を終了した後、最終的に軌道打ち上げロケットに改造された。アトラスE/F 「スペースブースター」に改造されたミサイルは、初期の「ブロックI」 GPS衛星の打ち上げに使用された。^[6]

初期のアトラスロケットは、非軍事用途にも特化して製造された。1958年12月18日、アトラスは軌道上中継装置による信号通信 ( SCORE ) 衛星の打ち上げに使用された。これは「通信衛星の最初のプロトタイプであり、直接実用化するための衛星の最初のテスト」であった。^{[7] [8] [9]}通信ペイロードは、上段なしでアトラスシリアルナンバー10Bで低地球軌道に投入された。アトラス10B/SCOREは、8,750ポンド (3,970 kg) で、当時軌道上にあった人工物の中で最も重いものであり、最初の音声中継衛星であり、鏡面仕上げの大型ステンレス鋼タンクにより肉眼で容易に見える宇宙の最初の人工物であった。これは、衛星打ち上げ機としてのアトラスの長いキャリアの最初の飛行であった。

アトラスDミサイルから派生したSLV-3は、RM-81アジェナとセントール上段ロケットとともに軌道打ち上げに使用された。改良されたアトラスLV-3Bはマーキュリー計画の軌道要素に使用され、4機の有人マーキュリー宇宙船を低地球軌道に打ち上げた。^[10]アトラスDの打ち上げはケープカナベラル空軍基地の発射施設11、12、13、14とヴァンデンバーグ空軍基地の発射施設576から行われた。^[要出典]

FIRE計画では、観測ロケットとして2段半弾道 ロケットが使用された。^[10]

1979年までに、アトラス宇宙ロケットの派生型は、アトラス・セントールといくつかの改良型ICBMのみに絞られた。1980年代にはスペースシャトルの登場によりアトラスの打ち上げ率は低下したが、アトラスの打ち上げは2004年まで続けられ、バルーンタンクと投棄可能なブースターセクションを備えた最後の「クラシック」アトラスが空軍の通信衛星を打ち上げた。^[11]

アトラス ブースターは、米国初の有人宇宙計画であるマーキュリー計画の最後の 4 回の有人ミッションにも使用されました。1962 年 2 月 20 日、アトラス ブースターはフレンドシップ 7 号を打ち上げ、地球を周回した最初の米国人宇宙飛行士であるジョン グレンを乗せて地球を 3 周しました。1962 年から 1963 年にかけて、同じアトラス ブースターがさらに 3 回の有人マーキュリー軌道ミッションの打ち上げに成功しました。

アトラスは、マーキュリー・アトラス計画の際、その「主力」としての地位を確立し、1962年にジョン・H・グレン・ジュニア中佐が地球を周回した最初のアメリカ人となった。アトラスは、1960年代半ばを通じて、ジェミニ計画で使用されたアジェナ標的ロケットの打ち上げにも使用された。

1960年以降、ハイパーゴリック燃料で動くアジェナ 上段ロケットは、アトラスロケットで広く使われた。アメリカ空軍、NRO、CIAは、 SIGINT衛星の打ち上げにアジェナ上段ロケットを使用した。 ^{[12] NASAは}、レンジャー計画で月面の初のクローズアップ画像を取得するため、また、他の惑星を通過した最初の宇宙船であるマリナー2号でアジェナ上段ロケットを使用した。ジェミニ計画の後の宇宙ランデブー練習ミッションで使用されたアジェナ標的ロケットはすべて、アトラスロケットで打ち上げられた。

アトラス・セントールは、SM-65Dアトラスミサイルから派生した使い捨ての打ち上げシステムでした。^{[要出典]打ち上げはフロリダ州}ケープカナベラル空軍基地の発射施設36の2つの発射台から行われました。アトラスのエンジンはアップグレードされ、大型の上段と長くなった推進剤タンクに合わせて構造が強化されました。

1962年5月に行われたアトラス・ケンタウルスの最初の打ち上げは失敗し、ロケットは離陸後に爆発した。この映像は、ゴッドフリー・レッジョ監督による1982年の芸術映画『コヤニスカッツィ』の最後から2番目のショットで放映された。

1963 年以降、液体水素を燃料とするセントール上段ロケットは、数十回のアトラス打ち上げにも使用されました。NASAは、サーベイヤー計画の月着陸船と火星行きのマリナー計画の宇宙船のほとんどをアトラス-セントール打ち上げロケットで 打ち上げました。

大陸間弾道ミサイルとしての退役後、アトラスEはアトラスFとともに軌道打ち上げ用に改修された。^[10]

最後のアトラスE/F宇宙船の打ち上げは1995年3月24日に行われ、元々アトラスEとして製造されたロケットが使用されました。最後のアトラスE/F打ち上げは元々アトラスFとして製造されたロケットを使用して1981年6月23日に行われました。^[13]

アトラスE/Fは1978年から1985年までGPS衛星ブロックIシリーズの打ち上げに使用された。最後に改修されたアトラスFは1995年にヴァンデンバーグ空軍基地から国防気象衛星プログラムの衛星を搭載して打ち上げられた。^[14]

アトラスIIIの第1段では、3基のエンジンと1.5段の使用を中止し、代わりにロシア製のエネルゴマッシュ RD-180エンジン1基を採用したが、バルーンタンク構造は維持された。アトラスIIIは、シングルまたはデュアルRL10エンジンを搭載したセントール上段を引き続き使用した。^[19]

現在運用中のアトラスVは、アメリカ空軍の発展型使い捨てロケット（EELV）プログラムの一環としてロッキード・マーティン社によって開発された。最初のロケットは2002年8月21日に打ち上げられた。2006年に、運用はロッキード・マーティン社とボーイング社の合弁会社であるユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）社に移管された。ロッキード・マーティン社は、2021年9月に残りの29回の打ち上げ契約を履行した後に同ロケットを退役させると発表するまで、アトラスVを商業顧客に販売し続けた。^{[20] [21]}アトラスVはアラバマ州ディケーターで製造され、ケープカナベラル宇宙軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス41とヴァンデンバーグ宇宙軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス3-Eの2つの発射場を維持している。

アトラスVの第一段はコモンコアブースター（CCB）と呼ばれ、アトラスIIIで導入されたエネルゴマッシュRD-180を引き続き使用しているが、バルーンタンクの代わりに剛性フレームを採用している。剛性胴体はより重いが、取り扱いや輸送が容易で、一定の内部圧力を必要としない。第一段の推力を増強するために、最大5基のエアロジェットロケットダイン製ストラップオン固体ロケットブースターを使用することができる。上段はセントールのままで、1基または2基のエアロジェットロケットダインRL10エンジンで駆動される。^[22]

2014年、米国議会は、アトラスVの第1段ブースターに使用されているロシア製の RD-180エンジンの購入と使用を制限する法案を可決した。^[23]正式な調査契約は、2014年6月に米国のロケットエンジンサプライヤー数社に発行された。^[24]

2014年9月、ULAはブルーオリジンと提携し、新型バルカンロケットのRD-180に代わるBE-4 LOX /メタンエンジンを開発すると発表しました。新ステージとエンジンは2024年に初飛行しました。

2014年12月、ロシア製エンジンを使用する車両へのさらなる軍事打ち上げ契約の授与を阻止する法案が米国議会で承認された。この法案により、ULAは当時すでに発注していた29基のRD-180エンジンを引き続き使用できるようになった。^[25] 2021年9月、ULAは残りの打ち上げ契約を履行した後、アトラスVを退役させ、残りのロケット用の残りのRD-180エンジンはすべて納入されたと発表した。^[21]

2015年4月のヴァルカンロケットの発表以前、ロッキード・マーティンとボーイングからULAが設立されてから最初の10年間に、将来のロケットの提案やコンセプト研究が数多くあった。その後、本格的な開発資金が投入されたものはなかった。それらのコンセプトのうちの2つが、アトラスVヘビーとアトラスフェーズ2だった。

アトラスV ヘビーは、ULA のコンセプト提案であり、3 つの共通コア ブースター(CCB) ステージを連結して使用し、25 トンのペイロードを低地球軌道に打ち上げるために必要な機能を提供する予定でした。^{[引用が必要]} ULA は、アトラス HLV に必要なハードウェアの約 95% が、すでにアトラス V シングル コア ビークルで飛行済みであると述べました。^{[引用が必要]}

ランド研究所が国防長官室のために作成した2006年の報告書では、ロッキード・マーティンがアトラスV大型輸送機（HLV）を開発しないことを決定したと述べられている。^[26]この報告書は、空軍と国家偵察局に「アトラスVヘビーの開発を含むEELV大型輸送機の派生型の必要性を判断する」ことと「RD-180の共同生産、備蓄、または米国によるRD-180代替品の開発を含むRD-180問題を解決する」ことを推奨している。^{[27] [更新が必要]}

アトラスV HLVの運搬能力はデルタIVヘビーとほぼ同等であった。デルタIVヘビーはプラット・アンド・ホイットニー・ロケットダインが国内で開発・製造したRS-68エンジンを使用している。^[28]

2006年12月以降、ボーイングとロッキード・マーティンの宇宙事業がユナイテッド・ローンチ・アライアンスに合併したことで、アトラスVプログラムはデルタIVで使用された直径5.4mの段のツールとプロセスにアクセスできるようになりました。直径5.4mの段には、おそらくデュアルRD-180エンジンを搭載できたでしょう。その結果生まれた概念的な大型打ち上げ機は、 2009年のオーガスティン報告書では「アトラス・フェーズ2」または「PH2」と呼ばれました。オーガスティン報告書では、アトラスV PH2-ヘビー（並列の5m段3つ、RD-180 6基）が、シャトル由来のアレスVとアレスVライトとともに、将来の宇宙ミッションで使用するための可能性のある大型打ち上げ機のコンセプトとして検討されました。^{[29]アトラスPH2 HLVコンセプトビークルは、理論上は約70トンのペイロード質量を28.5度の}傾斜角 の軌道に打ち上げることができました。^[29] この構想は完全な開発には至らず、結局実現されることはなかった。

• 軌道ロケットファミリーの比較
• デルタ（ロケットファミリー）
• アトラス打ち上げリスト

• ゲイナー、クリストファー、「アトラスと空軍：アメリカ初の大陸間弾道ミサイルの始まりの再評価」、テクノロジーと文化54（2013年4月）、346-70。

• 宇宙百科事典のアトラス