先進極低温進化ステージ(ACES)は、ユナイテッド・ローンチ・アライアンス(ULA)が提案した液体酸素/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、ACESは、米国企業ユナイテッド・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に最終的に使用されることを提案した。[ 1 ] ACESのコンセプトは、現在の上段ロケットの軌道上での寿命を延ばすことを目的としていた。[ 1 ]
2015年、ULAは2024年以降、バルカンロケットをACES第2段(セントールヘビーとも呼ばれる)に移行する構想計画を発表した。バルカンは当初、セントールV上段で打ち上げられる予定である。[ 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、それぞれ別々ではあるが類似したACESの構想を持っていた。
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要資金源である米国政府からの開発資金を全額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で計画されていた変更点の一部、例えばタンクの直径を大きくすることなどは、最終的にセントールV上段ロケットに採用された。 [ 3 ]
2005年にボーイングとロッキード・マーティンの両社によって、2つの先進極低温進化ステージ(ACES)コンセプトが最初に開発されました。[ 4 ] [ 5 ]
2010年までに、ULAは両方の提案の知的財産権を継承し、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へと進化しました。現在、先進共通進化ステージと呼ばれるACESは、既存のULAセントールとデルタ極低温第二段(DCSS)上段を補完し、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、より柔軟な上段として提案されました。[ 1 ]この上段は、極低温貯蔵の改善とコースト時間の延長のために、断熱性を向上させることを意図していました。[ 6 ]
2015年4月、新しいULAバルカン設計がACESを使用する予定の唯一の第1段ロケットとなるため、ステージ名は元のAdvanced Cryogenic Evolved Stageという名称に戻され、2023年以降に運用が開始されることになった。[ 7 ]
2020年9月、ULAはACESの開発を積極的に行わなくなったと発表した。[ 3 ]
2015年4月現在 ACESはULAによって2023年より早くバルカンロケットでデビューすると予想されていたが[ 7 ]、2015年7月には、2024年から2025年まで飛行しない可能性が高いことが明確にされた[ 8 ] 。 2018年には、ULAはACESのデビューが2023年であることを再び示す複数のプレゼンテーションを行った[ 9 ]。しかし、2019年には、ULAはACESの開発計画は継続しているものの、具体的な時期はもはや決まっていないと述べた[ 9 ] 。
ACESは、ULA独自の統合車両流体(IVF)技術を使用して、宇宙での寿命を大幅に延ばすように計画されていた。[ 10 ]
ACESには、直径5.4m (18フィート)の共通隔壁推進剤タンクを搭載し、 68,000kg (150,000ポンド)の推進剤を搭載できるように計画されていた。[ 11 ]
2017年後半、ULAはACES上段の直径5.4m (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た。新しい計画では、バルカンの上段はセントールVであり、2基のLH2/LOX RL10エンジンを搭載し、ACES用に計画されていたIVFやその他のACES延長技術は搭載されない[ 1 ]。ACESはセントールVと同じタンク直径を持つが、タンクの長さが延長され、RL10がさらに2基とIVFが追加される可能性があると予想された[ 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、競争入札プロセスを経て、エアロジェット・ロケットダインRL10エンジンがセントールVに選定されたと発表した。 [ 13 ]
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蒸発ガス(通常は宇宙空間に放出される際に無駄になる)を利用してステージを動作させます。設計には、電力の生成、ステージの姿勢の維持[ 10 ] [ 14 ]、および推進剤タンクの自己加圧が含まれていました。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 、および機内のほぼすべてのバッテリーの必要性を排除するように設計されました。
IVFはULAによって、液体水素と液体酸素のみを移送すればよいという点で、貯蔵施設運用に最適となるように設計された。もし建設されれば、現在の数十時間から数日にまでミッション寿命を延長できる可能性がある。[ 1 ] [ 15 ]: 2-4 [ 16 ]: 4
2015年4月現在 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、ラウシュ・レーシングによって製造される予定だった。[ 7 ]
2016年8月、ULAの社長兼CEOであるトリー・ブルーノは、バルカンとACESはどちらも有人対応を目的に設計されたと述べた。[ 17 ]
ACESの潜在的な用途の1つとして、ULAは2010年に、より長い航続時間とより大きな燃料容量を、宇宙空間での燃料補給機能を備えた推進剤貯蔵庫として使用し、近宇宙空間での清掃と軌道離脱のために放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1回打ち上げ/1回打ち上げライセンス制度の実施により、低地球軌道を超える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展望を提供する。[ 18 ]
の設計概念化は、ULA で長年進行中です。セントールとデルタ極低温第2段 (DCSS) 上段の設計機能を活用し、将来的にこれらの段を補完し、場合によっては置き換えることを意図しています。基本 ACES には、セントールまたは 4m DCSS の2倍の推進剤負荷が含まれ、既存の上段と比較して大幅な性能向上を実現します。基本 41 mT の推進剤負荷は、ULA の既存の上段とほぼ同じ長さの直径 5m の共通隔壁段に含まれています。
ペラー氏はACESをULAがもはや積極的に追求していないコンセプトだと説明した。「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、ACESの初期の研究の多くは、Vulcanとともに運用している新しいバージョンのCentaur 5にその痕跡が残っているからです。5年、8年前のこ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筋を示してくれました。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」
上段の能力向上は将来のどこかで実現するだろう。
これらの旧式または放棄された宇宙船を処分するためのすべての[アプローチ]は、従来よりも大幅に多くのデルタVを消費することを伴います。新しい宇宙船を配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、放棄された宇宙船の撤去のタスクを予測し、展開された宇宙船ごとに1つの宇宙船を撤去するという新しいパラダイムを可能にします
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