国家安全保障宇宙打ち上げ

国家安全保障宇宙打ち上げ（NSSL ）は、米国宇宙軍（USSF）のプログラムであり、米国防総省およびその他の米国政府のペイロードの宇宙へのアクセスを保証することを目的としています。このプログラムは、宇宙軍の宇宙システムコマンド（SSC ）の宇宙アクセス保証局（SSC / AA）によって管理されており、^[1]国家偵察局と提携しています。^[2]

1994年に進化型使い捨てロケット 打ち上げシステムプログラムとして開始された当初のプログラムの目標は、政府の宇宙打ち上げをより手頃で信頼性の高いものにすることであり、ボーイングデルタIVとロッキードマーティンアトラスV EELVファミリーの開発につながった。これらは米国の軍事衛星の主な打ち上げロケットであり続け、後にスペースXが開発したファルコン9が加わった。^{[3] [4]}

2019年3月1日、商業打ち上げ市場の拡大と再利用可能な打ち上げロケットの可能性を含む打ち上げ契約の性質の変化をよりよく反映するために、プログラム名はEELVから国家安全保障宇宙打ち上げ（NSSL）に変更されました。^{[5] [6]}

NSSLプログラムは、国家の最も価値の高い軍事衛星を打ち上げる。一方、宇宙試験プログラムのような価値の低いペイロードを打ち上げる契約は、異なる方法論で締結される。^[7]

USAF は、改良されたシステムとアーキテクチャに関する政府の資金提供による長年の研究を経て、1994 年に EELV プログラムを開始しました。その目的は、デルタ II、アトラス II、タイタン IVなどの従来のロケットを置き換えることでした。EELV は、標準化されたフェアリング、液体コア ロケット、上段、固体ロケット ブースターをベースとすることでコストを削減することになっていました。コストを節約し、効率を向上させる方法として、標準ペイロード インターフェイス バスも提案されました。

打ち上げコストの削減と国家の宇宙へのアクセスの確保は、米空軍の宇宙打ち上げ/EELVプログラムの2つの主な目標でした。^[8]宇宙へのアクセスの確保が米国にとって優先事項である理由のいくつかは、大統領指令第40号に次のように述べられています。

米国の宇宙輸送能力による宇宙へのアクセスは、以下の点において不可欠です。

1. 米国政府の重要な資産と能力を宇宙に配置する。
2. 運用上のニーズが増大した場合には、適時に宇宙ベースの能力を増強し、あるいは軌道上の衛星の故障、打ち上げの失敗、あるいは米国の宇宙資産に対する意図的な行為による混乱を最小限に抑える。
3. 政府および民間の有人宇宙飛行を支援する。

したがって、米国は宇宙へのアクセスを確保するために、強力で、即応性があり、回復力のある米国の宇宙輸送能力を維持する必要があります。^[9]

軍事宇宙打ち上げ用のEELVブースターの調達は、より商業的な慣行に一致するように進化することになりました。^{[10]最初の入札は、}ロッキード・マーティン、ボーイング、マクドネル・ダグラス、アライアント・テックシステムズの4つの主要な防衛請負業者から行われました。それぞれの入札にはさまざまなコンセプトが含まれていました。ボーイングは当初、 RS-25スペースシャトルのメインエンジンの使用を提案しました。^[11]

1998年10月、最初の打ち上げサービス契約2件（Buy 1として知られる）が締結された。2件の開発契約の締結と合わせて、総額は30億ドルを超えた。^[12]ボーイングは28回の打ち上げのうち19回の契約を受注し、ロッキード・マーティンは残りの9回の契約を受注した。ボーイングは打ち上げで13億8,000万ドル、ロッキード・マーティンは6億5,000万ドルを受け取った。^[13]ボーイングとロッキード・マーティンは、入札の最終段階でそれぞれ5億ドルを獲得した。ボーイングは、共通ブースターコアとデルタ極低温第2段をベースにデルタIVを開発し、ロッキード・マーティンは、共通コアブースターとセントー上段をベースにアトラスVを開発した。 ^[12]

2003年、ボーイングがロッキード・マーティンの機密文書を所持していたことが判明した。^[14]米空軍はデルタIVからアトラスVに7回の打ち上げを移行した。^[15]限られた市場での訴訟と競争を終わらせるため、両社はユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）合弁会社を設立することに合意した。^[16]各社はULAの株式を50%保有している。^[17]

2012年以前、米空軍は再使用型ブースターシステムとその他の後続技術という別のプログラムを進めており、2012年初頭までにそのさまざまな側面について契約を締結していたが^[18] 、 2012年10月にプログラムは中止された。^[19]

2012年12月、国防総省はEELVクラスのロケット市場を再び競争に開放し、同時に米空軍がULAから「最大」36基のブースターを一括購入することを承認した。同時に、さらに14基のブースターが2015年から競争的に調達され、最初の打ち上げは2017年に実施される予定であった^。[20]

当時、米空軍はスペースXと、ファルコン9 v1.1とファルコンヘビーの認証プロセスをサポートする実証飛行を行うため、2014年と2015年の2回の打ち上げ契約を結んだ。^[21]打ち上げ契約が結ばれた後の2014年4月、スペースXはアメリカ空軍を訴え、^{[22] [23]} 、ロシア政府所有のNPOであるエネルゴマッシュが製造し、アトラスVに使用されているRD-180エンジンがロシア政府に対する制裁に違反していると主張した。 ^[24]米空軍とスペースXは、2015年1月に、より多くの打ち上げを競争入札に開放することで和解した。^{[25] [26]}米空軍は2015年5月にファルコン9を認証し、^{[27] 2016年にスペースXはEELVプログラムの下で}GPSブロックIII衛星ペイロードをMEOに打ち上げる契約を獲得した。^[28]

米空軍は2018年に次世代NSSL車両の競争的選定プロセスを開始した。発表された性能要件には以下が含まれる: ^{[29] [30]}

カテゴリー A のペイロードは直径 4 m のペイロード エンベロープ内に収まり、カテゴリー B のペイロードは直径 5 m のペイロード エンベロープ内に収まり、カテゴリー C のペイロードには拡張された直径 5 m のエンベロープが必要です。

米空軍とアメリカ宇宙軍（USSF）は、次世代のNSSL打ち上げロケットを少なくとも2030年まで使用する計画である。^[31]

EELV_Secondary_Payload_Adapter (ラジアルポート付き ESPA リング) を参照してください。

2019年以降、国防総省によってNSSL打ち上げを実施するために認定された機体は4機ある：アトラスV、デルタIVヘビー、ファルコン9、ファルコンヘビー。 ^[5]デルタIVミディアムは2019年8月に退役し、デルタIVヘビーは2024年4月に退役した。2018年から2020年にかけての2年間の募集および競争プロセスを経て、2020年8月、USSFはSpaceX（F9およびFH）とULAの未認定のバルカン・ケンタウルスを、 2022年から2027年の米軍打ち上げ要件を満たすために選択した。ニュー・グレンがNSSLフェーズ3レーン1入札で初めて検討された。

デルタIV中型ロケットは、単一の共通ブースターコアに2基または4基のSRBを搭載して飛行した。^[32] DCSSには直径4mと5mのバージョンがあり、ペイロードフェアリングの直径も一致していた。デルタIV CBCとDCSSは、発射台に輸送される前に水平に統合された。デルタIV中型ロケットは、2019年8月22日のGPS-III衛星の打ち上げ後に退役した。このミッションでは、デルタIV M+(4,2)の2基のSRBと直径4mのDCSSとペイロードフェアリングが使用され、4mフェアリングは最終的に使用されました。 ^{[33] [34]}

デルタIVヘビーロケットは、それぞれプラット・アンド・ホイットニー・ロケットダインRS-68Aエンジンを搭載した3つの共通ブースターコア（CBC）、 RL10を搭載したデルタ極低温第2段5m（DCSS）、および5mのペイロードフェアリングを使用していました。デルタIVのCBCとDCSSは、発射台に輸送される前に水平に統合されました。^[32] 2020年、ULAはデルタIVをさらに5回の打ち上げ後に退役させると発表しました。^[35]最後の飛行は2024年4月に行われました。

アトラスVロケットは、2つの燃焼室を持つNPOエネルゴマッシュRD-180エンジン1基で駆動するコモンコアブースターと、プラット・アンド・ホイットニー・ロケットダインRL10A-4-2エンジン1基または2基で駆動するセントール上段ステージをベースにしている。機体の性能向上のため、エアロジェット・ロケットダイン・グラファイトエポキシモーター固体ロケットブースターを最大5基追加することができ、ペイロードフェアリングの直径は2種類から選択できる。^[36]

アトラスVの構成識別には3桁の命名規則が使用されている。最初の桁はペイロードフェアリングの直径を表し、4.2メートル（4で表示）または5.4メートル（5で表示）のいずれかである。2番目の桁は使用される固体ロケットブースターの数（0〜5）、3番目の桁はセントール上段のRL-10エンジンの数（1または2）である。たとえば、アトラスV 551には5.4メートルのペイロードフェアリング、5つのSRB、および1つのRL-10がある。^[36]

2021年8月、ULAはアトラスVが退役し、残りの29回の打ち上げがすべて売却されたと発表した。^[37] NSSLの最後の打ち上げは2024年7月30日に行われた。^[38] 2024年7月現在^{[アップデート]}、15回の打ち上げが残っており、すべて国防総省以外の打ち上げである。

ブロック5版のファルコン9の主な特徴は、 LOXとRP-1で駆動する2段式ロケットで、第1段には9基のマーリン1Dエンジン、第2段には1基のマーリン1D真空エンジンが搭載されている。 ^[39]このロケットは再利用可能な第1段とフェアリングを特徴としており、これによりミッションあたりのコストが削減される。^[40]

GPS-IIIA USA-289はNSSL型B5ファルコン9の最初の打ち上げであった。打ち上げは2018年12月23日に行われた。^[41]

ファルコン・ヘビーは、スペースXが開発・製造した超大型ロケットである。 2019年6月25日にSTP-2の打ち上げが完了した後、NSSLプログラムに認定されたと、空軍宇宙ミサイルシステムセンターの司令官トンプソン中将が確認した。^[42]彼は、「昨年、競争に参加できるように認定した」と明言し、「認定の要件の1つは、3つのミッションを飛行することだ」と述べた。この要件は、2018年2月のファルコン・ヘビーのテスト飛行、2019年4月のアラブサット6A、および2019年6月のSTP-2の打ち上げによって満たされた。ファルコン・ヘビーは、2つのフェーズ1A基準軌道の認定を受けており、2019年時点で「最もストレスのかかる国家安全保障宇宙軌道のすべてに認定されているわけではない」とトンプソンは述べた。^[43]米空軍は、スペースXと協力してファルコン・ヘビーの設計を成熟させている。^{[更新が必要]}

2023年12月現在、同機はUSSF-44、^[44] USSF-67、^[45] USSF-52の3回の機密扱いの国家安全保障飛行を行っている。^[46]

2018年、国家安全保障宇宙船の打ち上げをめぐる競争入札が、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA）、ノースロップ・グラマン・イノベーション・システムズ（NGIS）、ブルーオリジン、スペースXの間で実施されました。

宇宙船をいくつかの基準軌道に打ち上げるために2つのプロバイダーが選ばれることになっていた。2018年10月、米空軍は、打ち上げロケットの製造を競う次の競争の前に、ULA、NGIS、Blue Originにロケットの設計を進めるための開発資金を授与した。^[47]ファルコン9とファルコンヘビーは両方とも開発が完了し、すでに飛行していたため、SpaceXは設計開発のための資金を一切受け取らなかった。

ニューグレン

ブルーオリジンは、将来の契約における潜在的な競争相手として、ニューグレンのさらなる開発のためにフェーズ1資金として5億ドルを獲得した。 ^[47] 2019年の時点で、ブルーオリジンはニューグレンの最初の打ち上げを2021年に予定していた。実際には、ULAバルカンとスペースXが空軍によって選ばれた2020年8月以降、米国政府からフェーズ2資金は提供されなかった。^[48]ブルーオリジンは、空軍のNSSL競争以前にすでに開発に民間資金を提供していたこともあり、ニューグレンの製造とテストを継続する可能性が高いと考えられている。^[49]

オメガ

ノースロップ・グラマンは、 2018年にオメガ開発の第1フェーズ資金として7億9,200万ドルを獲得した。 ^[47] オメガは、2つの主要な固体ステージ、極低温上段、および追加の固体ロケットストラップオンブースターの可能性を備えたロケット設計であった。2019年現在、NGISは初飛行は2021年に予定されていると述べている。^[50]実際には、ULAバルカンとスペースXが空軍によって選択された2020年8月以降、米国政府からの第2フェーズ資金は提供されなかった。^[48] 2020年、ノースロップ・グラマンはオメガのキャンセルを発表した。^[51]

バルカンケンタウロス

ULAは、将来の契約における潜在的な競合相手として、バルカン・セントーのさらなる開発のために、フェーズ1資金として9億6,700万ドルを獲得した。 ^[47] 2019年8月12日、ULAはバルカン・セントーを米空軍の打ち上げサービス競争のフェーズ2に提出した。2024年7月現在、バルカン・セントーは1回の認証飛行打ち上げを完了しており、もう1回は国家安全保障打ち上げ用に完全に認証されるのが残っている。^[52]

2019年8月12日、4社のうち少なくとも3社が打ち上げサービス競争の最終入札を提出した。SpaceXは既存のFalcon 9とFalcon Heavyに入札し、Blue OriginはNew Glennに、ULAはVulcan Centaurに入札する予定で、NGISの入札状況は報告されなかった。Blue Originはまた、要件が曖昧であると主張して、提案依頼書に対する受賞前抗議を提出した。^{[53] [更新が必要]}

米空軍省は2020年8月7日、約35億ドルの国家安全保障宇宙打ち上げフェーズ2打ち上げサービス調達の結果を発表した。SpaceXとULAは、2022年から2026年の期間に米軍に打ち上げを供給するために競争を通じて選ばれた2つのベンダーであった。^{[49] [48]} 米宇宙軍（USSF）は、この5会計年度の間に30～34回の打ち上げを計画している。ULAは5年間で60％の打ち上げを担当し、SpaceXは40％の打ち上げを担当すると予想されている。^{[48] [49]}

フェーズ2の契約形態はNSSLの打ち上げでは新しいもので、「固定価格、無期限納品」タイプの打ち上げ契約となる。^[54] 2020年8月の契約締結は、「国家安全保障打ち上げプログラムを商業的イノベーションと打ち上げロケットへの民間投資を活用するための移行」の主要な部分である。^[48]

2023年、USSFはNSSLの「フェーズ3」のRFP草案を発表した。これは2025年から2029年の5会計年度をカバーする。以前のNSSL契約とは異なり、フェーズ3は2つの「レーン」に分かれている。レーン1は要求の少ないミッションをカバーし、新しい打ち上げプロバイダーを奨励するように構成されている。レーン2はフェーズ2に似ており、各プロバイダーがすべてのNSSL要件に対応できることが求められる。ただし、レーン2ではフェーズ2の2つのプロバイダーではなく、最大3つのプロバイダーが許可される。^[55]提案の締め切りは2023年12月15日で、受賞は2024年半ばから後半に予定されている。^[56]

フェーズ3レーン1の受賞者は、SpaceX、Blue Origin、ULAでした。ロケットはそれぞれ、Falcon 9、New Glenn、Vulcan Centaurでした。^[57]