タイタンIV

タイタンIV-Aは、ケミカルシステムズ部門が製造した鋼鉄製のケースに入った固体ロケットモーターUA1207（SRM）を搭載して飛行した。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

タイタンIV-BはタイタンIIIファミリーから発展したもので、タイタン34Dに類似していた。

ロケットファミリーは最初の20年間は非常に高い信頼性を誇っていましたが、1980年代に入ると状況が一変しました。1985年にタイタン34Dが失われ、1986年にはSRMの故障により別のロケットが爆発するという悲惨な事故が発生しました。そのため、タイタンIV-Bロケットは新しい複合材ケーシングの改良型固体ロケットモーターを使用する予定でした。^{[ 11 ]}開発上の問題により、最初の数回のタイタンIV-Bの打ち上げでは旧式のUA1207 SRMが使用されました。

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  タイタンIV-A
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  タイタン4(01)A ケンタウロス
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  タイタンIV-Bケンタウロス
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  LR91-AJ-11ロケットエンジンの推力室とインジェクター
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  タイタンIV-Bロケット第1段の底部

• 製造元：ロッキード・マーティン・アストロノーティクス
• 発電所：
  • 第0段は2基の固体ロケットモーターで構成されていた。
  • 第1段では、LR87-AJ-11液体燃料ロケットエンジンが使用された。
  • 第2段ではLR91-AJ-11液体燃料エンジンが使用された。
  • オプションの上段ロケットには、セントールロケットと慣性上段ロケットが含まれていた。
• 誘導システム：ハネウェル社製のリングレーザージャイロ誘導システム。
• 推進力:
  • 第0段階：固体ロケットモーターは、打ち上げ時にモーター1基あたり170万ポンド（7.56MN  ）の推力を発生させた。
  • 第1段階：LR87-AJ-11は平均548,000ポンド（2.44MN  ）の力を発揮した。
  • ステージ2：LR91-AJ-11は平均105,000ポンド（467kN  ）の力を提供した。
  • オプションのセントール（RL10A-3-3A）上段は33,100ポンド（147kN  ）の推力を提供し、慣性上段は最大41,500ポンド（185kN  ）の推力を提供した。
• 全長：最大204フィート（62メートル） 
• 吊り上げ能力：
  • 最大47,800ポンド（21,700kg ）のペイロードを低軌道に運ぶことができる。 
  • フロリダ州ケープカナベラル空軍基地から打ち上げられた場合、最大12,700ポンド（5,800kg ）の重量を静止軌道に投入できる。 
  • また、ヴァンデンバーグ空軍基地から打ち上げられた場合、最大38,800ポンド（17,600kg ）のペイロードを地球低極軌道に投入することができる。 
  • 静止軌道へ：
    • セントール上段ロケットの重量は12,700ポンド（5,800kg ） 
    • 慣性上段を含む重量：5,250ポンド（2,380kg ） 
• ペイロードフェアリング：^{[ 12 ]}
  • 製造元：マクドネル・ダグラス・スペース・システムズ社
  • 直径：16.7フィート（5.1メートル） 
  • 長さ：56、66、76、または86 フィート
  • 質量：11,000、12,000、13,000、または14,000 ポンド
  • 設計：3セクション、アイソグリッド構造、アルミニウム
• 最大離陸重量：約220万ポンド（100万 kg）
• 費用：打ち上げ構成によって異なるが、およそ2億5000万ドルから3億5000万ドル。
• 配備日：1989年6月
• 発射地点：フロリダ州ケープカナベラル空軍基地、カリフォルニア州ヴァンデンバーグ空軍基地

1980年代半ばまでに、米国政府は、すべての米国のペイロードを打ち上げ、すべての無人ロケットを置き換えるように設計されたスペースシャトルが、軍事および機密任務には十分な信頼性がないのではないかと懸念していた。1984年、空軍次官兼国家偵察局（NRO）長官のピート・アルドリッジは、10個のNROペイロード用に補完的使い捨て打ち上げロケット（CELV）を購入することを決定した。この名前は、ロケットがシャトルを「補完する」という政府の期待から付けられた。後にタイタンIVと改名されたこのロケット^{[ 18 ]}は、セントール段とペアになった3つの軍事ペイロード^{[ 19 ]}のみを搭載し、ケープカナベラルのLC-41からのみ打ち上げられる予定だった。しかし、 1986年のチャレンジャー号事故により、使い捨て打ち上げシステムへの依存が再び高まり、タイタンIV計画は大幅に拡大された。タイタンIVは、導入当時、アメリカ空軍が使用する最大かつ最も高性能な使い捨てロケットだった。 ^{[ 20 ]}

チャレンジャー号事故後の計画では、慣性上段ロケット（IUS）を搭載したタイタンIVロケット、または上段ロケットを搭載しないタイタンIVロケットが追加され、打ち上げ回数が増加し、ケープカナベラルのLC-40発射台がタイタンIVロケットの打ち上げ用に改造された。1991年時点で、タイタンIVロケットの打ち上げは合計で40回近く予定されており、軽量複合材料を使用した改良型の固体ロケットモーター（SRM ）ケーシングが導入された。

1990年のタイタンIV選定調達報告書では、16年間で65両のタイタンIV車両を取得する総費用は183億米ドル（2025年のインフレ調整後451億米ドル）と見積もられた。^{[ 21 ]}

1997年10月、タイタンIV-Bロケットが土星探査機カッシーニ・ホイヘンスを打ち上げた。これは国防総省以外の機関による打ち上げとしては、タイタンIVが唯一使用された事例である。ホイヘンスは2005年1月14日にタイタンに着陸した。カッシーニは土星の周回軌道上に留まり、2017年9月15日に土星の大気圏に突入して燃え尽き、カッシーニミッションは終了した。

タイタンIVはスペースシャトルよりは改良されていたものの、高価で信頼性に欠けていた。^{[ 18 ]} 1990年代には、その有毒な推進剤に対する安全上の懸念も高まっていた。進化型使い捨てロケット（EELV）計画により、アトラスV、デルタIV、デルタIVヘビーのロケットが開発され、タイタンIVやその他の多くの旧式ロケットシステムに取って代わった。新しいEELVは自己着火性推進剤の使用をなくし、コストを削減し、旧式ロケットよりもはるかに汎用性が高かった。

2014年、オハイオ州デイトンにある米国空軍国立博物館は、タイタンIV-Bロケットの修復プロジェクトを開始しました。この取り組みは成功し、2016年6月8日に展示が開始されました。^{[ 22 ]}他に現存するタイタンIVの部品は、コロラド州デンバーのウィングス・オーバー・ザ・ロッキーズ航空宇宙博物館に2基のタイタン第1段エンジン、1基のタイタン第2​​段エンジン、および段間「スカート」が屋外に展示されているほか、^{[ 23 ]}オレゴン州マクミンビルのエバーグリーン航空宇宙博物館にはコアステージと固体ロケットモーターアセンブリの一部が展示されています。^{[ 24 ]}

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  アメリカ空軍国立博物館に展示されているタイタンIV-B
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  アメリカ空軍国立博物館に展示されているタイタンIV-B
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  アメリカ空軍国立博物館の修復格納庫にあるタイタンIV-B。これは第1段後部で、エアロジェットLR87-AJ-11エンジンを2基搭載している。
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  アメリカ空軍国立博物館に展示されているタイタンIV-B第1段とSRMU
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  エバーグリーン航空宇宙博物館に展示されているタイタンIV-B
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  エバーグリーン航空宇宙博物館に展示されているタイタンIV-B
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  エバーグリーン航空宇宙博物館に展示されているタイタンIV-B

1993年8月2日、タイタンIV K-11はNOSS SIGNIT衛星を搭載してSLC-4Eから打ち上げられた。国防総省の打ち上げとしては異例なことに、空軍は民間報道機関に打ち上げの取材を依頼したが、打ち上げから101秒後にブースターが爆発したことで、当初の予定よりも大きなニュースとなった。調査の結果、2基のSRMのうち1基が燃え尽き、以前の34D-9の失敗と同様の方法で機体が破壊されたことが判明した。調査では、不適切な修理作業が事故の原因であったと結論付けられた。^{[ 25 ]}

タイタン34D-9の後、打ち上げ前の点検でモーターセグメントをX線検査するなど、SRMの適切な動作状態を確保するための広範な対策が講じられた。K-11に搭載されたSRMは当初ケープカナベラルに送られ、そこでX線検査により、あるセグメントの固体推進剤混合物に異常があることが判明した。欠陥部分は、推進剤ブロックに扇形の切り込みを入れて除去された。しかし、この時点でCSDの資格のある職員のほとんどがプログラムを離れていたため、問題の修理チームは適切な手順を知らなかった。交換後、彼らは推進剤ブロックに切り込みを入れた部分を密閉しなかった。修理後のX線検査で、CC職員はSRMを飛行不適格と判断したが、SRMはその後ヴァンデンバーグに送られ、それでも承認された。その結果、34D-9とほぼ同じ事態が繰り返された。推進剤とSRMケーシングの間に隙間が残り、打ち上げ中に再び燃焼貫通が発生した。

1998年、ケープカナベラルから海軍の​​電子情報収集衛星マーキュリーを搭載したタイタンK-17が、打ち上げから約40秒後に失敗に終わった。K-17は数年前に製造されたもので、最後に打ち上げられたタイタンIV-Aだった。事故後の調査では、ブースターに数十本の損傷または擦り切れた配線があり、そのような状態で打ち上げられるべきではなかったことが判明したが、空軍は打ち上げチームにプログラムの期限を守るよう極度のプレッシャーをかけていた。タイタンの機体には多数の鋭利な金属突起があり、配線を損傷せずに取り付け、調整、または取り外すことはほぼ不可能だった。タイタンの組み立てが行われていたロッキード社のデンバー工場の品質管理は「ひどい」と評された。

故障の直接の原因は、T+39秒に誘導コンピュータへの電力供給が一時的に途絶えた電気的短絡でした。電力が復旧した後、コンピュータは誤ったピッチダウンと右方向へのヨーコマンドを送信しました。T+40秒、タイタンは超音速に近い速度で飛行しており、構造的故障を起こさずにこの動作を処理することはできませんでした。急激なピッチダウンとそれに伴う空力応力により、SRMの1つが分離しました。ISDS（偶発的分離破壊システム）が自動的に作動し、SRMが破裂し、残りのロケットも一緒に破壊されました。T+45秒、射場安全担当官は、ブースターの残りの大きな破片が確実に破壊されるように破壊コマンドを送信しました。^{[ 26 ]}

事故原因の究明と機密衛星の残骸回収のため、大規模な復旧作業が開始された。タイタンロケットの残骸はすべて、打ち上げ地点から3～5マイル沖合の海上に落下しており、ブースターの少なくとも30%が海底から回収された。その後も数日間、残骸は海岸に漂着し続け、サルベージ作業は10月15日まで続けられた。

空軍は国防総省のペイロード向けに「オンデマンド打ち上げ」プログラムを推進していたが、タイタンIVの打ち上げに必要な長い準備と処理時間（少なくとも60日間）を考えると、これは実現がほぼ不可能だった。1994年に退役する直前、チャック・ホーナー将軍はタイタン計画を「悪夢」と呼んだ。1998年から1999年のスケジュールでは、12か月以内に4回の打ち上げが予定されていた。その最初の打ち上げはタイタンK-25で、1998年5月9日にオリオンSIGNIT衛星を軌道に乗せることに成功した。2番目はK-17の失敗、3番目はK-32の失敗だった。

前回の失敗の調査による遅延の後、1999年4月9日に打ち上げられたK-32ロケットは、DSP早期警戒衛星を搭載していた。しかし、IUS第2段が分離に失敗し、ペイロードは無用な軌道に取り残された。この失敗の調査の結果、IUS内の配線ハーネスが電気テープで過度に巻かれていたため、プラグが正しく外れず、2つのIUS段が分離できなかったことが判明した。

4回目の打ち上げは1999年4月30日のK-26で、ミルスター通信衛星を搭載していた。セントールのコーストフェーズ飛行中、ロール制御スラスタがRCS燃料が枯渇するまでオープンループで噴射し、上段とペイロードが急速に回転した。再始動時にセントールは制御不能になり、ペイロードは役に立たない軌道に取り残された。この失敗は、誘導コンピュータのデータベースパラメータの入力ミスが原因だったことが判明した。このエラーにより、ロールレートジャイロデータが飛行コンピュータによって無視された。^{[ 27 ] [ 28 ]}