Loading article…
メアリー・シャーマン・モーガン（1921年11月4日 - 2004年8月4日）は、アメリカのロケット燃料科学者で、1957年に液体燃料ハイダインを発明したことで知られています。ハイダインは、アメリカ初の人工衛星エクスプローラー1号を打ち上げたジュピターCロケットの燃料となりました。[ 1 ]
6人兄弟の末っ子から2番目に生まれたメアリー・シャーマンは、ノースダコタ州レイの農場でマイケルとドロシー・シャーマン夫妻の間に生まれた。彼女は貧しい農家で育ち、いじめっ子の兄弟と、農作業を手伝わせるために学校に行かせなかった無関心な両親に囲まれていた。社会福祉局が介入し、メアリーの父親が彼女を学校に通わせなければ逮捕すると脅した。その後、ソーシャルワーカーは彼女に乗馬のレッスンと馬を与え、1部屋しかない学校に通わせた。[ 2 ]彼女は9歳になるまで学校教育を受けたことがなかった。[ 3 ] 1939年、彼女は高校を首席で卒業した。この栄誉により、彼女は大学の奨学金を得た。その後、オハイオ州トレドのデセールズ大学に化学専攻として入学した。[ 2 ]
シャーマンが大学に通っていた頃、第二次世界大戦が勃発した。男性が戦場へ赴いた結果、米国では化学者やその他の科学者が不足する事態となった。地元の人材紹介業者がシャーマンが化学の知識を持っていることを聞きつけ、オハイオ州サンダスキーの工場での仕事を紹介した。彼は工場がどんな製品を製造しているのか、シャーマンの仕事内容は教えてくれなかったが、極秘のセキュリティクリアランスを取得する必要があるとだけ告げた。金銭的に余裕がなかったシャーマンは、学位取得を延期しなければならないにもかかわらず、その仕事を引き受けることにした。その仕事は、トリニトロトルエン（TNT）、ジニトロトルエン（DNT）、ペントライトなどの爆薬を製造するプラムブルック兵器工場での勤務だった。この工場は第二次世界大戦中に10億ポンド以上の兵器を生産した。[ 1 ] [ 4 ]
シャーマンは1943年に未婚で妊娠したが、当時そのような行為は極めて恥ずべきこととされ、女性はしばしば裏路地で中絶手術を受けたり、友人や家族から隠されたりしていた時代だったので、これは困難なジレンマだった。当時、彼女はオハイオ州ヒューロンに住む従姉妹のメアリー・ヒバードと同居していた。1944年、彼女は娘のメアリー・G・シャーマンを出産したが、後にヒバードとその夫アーヴィングに養子に出した。その子はルース・エスターと改名された。[ 1 ] [ 5 ] [ 6 ]
戦時中は軍用の爆薬を設計していた彼女は、ノースアメリカン・アビエーションに就職を申し込み、カリフォルニア州カノガパークにあるロケットダイン部門に採用された。採用後まもなく、彼女は理論性能スペシャリストに昇進し、新しいロケット推進剤の予想性能を数学的に計算する仕事に就いた。[ 7 ] [ 8 ] 900人のエンジニアの中で、彼女は唯一の女性であり、大学の学位を持たない数少ない一人だった。[ 9 ] [ 7 ]これらは、彼女が同社に在籍していた頃に直面した2つの主な偏見の原因だった。[ 10 ]
ノースアメリカン・アビエーションで働いていた時、彼女は将来の夫となるジョージ・リチャード「レッド」モーガンと出会った。彼はカリフォルニア工科大学を卒業した機械技師だった。[ 11 ]二人の間にはジョージ、スティーブン、モニカ、カレンの4人の子供が生まれた。[ 1 ] [ 9 ]
ジュピターミサイルの開発プログラム中、ヴェルナー・フォン・ブラウンのチームは、ジュピターCと呼ばれる改良型レッドストーンミサイルを使用してロケットを軌道速度まで加速した。第1段の性能を向上させるため、彼らはノースアメリカン・アビエーションのロケットダイン部門に、より強力な燃料を開発する契約を与えた。[ 12 ]燃料は、陸軍のレッドストーンミサイルと同じエンジン設計を維持しながら、ロケットにさらなるパワーを与える必要があり、非常に困難な作業だった。彼女の同僚たちは、それは失敗するように仕組まれていると考えていた。[ 11 ]
モーガンはその専門知識と経験から、ノースアメリカン・アビエーションのロケットダイン部門で大学生インターン生のグループを率いるよう任命され[ 13 ]、その研究の結果、新しい推進剤であるハイダインが誕生した。標準的なレッドストーンは75%エチルアルコール溶液で燃料供給されていたが、ジュピターCの第1段は、60%の非対称ジメチルヒドラジン（UDMH）と40%のジエチレントリアミン（DETA）の混合物であるハイダイン燃料を使用していた[ 14 ]： 2-2 。これはエチルアルコールよりも強力な燃料であった[ 14 ]。ハイダインを動力源とするレッドストーンの最初の研究開発飛行は1956年11月29日に行われ[ 15 ]： 60、その後、ハイダインはジュピターCのノーズコーン試験飛行3回に使用された[ 15 ]： 166
1957年、ソビエト連邦と米国は、国際地球観測年として知られる世界的な科学の祭典の一環として、地球軌道に衛星を打ち上げるという目標を設定した。[ 16 ]この取り組みにおいて、米国の取り組みはヴァンガード計画と呼ばれた。[ 16 ]ソビエト連邦は1957年10月4日にスプートニク1号衛星の打ち上げに成功したが、その直後にヴァンガードロケットの非常に公然とした大惨事の爆発が起こった。この時点まで、米国は技術的にリードしているという前提で活動していたため、ソビエト連邦に先を越されたことは恥辱の源となった。スプートニクは21日間軌道を周回し、その成功を誇示し、1か月も経たないうちにスプートニク2号も打ち上げられた。[ 10 ]政治的圧力により、米国の政治家は、元ドイツ人ロケット科学者のフォン・ブラウンがジュピターCロケットを軌道飛行用に準備することを許可せざるを得なかった。 [ 17 ]名称変更されたロケット（現在はジュノー Iと呼ばれている）は、1958 年 1 月 31 日にエクスプローラー I を軌道に乗せた。[ 9 ]ジュピター Cと 6 回のジュノー Iの打ち上げの後、[ 15 ] : 166米国はより強力な新しい燃料に切り替えた。[ 14 ]エクスプローラー 1 の功績のほとんどはフォン ブラウンによるものだが、ロケットダイン社の燃料革新がなければ軌道には到達できなかっただろう。[ 10 ] [ 18 ]
レッドストーンロケットに使用された燃料の組み合わせがハイダイン-LOX（液体酸素）であったため、モーガンはロケットの推進剤の組み合わせがベーグルとロックスと呼ばれることから、新しい燃料配合を「ベーグル」と名付けることを気まぐれに提案した。[ 7 ] [ 9 ]しかし、この名前は米陸軍に却下された。
モーガンは、29年前の四旬節にヘビースモーカーの習慣をやめたにもかかわらず、2004年8月4日に82歳で慢性閉塞性肺疾患（COPD）による肺気腫で亡くなった。2013年7月、BBCのオンラインニュースマガジンは、モーガンの息子ジョージがナレーションを務める短い追悼ビデオを公開した。[ 19 ]
モーガンは、息子のジョージが書いた半自伝的な舞台劇の題材となった。劇「ロケット・ガール」は、カリフォルニア工科大学の演劇芸術部（TACIT）が制作し、ブライアン・ブロフィーが演出、2008年11月17日にカリフォルニア州パサデナのカリフォルニア工科大学（Caltech）で上演された。息子は、母親が国防や国家安全保障に関連する業界で働いていたため、話せることが限られていたことから、母親の死後、母親の人生や仕事について驚くほど何も知らなかったと認めた。有名人の注目や地位を極度に避けていたため、現役時代も引退後もインタビューを受けることはなかった。彼女は自分の存在を消し去っていたため、2004年に彼女が亡くなった後、息子のジョージ・モーガンがロサンゼルス・タイムズに死亡記事を書こうとしたとき、彼女の存在を証明するのに十分な情報がなかった。新聞はそれを掲載できなかった。[ 18 ]ジョージは、母親についてもっと知り、できる限りの情報を集めるためにブログを作成した。[ 11 ]彼はアリゾナ砂漠で友人たちと自作のロケットを製作し打ち上げていたが、当時を振り返って「母がロケット工学にどれほど精通しているか知っていたら、母に助けを求めれば、大変な苦労をせずに済んだのに」と語っていた。[ 7 ] [ 9 ]この劇は後に同名の書籍化された。[ 1 ] 2013年に『ロケットガール』というタイトルで出版され、「アメリカ初の女性ロケット科学者、メアリー・シャーマン・モーガンの物語」という副題が付けられている。宇宙開発競争と冷戦の関係の秘密主義のため、情報収集は特に困難だった。[ 11 ]
1950年代半ば、アメリカ陸軍弾道ミサイル局はレッドストーンミサイルの性能を劇的に向上させる必要に迫られた。既存の推進剤混合物であるエチルアルコールと水では、衛星を軌道に乗せるのに十分な推力が得られなかった。ソ連がスプートニクの打ち上げに成功したことで政治的圧力が強まり、アメリカによる軌道打ち上げの実現が急務となった。技術者たちは時間的な制約を受けており、レッドストーンエンジンの設計変更は不可能だったため、燃料の改良が唯一の希望だった（Ouellette、2018）。
モーガンは新しい推進剤の開発を主導するよう任命された。彼女は、非対称ジメチルヒドラジン（UDMH）60％とジエチレントリアミン（DETA）40％の高エネルギー混合物であるハイダインを開発した。この配合により比推力が大幅に向上し、レッドストーンの以前の燃料混合物と比較して約10～12％の性能向上となった（Ouellette、2018）。ハイダインにより、レッドストーンをベースとしたジュピターCや後のジュノーIロケットは、より重い上段とペイロードを打ち上げることが可能になった。最も有名な使用例は、1958年1月31日にハイダインを動力源とするジュノーIロケットが、アメリカ初の成功した人工衛星エクスプローラー1号を打ち上げた時である（Dutfield、2021; Demming、2021）。
中心的な技術的課題は、既存の米国製ハードウェアの性能限界だった。米国は、新しいエンジン、新しい燃料タンク、新しいロケット設計なしに軌道に到達する方法を必要としていた。モーガンの革新は、より高エネルギーでありながらレッドストーンの既存のインフラと互換性のある燃料を開発することで、この制約に直接的に対処した。ハイダイン社は、推力、エネルギー密度、燃焼効率を向上させつつ、運用に十分な安定性を維持した。彼女の研究により、準軌道ミッション用に設計されたミサイルが、軌道打ち上げロケットのように機能することが効果的に可能になった。
という愛称で呼ばれたこの燃料は、従来のレッドストーン エンジンに比べて推力とミサイルの射程を 12% 向上させた。ロケットダイン社の推進研究熱力学部門の責任者であり、ハイダインの開発を主導したジェイコブ・シルバーマン博士は、1956 年初頭にこの新化合物の研究に着手した。シルバーマンと同社の化学技術者が直面した問題は、性能を向上させ、レッドストーン エンジンで通常燃焼されるアルコールに代わる燃料を開発することであった。