ノヴァ（ロケット）

ノヴァは、アポロ計画で使用されたサターン Vロケットの前後に提案されたNASAのロケット設計シリーズです。ノヴァは、1958 年に提案された NASA 初の大型ロケットで、その後サターン V が使用されたのと同様のミッションに使用されました。ノヴァとサターン V の設計は、基本的な概念、出力、サイズ、機能が互いによく似ていました。違いはわずかでしたが実用的であり、既存の設備をより多く再利用し、発射台にやや早く到着できることが主な理由で、最終的にアポロ計画にはサターンが選ばれました。

1960年代後半のアポロ計画後の一連の研究で、火星への有人ミッションの検討でアポロ計画よりはるかに大きなブースターが必要であることが明らかになり、ロケットダイン F-1エンジンを8基も搭載した新しい設計シリーズがノヴァの名で開発された（サターン MLVと共に）。ノヴァ C8 のイメージはノヴァシリーズ全体の代表としてよく使われており、ノヴァへの言及の多くはアポロ計画後のこれらのバージョンに特化している。2つの設計シリーズは本質的に別々であったが、名前は共通していた。したがって、「ノヴァ」は特定のロケット設計を指すのではなく、ほとんどの場合サターン V よりも大きなロケットを指す。ノヴァは、1960年代初頭にNASAが1,000万～2,000万ポンドの推力範囲のスーパーブースターに使用した名前である。^[1]

最初のノヴァシリーズは1958年にNASAで社内設計されました。このプロジェクトではいくつかの設計が検討され、最小のものでは下段に4つのF-1 、上段にJ-2が配置されていました。この設計では24トンのロケットを月面投入軌道に乗せました。これらの設計は1959年1月27日にドワイト・D・アイゼンハワー大統領に提出されました^。[2]

当時検討されていた月ロケットはノヴァ設計だけではなかった。米空軍はルネックス計画を策定中だったが、この計画には、下段に固体燃料ロケットのクラスターを使用し、上段に液体水素を動力とする J-2 またはM-1 を搭載した大規模なブースター設計が含まれていた。一方、米陸軍のレッドストーン兵器廠では、ヴェルナー・フォン・ブラウンが「ジュノー V 」設計を開発していた。これは、下段にジュピターおよびレッドストーン関連のエンジンとタンクのクラスターを使用し、第 2 段に タイタン I ミサイルを使用するものであった。

1959 年、陸軍は、すぐには必要のない大型ブースターの開発にはもう興味がないと判断し、フォン ブラウンのチームを NASA に引き渡しました。これにより、NASA には 2 つの大型ブースター設計が残りました。NASA 独自のノヴァと、フォン ブラウンが最近改名したサターン (「木星の次のもの」) です。その後 2 年間、NASA と空軍の競合する研究は続きましたが、ジョン F. ケネディ大統領が 10 年以内に月に到達するよう呼びかけた直後、NASA にミッションが与えられ、ルネックスの作業は終了しました。

当初、NASA は Nova を「直接上昇」ミッション プロファイル用に設計していました。これは、1 機の大型宇宙船を地球周回軌道に配置し、月周回軌道に移動した後、複数の宇宙船とのランデブーやドッキングを必要とせずに直接月に着陸し、離陸するというものですが、これはまだ試されておらず、困難であると考えられていました。これにより、宇宙船の離陸質量が大幅に増加しました。

フォン ブラウンは、地球周回軌道上で宇宙船を組み立てるプロファイルを好み、これにより 1 回の打ち上げに必要な打ち上げ質量が削減されました。しかし、ミッションに必要な宇宙船の研究が始まると、システムは当初の予想よりもはるかに重くなることが明らかになりました。既存のノヴァの設計は小さすぎ、元のサターンの設計ではすべての部品と燃料を軌道に乗せるのに最大 15 回の打ち上げが必要でした。その後、両方の計画の再設計が行われました。

ノヴァは依然として、最大の揚力を必要とする直接上昇方式を目標としていた。結果として得られた「通常」の設計の中で最も強力な 8L には、下段に 8 基の F-1 が搭載され、68 トンの貨物を月周回軌道に乗せた。シリーズの他の設計では、F-1 を大型固体に置き換え、上段に原子力ロケットエンジンを採用する設計も検討された。さまざまなモデルの月面積載量は 48 トンから 75 トンまでさまざまであった。

アップグレードされたサターンも数多く研究されました。フォン ブラウン博士のオリジナルのサターン設計は A-1 モデルとなり、A-2 ではタイタン ミサイルがジュピターに置き換えられました。より強力な B-1 モデルでは、第 2 段にタイタンのクラスターが使用されましたが、それ以外は A-1 と類似していました。新しいエンジンを必要とする、より「過激な」提案は、「C シリーズ」にまとめられました。C-1 は A-1 と類似していましたが、タイタン エンジンから派生した新しい上段を使用し、類似の C-2 では新しい J-2 駆動の上段を使用しました。C-3 から C-5 は同じ J-2 駆動の上段を使用しましたが、3、4、または 5 基の F-1 エンジン (名前の由来) で駆動する新しい第 1 段が追加されました。フォン ブラウン博士の好むアプローチは、地球軌道ランデブー(EOR) のままでしたが、今回は 2 基のサターン C-3をベースとしていました。

さまざまなアプローチの議論は 1961 年に頂点に達し、その結果は両チームにとって予想外のものでした。直接上昇または地球軌道ランデブーの代わりに、作業グループは 3 番目のオプションである月軌道ランデブー(LOR) を選択しました。LOR の質量要件は、サターン C-3 とノヴァ 8L の中間程度でした。いずれかのブースターを低地球軌道(LEO) で約 200,000 ポンド (91,000 kg) という新しい要件に合わせて変更するには何が必要かを検討した結果、サターン C-5 が最適なソリューションであるように思われました。C-2 モデルはテストベッド システムとしても構築され、C-5 が準備される前にサブアセンブリを軌道に打ち上げて飛行テストを行う予定でした。ノヴァではなくサターンを選択した主な決定要因は、サターン C-5 はニューオーリンズ郊外の既存の工場 (後にミシュー組立施設として知られる) で製造できるのに対し、直径が大きいノヴァには新しい工場を建設する必要があったためである。^[要出典]

Nova シリーズの研究は、サターンのバックアップとして 1962 年まで続けられましたが、サターン ベースの LOR プロファイルが定着したため、最終的には終了しました。^{[引用が必要]}

アポロ計画が続く中、NASAの設計者たちはアポロ後の時代のニーズを検討し始め、火星への有人ミッションが次の「明白な」ステップになるだろうと思われた。この役割にはサターンVは小さすぎたため、1977年にLEOに打ち上げられる予定の1,296,000ポンド（588,000kg）までの打ち上げ機として、第2シリーズのノヴァ設計研究が開始された^[3]。NASAが設計したオリジナルのノヴァシリーズとは異なり、新しい設計は、アポロ関連の主要契約を受注しなかった大手航空宇宙企業、すなわちジェネラルダイナミクスとマーティンマリエッタによって契約に基づいて研究された。ダグラス・エアクラフト社のフィリップ・ボノは、独自の提案書も提出することにした。

各社は、さまざまな設計案を提出した。その多くは、既存の技術をベースとし、適切に拡張したものだった。たとえば、マーティンの最小設計案である 1B は、第 1 段に 14 基の F-1 を使用し、LEO ペイロードは 662,000 ポンド (300,000 kg) だった。また、最新の (未開発の) 技術、特にエアロスパイク エンジンを使用した「先進的な」設計案もいくつか提案された。ノヴァ C8 のコンセプトは、提案された「サターン C-8」とほぼ同じだったが、ステージ エンジンと第 1 段のフィン/フレア配置に違いがあった。

提案が提出されてすぐに、アポロ計画後の資金が大幅に減少することが明らかになりました。NASA は 1964 年にノヴァ計画を断念しました。^{[引用が必要]}

Novaの主な仕様は以下のとおりです。^[要出典]

• 中止された打ち上げロケットの設計一覧

• サターン V とノヴァの構成の比較表
• 宇宙百科事典のエントリ