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慣性上段（IUS）は、当初は暫定上段と呼ばれていましたが、ボーイング社が1976年から米国空軍向けに開発した2段式の固体燃料宇宙打ち上げシステムです[ 4 ] 。これは、タイタン34DまたはタイタンIVロケットの上段として打ち上げられた後、またはスペースシャトルのペイロードベイから宇宙タグとして打ち上げられた後、ペイロードを低地球軌道から高軌道または惑星間軌道に上昇させるために使用されます。
スペースシャトルの開発中、NASAは空軍の支援を受けて、低地球軌道からGTOやGEOなどの高エネルギー軌道へ、あるいは惑星探査機の脱出速度までペイロードを輸送するためにシャトルに使用できる上段ロケットを求めていた。候補は、液体水素と液体酸素で推進されるセントール、自己着火性貯蔵推進剤エアロジン50と四酸化二窒素（N₂O₄ ）で推進されるトランスステージ、そして固体燃料を使用する暫定上段ロケットであった。米国国防総省（DoD）は、トランスステージはすべての国防ニーズに対応できるが、NASAの科学的要求には対応できないと報告した。IUSはほとんどの国防ニーズと一部の科学ミッションに対応でき、セントールは空軍とNASAの両方のすべてのニーズに対応できると報告した。セントールとIUSの両方の開発が始まり、IUSの設計には第2段が追加されました。これは、ペイロードを静止軌道に直接投入するための遠地点キックモーターとして、または脱出速度まで運ぶペイロードの質量を増やすために使用できます。[ 5 ]
ボーイング社はIUSの主契約者であり[ 6 ] 、ユナイテッド・テクノロジーズ社の化学システム部門がIUSの固体ロケットモーターを製造した[ 7 ] 。
スペースシャトルから打ち上げられたIUSは、最大2,270キログラム（5,000ポンド）を静止軌道（GEO）に直接、または最大4,940キログラム（10,890ポンド）を静止トランスファ軌道（GTO）に運ぶことができた。[ 3 ]
IUSの最初の打ち上げは、STS-6スペースシャトルミッションの直前の1982年にケープカナベラル空軍基地からタイタン34Dロケットで行われた。 [ 8 ]
チャレンジャー号の事故後、シャトル・セントールの開発は中止され、暫定上段は慣性上段となった。
両段の固体ロケットモーターには、推力偏向用の操縦可能なノズルが備わっていた。第2段には、慣性飛行中の姿勢制御とペイロードからの分離のためにヒドラジン反応制御ジェットが備えられていた。 [ 9 ]ミッションに応じて、 54 kg (120 lb)のヒドラジンタンクを1基、2基、または3基搭載することができた。[ 9 ]
タイタンロケットの打ち上げでは、タイタンブースターがIUS（統合宇宙ステーション）を打ち上げ、ペイロードを低地球軌道に運びます。そこでIUSはタイタンから分離され、第1段ロケットに点火されます。第1段ロケットはIUSを楕円形の「遷移」軌道に乗せ、より高い高度へと運びます。
スペースシャトルの打ち上げでは、オービターのペイロードベイが開かれ、IUSとそのペイロードが（IUS空中支援装置（ASE）によって）50～52°の角度まで持ち上げられ、放出された。[ 9 ]シャトルがペイロードから安全な距離まで分離した後、IUSの第1段が点火され、タイタンブースターミッションと同様に「遷移軌道」に入った。
遷移軌道の遠地点に到達すると、第1段と段間構造が切り離された。続いて第2段が噴射して軌道を円形化し、衛星を分離した後、姿勢制御ジェットを用いて逆行軌道に入り、ペイロードとの衝突の可能性を回避するために低軌道へと移行した。
ペイロードを静止軌道（24時間）に投入する上記の通信および偵察ミッションに加えて、IUSは宇宙船を惑星軌道に加速させるためにも使用されました。これらのミッションでは、第1段燃焼終了後すぐに第2段IUSが分離され、点火されました。低高度（したがって高軌道速度）で第2段に点火することで、宇宙船が地球軌道から脱出するために必要な追加の速度が得られました（オーベルト効果を参照）。IUSはセントールほどペイロードに速度を与えることはできませんでした。セントールはガリレオを木星への2年間の旅に直接打ち上げることができましたが、IUSは複数の重力アシストを伴う6年間の旅を必要としました。[ 10 ]
IUSの最後の飛行は2004年2月に行われた。[ 2 ]
ボーイングは1976年にIUSの開発契約を獲得した…。
彼らは、空軍が設計したIUSの方が潜在的に優れたロケットであると主張した。2段式ロケットの第1段は、せいぜい中型のペイロードを打ち上げることができた。この制限は、より深い宇宙への目的地を持つより大きなペイロードのために第2段を追加することによって克服される。具体的には、空軍はNASAに、ガリレオと呼ばれる木星探査機などの惑星探査ミッションに使用できる追加の段を開発するよう依頼した。
は長さ 17 フィート、直径 9.25 フィートです。後部スカート、約 21,400 ポンドの推進剤を含み、約 42,000 ポンドの推力を発生する後部ステージ固体ロケット モーター (SRM)、中間ステージ、約 18,000 ポンドの推力を発生する 6,000 ポンドの推進剤を含む前部ステージ SRM、および機器サポート セクションで構成されています。 - 機器サポート セクションには、誘導、航法、制御、テレメトリ、コマンドおよびデータ管理、反応制御、および電力を提供するアビオニクスが含まれています。アビオニクスシステムのミッションクリティカルなコンポーネントはすべて、推力ベクトルアクチュエータ、リアクションコントロールスラスタ、モーター点火装置、火工品ステージ分離装置とともに冗長化されており、98%以上の信頼性が保証されています。 - IUS 2 段式機は、大小の SRM を両方使用します。これらのモーターは、推力ベクトル制御のために可動ノズルを採用しています。ノズルは、大型モーターで最大 4 度、小型モーターで最大 7 度の操舵を提供します。大型モーターは、宇宙用に開発された SRM の中で最長の推力持続時間を持ち、最大 150 秒間推力を出すことができます。ミッションの要件と制約 (重量など) は、搭載する推進剤の量を調整することで満たすことができます。