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| 関数 | 中型ロケット |
|---|---|
| メーカー | RKTの進捗状況 |
| 原産国 | ソビエト連邦 · ロシア |
| サイズ | |
| ステージ | 3 |
| 関連ロケット | |
| 家族 | R-7 |
| 発売履歴 | |
| 状態 | アクティブ |
| 発射場 | |
| 初飛行 | 1966年11月28日 |
| 乗客/貨物の種類 | ソユーズの 進歩 |
ソユーズ（ロシア語：Союз、直訳すると 「結合」、GRAUインデックス：11A511）は、ソビエト連邦、後にロシアが開発した使い捨て中型ロケットのシリーズであり、当初はOKB-1設計局で開発され、ロシアのサマーラにあるプログレス・ロケット宇宙センター工場で製造された。宇宙飛行史上、最も多くの打ち上げ回数を記録している。ソユーズロケットは、世界初の大陸間弾道ミサイルであるR-7セミョルカから発展したR-7ロケットシリーズの一部である。
多くのソビエトロケットと同様に、繰り返し使用されるペイロードの名前は打ち上げ機自体に関連付けられるようになりました。その結果、ソユーズロケットは、ソユーズ計画に基づく有人ソユーズ宇宙船の打ち上げ機として、また国際宇宙ステーション(ISS)への無人プログレス貨物宇宙船の打ち上げ機として最もよく知られています。このような認識にもかかわらず、ソユーズロケットの打ち上げの大半は、政府および商業目的の衛星の展開に充てられてきました。
ソユーズロケットのすべての派生型は、燃料として灯油 ( RP-1 ) と液体酸素(LOX) を使用しますが、ソユーズ U2 はLOX とともにシンティン(RP-1 の派生型) を使用します。
2011年のスペースシャトル計画の最終飛行から、 2020年のスペースXの最初の有人ミッションミッションまで、ソユーズロケットは宇宙飛行士をISSに輸送するために承認された唯一の打ち上げロケットでした。
歴史
発達
ソユーズロケットは1966年に導入された。ボストークロケットの派生型で、ボストークロケットは8K74またはR-7a 大陸間弾道ミサイルをベースとしていた。当初はブロックI上段を備えた3段式ロケットだった。最初の4回の試験発射はすべて失敗したが、最終的には成功した。[1]その後、 4段目を追加したモルニア型が製造され、高度に楕円形のモルニア軌道に到達できるようになった。その後の派生型がソユーズ-Uである。[2]正確なモデルと派生型の呼称は西側諸国には秘密にされていたが、ソユーズロケットは米国防総省の呼称SL-4、またはシェルドン呼称A-2（議会図書館のアナリスト、チャールズ・S・シェルドンが考案）で呼ばれていた。より正確な情報が入手できるようになったため、ソビエトロケットの命名法は両方とも使用されなくなった。[3]
ソユーズロケットの生産は、1980年代初頭に年間60機というピークに達しました。ソユーズは世界で最も使用されている宇宙ロケットとなり、他のどのロケットよりも多くの1700回以上飛行しました。その古さにもかかわらず、そしておそらくそのシンプルさのおかげで、このロケットファミリーは低コストと高い信頼性で知られています。[4]
ソユーズ/フレガート
1990年代初頭、フレガート上段ロケットを搭載した再設計されたソユーズの計画が立てられた。フレガートエンジンは、NPOラボチキン社がフォボス惑星間探査機の推進モジュールから開発した。 1993年にロスコスモスとロシア国防省の承認を得て、ソユーズのロシア化と近代化を目的に「ルース」と命名され、後にソユーズ2号と改名されたものの、資金不足のため計画は実行されなかった。 1996年7月にスターセム社が設立され、より野心の少ない派生型であるソユーズフレガートまたはソユーズU/フレガートの開発に新たな資金が投入された。これは、わずかに改良されたソユーズUとフレガート上段ロケットを組み合わせたもので、静止トランスファー軌道まで最大1350kgの積載が可能であった。 1997年4月、スターセムは、欧州宇宙機関(ESA)から、ソユーズ・フレガートを使用して2組のクラスターIIプラズマ科学衛星を打ち上げる契約を獲得した。この新しいモデルを導入する前、スターセムは、 1999年9月22日から1999年11月22日の間に、再始動可能なイカール上段ロケットを使用して、6回の打ち上げでグローバルスター衛星群の24機を打ち上げた。2000年2月9日と2000年3月20日のソユーズ・フレガートの試験飛行の成功後、クラスターII衛星は、2000年7月16日と2000年8月9日に打ち上げられた。別のソユーズ・フレガートは、2003年6月にバイコヌールから ESAの火星探査機マーズ・エクスプレスを打ち上げた。
ISS乗組員輸送
2003年2月1日から2005年7月26日まで、米国のスペースシャトル艦隊が運航停止となるまで、ソユーズは国際宇宙ステーションへの唯一の輸送手段であった。これには、プログレス宇宙船を介した物資の輸送や乗組員の交代も含まれていた。2011年にスペースシャトル艦隊が引退した後、米国の宇宙計画は宇宙飛行士を軌道に乗せる手段を失っており、NASAは2020年まで宇宙に乗組員を送るためにソユーズに依存していた。[5] NASAは2020年に商業乗組員開発プログラムを通じて米国からの有人飛行を再開した。
最近の事件
ソユーズ打ち上げの長い成功記録は、2002年10月15日にプレセツクから無人ソユーズUで打ち上げられたフォトンM衛星が発射台付近に落下し、打ち上げから29秒後に爆発したことにより途絶えた。地上クルーの1人が死亡、8人が負傷した。
2005 年 6 月 21 日、プレセツク発射場からモルニヤ 軍事 通信衛星の打ち上げ中に別の失敗が発生した。この打ち上げでは、モルニヤ Mと呼ばれる 4 段式のロケットが使用された。3 段目のエンジンの故障、または 2 段目と 3 段目を分離する命令が履行されなかったため、打ち上げから 6 分後に飛行は終了した。ソユーズと同一のロケットの 2 段目と 3 段目、およびペイロード (モルニヤ 3K 衛星) は、チュメニ(シベリア)のウヴァツキー地域に墜落した。 [出典が必要]
2011年8月24日、国際宇宙ステーションに貨物を運んでいた無人のソユーズUが墜落し、軌道に到達できなかった。2011年12月23日、メリディアン5軍事通信衛星を打ち上げたソユーズ2.1bは、第3段の異常により、打ち上げ7分目に失敗した。[6]
2018年10月11日、国際宇宙ステーションへのソユーズMS-10ミッションは、メインブースターのトラブルにより軌道に到達できなかった。故障したロケットからソユーズ宇宙船を引き離すために、打ち上げ脱出システムが使用された。アレクセイ・オブチニンとニック・ヘイグの2人の乗組員は弾道軌道を辿り、バイコヌール宇宙基地から400km以上離れた地点に無事着陸した。
ソユーズ2号
由緒あるソユーズロケットは、新しいデジタル誘導システムと、新しいエンジンを備えた大幅に改良された第3段を備えたソユーズ2と呼ばれる新しいバージョンに徐々に置き換えられました。デジタル誘導システムを搭載しながらも、古い第3段エンジンで推進されるソユーズ2の最初の開発バージョンであるソユーズ2.1aは、2004年11月4日にプレセツクから弾道試験飛行を開始し、続いて2006年10月23日にバイコヌールから軌道飛行を行いました。完全に改良されたロケット（バージョンソユーズ2.1b ）は、2006年12月27日にバイコヌール宇宙基地からCoRoT衛星を搭載して初飛行しました。
2005年1月19日、欧州宇宙機関（ESA）とロスコスモスは、ギアナ宇宙センターからソユーズSTロケットを打ち上げることに合意した。[7]赤道直下の発射場では、使用する第3段エンジンに応じて、ソユーズは2.7～4.9トンの物資を太陽同期軌道に打ち上げることができる。 [8]新しい発射台の建設は2005年に始まり、2011年4月に完成した。この発射台では、バイコヌール宇宙基地で使用されている水平方向の荷重とは異なり、フランス領ギアナで一般的な垂直方向の荷重が使用された。[9]模擬発射は2011年5月初旬に実施された。 [10]最初の運用打ち上げは2011年10月21日に行われ、ガリレオ全地球測位システムの最初の2つの衛星が搭載された。
ソユーズUとソユーズFGロケットは、2014年から2019年にかけて徐々にソユーズ2号に置き換えられました。ソユーズUは2017年に退役しましたが、[11]ソユーズFGは2019年9月までISSに宇宙飛行士を運びました（最終飛行は、 2019年9月25日のソユーズMS-15号です）。
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ソユーズ2.1b（2018年） -
左から: ソユーズ 2.1v、ソユーズ 2.1a、ソユーズ 2.1b、ソユーズ 5 )
![左から: ソユーズ 2.1v、ソユーズ 2.1a、ソユーズ 2.1b、ソユーズ 5)](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/0/06/"Soyuz"_launch_vehicles_model_series_on_MAKS-2021.jpg/500px-"Soyuz"_launch_vehicles_model_series_on_MAKS-2021.jpg)
バリエーション
- ソユーズ（1966年～1975年）
- ソユーズL（1970年～1971年）
- ソユーズM（1971年～1976年）
- ソユーズU（1973年～2017年）
- ソユーズU2（1982年～1995年）
- ソユーズFG（2001–2019）
- ソユーズ2号（2006年～現在）
- ソユーズST（2011年～2022年）
モルニヤM（1964年 - 2010年）もソユーズファミリーから派生した。
組み立て
ロケットは組立・試験棟で水平に組み立てられる。組み立てられたロケットは水平の状態で発射場に運ばれ、その後持ち上げられる。これは、例えばサターンVの垂直組み立てとは異なり、ソユーズの打ち上げ準備コストを安く抑える特徴の1つである。水平に配置されたロケットの組み立ては、すべてのモジュールに簡単にアクセスできるため、比較的簡単である。ロケットを垂直に組み立てるには、防風用の高層格納庫が必要になるが、ソ連の経済衰退により、ロケットが設計された当時は経済的に実現可能とは考えられていなかった。
プレローンチ
ロケット全体は、中央コアに取り付けられたストラップオン ブースターの荷重支持機構によって打ち上げシステム内に吊り下げられます。中央コアは、ストラップオン ブースターの先端部分にあります。この方式は、ストラップオン ブースターが中央コアを前方に押し出すときの飛行状態と似ています。ロケットを吊り下げるという概念は、R-7/ソユーズで導入された新しい概念の 1 つでした。
発射台がなくなったため、ロケットの下部が低くなっています。発射システムのトラスが風荷重を支えます。バイコヌール発射場があるカザフスタンのステップ地帯は暴風で知られているため、強風への耐性は発射システムの重要な特徴です。
打ち上げ
エンジンは、樺の棒に取り付けられた電気的に起動する火工品フレアによって点火され、燃料成分が燃焼室に導入される数秒前の約 T-20 秒で点火されます。[12]このシーケンスは、その単純さのために失敗することはめったにありません。[13]打ち上げ中、サポート ブームはロケットの動きを追跡します。サポート ブームのヘッドがストラップオンの先端部分にある特別なサポート リセスから出てくると、サポート ブームとトラスはロケットの機体から切り離され、サポート軸を中心に回転してロケットが離陸できるようにします。打ち上げ中、ロケットと打ち上げ施設は単一の動的システムを形成します。[説明が必要]
ストラップオンブースターエンジンが停止すると、ブースターは落下し、衝突のない分離が実現します。空が晴れていれば、地上の観測者は落下するブースターによって形成されるコロリョフ十字を見ることができます。
無人ミッションに使用されるフェアリング
ソユーズロケットは、ロシアのさまざまな無人ミッションに使用されており、Starsem 社によって商業衛星打ち上げ用としても販売されています。現在、次のフェアリング タイプが使用されています。
プログレス号は、ISS および以前はミールへの無人ミッション用の貨物宇宙船です。この宇宙船は専用のプラットフォームとフェアリングを使用し、ソユーズ U、ソユーズ FG、またはソユーズ 2 のいずれかで打ち上げることができます。
A型フェアリングは商業打ち上げに使用されます。
S型フェアリングは、スターセムによる商業打ち上げに使用されている。フェアリングの外径は3.7 m、長さは7.7 mである。フレガート上段ロケットは、ペイロードとペイロードアダプタ/ディスペンサーとともにフェアリング内に収納されている。[14] S型フェアリングはフレガート上段ロケットとともに、以下の宇宙船の打ち上げに使用された：ギャラクシー14、GIOVE A、マーズ・エクスプレス、AMOS-2、ビーナス・エクスプレス、クラスター。[15]
SL型フェアリングは、スターセム社による商業打ち上げに使用されている。フェアリングの外径は3.7m、長さは8.45mである。フレガート上段ロケットは、ペイロードとペイロードアダプタ/ディスペンサーとともにフェアリング内に収納されている。[16] SL型フェアリングはフレガート上段ロケットとともに、以下の宇宙船の打ち上げに使用された。CoRoT。
ST型フェアリングは、スターセムによる商業打ち上げに使用されている。外径は4.1メートル、長さは11.4メートルである。旧式のアナログ制御システムでは、これほど大きなフェアリングによって生じる空力的不安定性に対処できないため、ソユーズ2号でのみ使用できる。このカーボンプラスチック製フェアリングは、アリアンスペースのアリアン4号で実証済みの構成に基づいており、長さが約1メートル長くなっている。[17]このフェアリングは、顧客（スターセム）の要件に従って、TsSKB-プログレスによって開発・製造されている。これは、スターセム/アリアンスペースがクールーからの打ち上げに提供する唯一のフェアリングタイプである。[18]プログレスM-UMは、 STフェアリングに包まれて打ち上げられた唯一のプログレス宇宙船である。
ステージ
第一段階
ソユーズロケットの第1段は、第2段コアに固定された4つの同一の円錐形の液体ブースターロケットで構成されています。これらのブースターは、ブロックB、V、G、Dとも呼ばれます。[a]各エンジンには、4つの主燃焼室と、姿勢制御用の2つのバーニアスラスタ燃焼室があります。エンジンは、過酸化水素ガス発生器によってポンプで供給されます。推進剤タンクは、液体窒素の気化によって加圧されます。[19]
統計（4 つのブースターそれぞれ）：
- 高さ: 19.6メートル (64フィート4インチ)
- 直径: 2.68メートル (8フィート10インチ)
- 空重量: 3,784 キログラム (8,342 ポンド)
- 総重量: 43,400 キログラム (95,700 ポンド)
- 推進剤の質量: 39,160 キログラム (86,330 ポンド)
- 電源: RD-107A × 1
- 最大推力:
- 比推力:
- 燃焼時間: 118秒
- スロットル: 2段階
- ステージ分離:花火ファスナー/スプリング/反応ノズル
第二段階
ソユーズ ブースターの第 2 段は、ブロック Aとも呼ばれ、基部に 1 つのモーターを備えた単一の円筒形の段で、第 1 段ブースターと一緒に作動します。各第 1 段ブースターと同様に、この段にも 4 つの燃焼室がありますが、姿勢制御用のバーニア スラスタ燃焼室は 2 つではなく 4 つです。エンジンは、過酸化水素ガス ジェネレータによってポンプで供給されます。推進剤タンクは、液体窒素の気化によって加圧されます。第 2 段は下に向かって細くなっており、4 つの第 1 段ロケットをより密接に配置できます。
統計：
- 高さ: 27.1メートル (88フィート11インチ)
- 直径: 2.95メートル (9フィート8インチ)
- 空重量: 6,545 キログラム (14,429 ポンド)
- 総重量: 99,765 キログラム (219,944 ポンド)
- 推進剤の質量: 90,100 キログラム (198,600 ポンド)
- 酸化剤負荷（液体酸素）：63,800キログラム（140,700ポンド）
- 燃料搭載量（RP-1）：26,300キログラム（58,000ポンド）
- 電源: RD-108A × 1
- 最大推力:
- 海面: 792.5キロニュートン (178,200 lb f )
- 真空中: 990.2キロニュートン (222,600 lb f )
- 比推力:
- 海面: 255秒 (2.50 km/s)
- 真空中: 319秒 (3.13 km/s)
- 燃焼時間: 286秒
- スロットル: 1レベル
- ステージ分離: 花火ファスナー/ホットステージ
第三段階
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使用されている上段ロケットには、 Blok-I（ソユーズ2.1aで使用）と改良型Blok-I （ソユーズ2.1bで使用）の2種類がある。[20]
統計：
- 高さ: 6.7メートル (22フィート0インチ)
- 直径: 2.66メートル (8フィート9インチ)
- 空重量: 2,355 キログラム (5,192 ポンド)
- 総重量: 27,755 キログラム (61,189 ポンド)
- 推進剤の質量: 25,400 キログラム (56,000 ポンド)
- 酸化剤負荷（液体酸素）：17,800キログラム（39,200ポンド）
- 燃料搭載量（RP-1）：7,600キログラム（16,800ポンド）
- Blok-I の動力源: 姿勢制御用の 4 つの主燃焼室と 4 つのバーニア スラスタ燃焼室を備えた 1 × RD-0110。エンジンは、バーニア スラスタによって生成されたガス圧を使用してポンプで供給されます。推進剤タンクは、酸素気化ガスとジェネレータ ガスによって加圧されます。
- 最大推力: 297.9キロニュートン (67,000 lb f )
- 比推力: 325秒 (3.19 km/s)
- チャンバー圧力 6.8 MPa (986 psi)
- 燃焼時間: 250秒
- 改良型 Blok-I の動力源: 4 つの主燃焼室を備えたRD-0124 × 1。各燃焼室は姿勢制御用に 1 軸でジンバル式になっています。エンジンは、閉サイクル ガス ジェネレータを使用してポンプで供給されます。推進剤タンクはヘリウムの気化によって加圧されます。
- 最大推力: 297.9キロニュートン (67,000 lb f )
- 比推力: 359秒 (3.52 km/s)
- チャンバー圧力 16.2 MPa (2350 psi)
- 燃焼時間: 270秒
参照
- 軌道ロケットファミリーの比較
- ソユーズロケットファミリーの打ち上げを含むR-7打ち上げのリスト
- デルタ（ロケットファミリー）
注記
- ^ これはキリル文字の2番目から5番目の文字（Б、В、Г、Д）の音訳です。英語に翻訳するとブロックB、C、D、Eになります。
参考文献
- ^ ソビエト宇宙飛行士大陰謀 - ソユーズ陰謀 - タイムライン
- ^ 「「ソユーズ」シリーズ打ち上げロケット」サマラ宇宙センター。2012年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年3月29日閲覧。
{{cite web}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - ^ Lardier, Christian; Barensky, Stefan (2013 年 3 月 12 日)。ソユーズ打ち上げロケット: エンジニアリングの勝利の 2 つの命。Springer Science & Business Media。pp. 233– 。ISBN 978-1-4614-5459-5。
- ^ 「ソユーズロケット：最も信頼性の高い宇宙旅行手段」欧州宇宙機関2013年3月29日。
- ^ クラーク、スティーブン（2014年5月27日）。「NASAの最新のソユーズ座席調達は最後のものになるかもしれない」。スペースフライト・ナウ。 2014年5月29日閲覧。
- ^ エイモス、ジョナサン（2011年12月23日）。「ソユーズロケットの打ち上げ失敗」BBCニュース。2013年3月29日閲覧。
- ^ 「ESAとロシアの緊密な関係」欧州宇宙機関。2005年1月19日。 2013年3月29日閲覧。
- ^ 「欧州宇宙港のソユーズ」(PDF)。欧州宇宙機関。2007年11月。 2013年3月29日閲覧。
- ^ 「ソユーズ発射場、初飛行準備完了」欧州宇宙機関、2011年4月1日。 2013年3月29日閲覧。
- ^ 「最初のソユーズ、フランス領ギアナからの打ち上げ準備がほぼ整う」。欧州宇宙機関。2011年5月4日。 2013年3月29日閲覧。
- ^ Gebhardt, Chris (2017年2月21日). 「史上最長の運用実績を誇るロケットがプログレスMS-05の打ち上げで幕を閉じる」 NasaSpaceFlight.com.
- ^ ザック、アナトリー（2016年3月17日）。「ロシアは実は特大の木製マッチでロケットに点火している」。ポピュラーメカニクス。 2018年8月11日閲覧。
- ^ 「ソユーズロケット、点火時にまれに異常停止 – ソユーズ | Resurs-P No.3 |Spaceflight101」。spaceflight101.com。2016年3月12日。 2017年12月4日閲覧。
- ^ 「ソユーズロケット」Starsem . 2013年3月29日閲覧。
- ^ 「キャリアロケット ソユーズFGとRBフリゲート」。federalspace.ru。2007年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年3月29日閲覧。
{{cite web}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - ^ 「ArianespaceとStarsemがCOROTを周回へ」(PDF) . Starsem . 2013年3月29日閲覧。
- ^ 「ソユーズ：概要」。アリアンスペース。 2013年3月29日閲覧。
- ^ 「ギアナ宇宙センターのソユーズ：ユーザーズマニュアル」（PDF） 。アリアンスペース。2006年6月。 2012年8月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2013年3月29日閲覧。
- ^ ギアナ宇宙センターのソユーズ ユーザーズマニュアル 第 2 号(PDF)。アリアンスペース。 2012 年 3 月。p. 1-6 . 2024 年11 月 26 日に取得。
- ^ ギアナ宇宙センターのソユーズ ユーザーズマニュアル 第1版(PDF) 。アリアネスペース。2006年6月。p. 1-7。 2007年9月27日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2024年11月26日閲覧。
さらに読む
- 国際宇宙発射システム参考ガイド、第 3 版、Iaskowitz、Hopkins、Hopkins 編、1999 年、バージニア州レストン、AIAA 出版。ISBN 1-56347-353-4
外部リンク
- スターセム
- スターセムのソユーズ打ち上げログ
- ソユーズU/フレガット
- ソユーズロケット：最も信頼できる宇宙旅行の手段
- ソユーズブースターファミリー
- ソユーズ ユーザー マニュアル - アリアンスペース