アストラロケット

ロケット3

ロケット3.0の打ち上げ準備中。
関数	軌道 打ち上げロケット
メーカー	アストラ
原産国	アメリカ合衆国
打ち上げコスト	250万ドル[1] [2]
サイズ
身長	43フィート（13メートル）[3]
容量
SSOへのペイロード
高度	500 km (310 マイル)
質量	20～50kg（44～110ポンド）[4]
関連ロケット
比較可能	電子 ペガサス
発売履歴
状態	引退
発射場	PSCA、CCSFS SLC-46
総打ち上げ数	7 (+1 ロケットが発射前に破壊される)
成功	2
失敗	5 (+発射前に破壊されたロケット1基)
第一段階
搭載	5 デルフィン
最大推力	約32,500ポンド（145kN）[3]
推進剤	灯油/ LOX
第二段階
エンジン	1 エーテル
推力	740 lbf（3,300 N）真空[3]
推進剤	灯油/ LOX
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アストラロケットは、アメリカの企業アストラ(旧称ベンションズ)が設計、製造、運用した小型宇宙打ち上げロケット シリーズです。このロケットは、非常にシンプルな材料と技術を使用して、最小限のコストで製造できるように設計されました。また、非常に少人数のチームで打ち上げられるように設計されており、工場から発射台まで標準的な輸送コンテナで輸送されます。

ロケットという名前は、いくつかの打ち上げロケットに共通していた。ロケット1は、5基のデルフィン電動ポンプ式ロケットエンジンを搭載したブースターと、第2段の代わりとなる質量シミュレーターで構成された試験用ロケットだった。ロケット2は、ロケット1に似たプロトタイプだった。ロケット3は、デルフィン動力ブースターに圧力供給式の第2段を追加した打ち上げロケットだった。その最終型であるロケット3.3は、ブースターが延長され、衛星を軌道に乗せた。ロケット4は、より大きく、より強力なロケットの全く新しい設計になるはずだった。ロケットファミリーは、DARPA ALASAプログラム用に製造されたアストラの電動ポンプ式液体ロケットエンジンを搭載した小型打ち上げロケット、SALVO（Small Air Launch Vehicle to Orbit）に由来 する。^[5] ALASAプログラムの終了後も、打ち上げロケットの技術とシステムの開発は継続され、ロケットファミリーが生まれた。^[6]

ロケットシリーズは、シンプルで低コストの宇宙打ち上げ機として設計された。ロケットのエンジンにはターボ機械は使用されず、ロケットの構造は軽量の機械加工パネルではなく溶接されたアルミニウム板で作られていた。また、最も長い派生型であるロケット3.3は高さが43フィート（13メートル）^[3]と小型であった。

アストラのロケット シリーズは、デルフィン ロケット エンジンが設計された空中発射ロケット SALVO の開発で得た経験を活かして開発されました。ロケットの経歴は、いくつかの失敗に終わり、10 回の打ち上げキャンペーンのうち、成功したのは 2 回のミッションのみでした。

ロケット 3.3 LV0010 の失敗後、ロケット 3 発射装置の製造と運用は中止され、代わりに新しいロケットであるロケット 4 が採用されました。

アストラの前身であるベンションズは、SALVO計画のために空中発射軌道打ち上げシステムを開発していた。後にデルフィンとして知られる電動ポンプ式ロケットエンジンの開発は、2012年にSALVOの一環として行われた。^[5]

2016年、ベンションズはクリス・ケンプの所有の下、アストラとして再編された。再編された会社は、可能な限りシンプルで安価な新しい運搬ロケットの開発に着手した。ロケットは非常に小型で、基本的な材料で作られ、毎日の打ち上げという目標を達成できるようにした。さらに、標準的な輸送コンテナで輸送され、可能な限り少ない人員で済む高度に自動化された打ち上げシステムを持つことになった。この新しい打ち上げシステムの開発を加速するために、アストラはSALVOロケットの設計とハードウェアを利用した。^[7]

2017年、アストラはベンションズという名前でNASAから打ち上げシステムの開発資金を受け取りました。^[8]

2021年11月、9年間の開発を経て、ロケット3.3号機が初めて軌道に到達した。^[9]

2022年8月、アストラはロケット3の信頼性が低いことを理由に、同機の運用を終了し、全く新しい設計のロケット4の開発に移行すると発表した。^{[10] [11]}

SALVO (Small Affordable Launch Vehicle to Orbit、後にSmall Air Launch Vehicle to Orbit) は、第1段に電動ポンプフィードエンジンを2基搭載した2段式ロケットである。^[12]これは、はるかに大型のALASAの先駆者として開発された。^[5]ロケットの打ち上げには、パイロットとF-15空母機の兵器システム士官 (WSO) の2人だけが必要だった。ALASAは、目標打ち上げ価格100万ドルで45kgを軌道に乗せることを目的としていた。^[13] ALASAは、SALVOとともに、技術的な問題により2015年に中止された。^[14]

ロケット1号は、SALVOの未飛行のハードウェアとソフトウェアを使用して開発された試験用車両でした。^[7]この車両は、5つの第1段エンジン「デルフィン」を使用しました。第2段エンジン「エーテル」はまだ開発中でしたが、代わりに上段（第2段）質量シミュレータが使用されました。2018年3月から2018年7月の間に数回の失敗した打ち上げの試みが行われ、最終的に2018年7月20日に打ち上げが行われました。打ち上げは失敗に終わりました。^[7]

この打ち上げには顧客はおらず、エーテルの第二段エンジンがまだ開発中だったため、第二段用の質量シミュレーターを使用した弾道試験飛行として機能した。搭載ペイロードはなかった。ミッションは宇宙港から195°の方位を飛行する予定だったが、ライセンスにはミッションの計画高度やダウンレンジ距離が記載されていなかった。^[7]打ち上げは2018年11月29日に行われ、失敗に終わった。

ロケット3号は、高度500 km (310 mi)の太陽同期軌道に25 kg (55 lb)のペイロードを積載できる、 11.6 m (38 ft)のロケットであった。このロケットは2段式であった。第1段には、それぞれ6,500 lbf (29,000 N)の推力を持つ電動ポンプ式「デルフィン」エンジンが5基搭載されていた。第2段には、740 lbf (3,300 N) (真空)の推力を持つ圧力式「エーテル」エンジンが1基搭載されていた。^[要出典]

最初のロケット3、「1 of 3」または「ロケット3.0」は、カリフォルニア州キャッスル空港で静的燃焼試験を完了した。太平洋宇宙港複合施設アラスカ（PSCA）から打ち上げられる予定で、2020年2月下旬から3月上旬にかけて打ち上げが試みられ、最後の打ち上げは2020年3月2日にDARPAローンチチャレンジの一環として行われた。米国防総省とサウスフロリダ大学の3つのキューブサットと、宇宙交通管理を支援するために設計された宇宙ベースのビーコンが、「1 of 3」で軌道に乗る予定だった。2020年3月2日、DARPAとアストラの関係者は、プロメテウスキューブサット、サウスフロリダ大学の2つのARCE（Articulated Reconnaissance and Communications Expedition）ナノ衛星、および宇宙ベースの無線ビーコンペイロードは、ローンチチャレンジ終了後にロケットから取り外される予定であると述べた。アストラはDARPAローンチチャレンジの打ち上げ期間内に打ち上げられなかったが、テスト飛行に向けて打ち上げ準備は続けられた。^[15]ロケットは2020年3月23日に発射台で破壊的な火災に見舞われた。

2番目のロケット3、「2/3」または「ロケット3.1」は、2020年9月12日に打ち上げられました。打ち上げは失敗に終わりました。

3番目のロケット3、「3 of 3」または「ロケット3.2」は、2020年12月15日に打ち上げられました。打ち上げは失敗に終わりました。

2021年11月20日、アストラのロケット3.3号機（シリアル番号LV0007）は、米国宇宙軍の実証用ペイロードSTP -27AD2（COSPAR 2021-108A、SATCAT 49494）を搭載し、アラスカ太平洋宇宙港複合施設（PSCA）から打ち上げられ、軌道に無事到達した。^[要出典]

2022年3月15日、アストラロケット3.3号機（シリアル番号LV0009）がアストラ1ミッションで軌道に到達することに成功した。^[16]

ロケット 3.3 は 3 回の打ち上げに失敗しました: 2021 年 8 月 28 日、2022 年 2 月 10 日、2022 年 6 月 12 日。下記の打ち上げ失敗を参照してください。

ロケット4は新しい打ち上げ用ロケットで、以前のロケット3.3よりもはるかに大きく、軌道上に最大600 kg (1,300 lb)、太陽同期軌道上に最大350 kg (770 lb)を運ぶことができる。^{[17] [18]}ロケットの上段には、Ursa Major Hadleyエンジンを統合するように設計されており、^[19]ブースターには2つの70,000 lbf (310 kN) ターボポンプ給油エンジンが搭載される。^[20]「カイロン」と呼ばれるブースターエンジンは、契約に基づいてファイアフライエアロスペースから調達され、ファイアフライは、ファイアフライのロケットエンジンプログラムの一環として、アストラのニーズを満たすために、リーバーエンジンを異なるジンバル、推力、混合制御に改造した。^[21]ファイアフライは、当初、最大50機のカイロンをアストラに供給する予定である。^[22]

2020年9月、アストラは空軍のAFWERXプログラムに「アストラのロケット5.0によって可能になる応答発射」と題する提案書を提出した。ロケット5はロケット3の派生型で、弾道飛行のポイントツーポイント配送専用であり、ロケット3の第1段と第2段の間に改良された第2段を備えている。^[23]

アストラロケットの打ち上げ9回のうち7回は失敗し、さらに1回は打ち上げ準備中に破壊された。

2018年7月20日22:00 UTC頃、ロケット1号機はアラスカ太平洋宇宙港複合施設（PSCA）の第2発射台から離陸し、同社初の弾道ロケット打ち上げに挑んだ。約27秒間の飛行後、ロケットは落下し始め、発射台に衝突して爆発した。打ち上げは濃霧の中で行われ、さらに秘密にされていたため、打ち上げ失敗についてはほとんど知られていなかった。失敗が確認されたのは翌日、連邦航空局が事故が発生したと発表したときだった。^[7]

ロケット2号は、2018年11月30日午前3時（UTC）に、アラスカ州パシフィック・スペースポート・コンプレックスの第2発射台（ロケット1号と同じ）から打ち上げられた。約30秒間の飛行後、デルフィンエンジンが故障し始め、ロケットは落下して地面に衝突した。ロケット2号が到達した最高高度は、ロケット1号のそれよりも約100メートル（330フィート）高かったとされている。^[7]

2020年3月23日、ロケット3.0は打ち上げ準備のための試験中に爆発し破壊された。一連の試験の途中で、ロケットの部品のプライミングに使用されるヘリウムガスの供給が枯渇した。第1段階の試験を完了するために、第2段階から余剰ヘリウムをブースターに移すことが決定された。しかし、ヘリウムは隣接する極低温液体酸素によって冷却されていた。その後、ヘリウムの流れを制御するために使用されるプラスチックバルブが低温に遭遇したため開いたままになり、ヘリウムがブースターに無制限に流れ込むようになった。その結果、ガスが蓄積してタンクが破裂し、ロケットが発射台で爆発し、ロケット自身と打ち上げインフラが破壊された。^[7]

2020年9月12日、ロケット3.1号機がPSCAから打ち上げられた。ロケットは約15秒間上昇した後、ロール振動を起こし始め、予定の軌道から外れた。そのため、ロケットは打ち上げから約30秒後に飛行を中止し、機体は破壊された。^{[7] [37]}

2020年12月15日、UTC約20時55分頃、アストラはロケット3の3号機、ロケット3.2を打ち上げた。ロケットはカーマンラインを通過し、目標軌道高度390キロメートルに到達したが、これはアストラにとって初めてのことだ。しかし、上段の燃料混合物の問題により、ロケットは軌道に到達できなかった。同社は、試験飛行の目的は第1段のメインエンジンの停止を成功させることであり、それが達成されたとして、飛行は成功だったと宣言した。^{[7] [41] [42]}

2021年8月28日22時35分UTC、アストラは4機目のロケット3号機、ロケット3.3（シリアル番号LV0006）を打ち上げた。この飛行では、宇宙試験計画に基づく米国宇宙軍の計測機器を搭載しており、打ち上げ機からのペイロードの分離は計画されていなかった。打ち上げ後まもなく、エンジン1基の故障により、機体は発射台から数十メートル水平方向に漂い始め、その後垂直に上昇し始めた。^[49]その後、ロケットは許容軌道を超え、打ち上げ後約2分28秒で破壊された。ロケットは最高高度50km（31マイル）に達した後、打ち上げ場下流の海に墜落した。アストラは、発射装置の燃料システムからの少量の推進剤漏れが爆発を引き起こし、5つのエンジンのうち1つが機能しなくなったと判断した。^{[67] [48]}

2022年2月10日、ロケット3.3 LV0008は無事に打ち上げられた。しかし、ペイロードフェアリングが分離せず、フェアリングが取り付けられたまま第2段の点火が行われた。第2段はフェアリングを突き破り、制御不能に陥った。この異常の直後に飛行は中止され、ペイロードは失われた。打ち上げ後の調査で、この失敗は配線図の誤りによってフェアリングが第2段点火前に完全に分離できなかったことと、上段エンジンが推力ベクトルシステムを使用して段点火後の回転を修正できなかったソフトウェアの問題が原因であることが判明した。^{[68] [57]}

2022年6月12日、アストラロケット3.3号機（シリアルナンバーLV0010）は、異常に高い燃料消費が観測されたため、軌道に到達できなかった。ロケットのペイロードであるNASAのTROPICS気象研究（降雨量とハリケーン）衛星群用の2つのTROPICS衛星は破壊された。ミッション後の故障分析により、燃料消費率の高さは、最終的にエーテルエンジンの再生冷却チャネル内での燃料沸騰によって引き起こされたことが判明した。この影響は、これまで観測されていなかったが、ケープカナベラル宇宙軍基地の気温が、アストラのアラスカ発射場で遭遇した天候と比較して、燃料が機体に積み込まれる前に燃料をより多く加熱したことに起因するものであった。これがロケット3号機の最後の飛行となった。^[69]

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