アトラス V

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アトラス V
2005年8月12日11:43:00 (GMT) の、NASAが初めてアトラスVを使用したマーズ・リコネッサンス・オービターの打ち上げ。ロケットの仕様は401だった。
2005年8月12日11:43:00 (GMT) の、NASAが初めてアトラスVを使用したマーズ・リコネッサンス・オービターの打ち上げ。ロケットの仕様は401だった。
機能 EELV/中規模衛星打ち上げロケット
製造 ユナイテッド・ローンチ・アライアンス
開発国 アメリカ合衆国
打ち上げコスト (2014) $18700万ドル[4]
401仕様の場合
大きさ
全高 58.3 m (191.2 ft)
直径 3.81 m (12.49 ft)
重量 334,500 kg (737,400 lb)
段数 2段式
積載量
LEOへのペイロード 9,750–29,420 kg [1] (21,490–64,860 lb)
ペイロード
GTO
4,750–13,000 kg [1] (10,470–28,660 lb)
打ち上げ実績
状態 運用中
射場 ケープカナベラル SLC-41
ヴァンデンバーグ SLC-3E
総打ち上げ回数 43
401:20回、411:3回、421:3回、431:2回)
501:5回、521:2回、531:3回、541:1回、551: 4回)
成功 42
401:19回、411:3回、421:3回、431:2回)
501:5回、521:2回、531:3回、541:1回、551:4回)
部分的成功 1回 (401)[2]
初打ち上げ 401:2002年8月21日
411:2006年4月20日
421:2007年10月10日
431:2005年3月11日
501:2010年4月22日
521:2003年7月17日
531:2010年8月14日
541:2011年11月26日
551:2006年1月19日
特筆すべきペイロード マーズ・リコネッサンス・オービター
ニュー・ホライズンズ
ルナー・リコネサンス・オービター
ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー
ボーイング X-37B
補助ロケット (ノーマル仕様) - エアロジェット
補助ロケット数 1から5基(本文参照)
エンジン 固体燃料:1基
推力 1,270 kN (4,152 kN)
比推力 275秒
燃焼時間 94秒
燃料 固体燃料
補助ロケット(ヘビー仕様 (5HX)) - アトラスCCB
補助ロケット数 2基
エンジン RD-180:1基
推力 (933,400 lbf)
比推力 311秒
燃焼時間 253秒
燃料 RP-1/LOX
第1段 - アトラスCCB
エンジン RD-180:1基
推力 4,152 kN (933,400 lbf)
比推力 311秒
燃焼時間 253秒
燃料 RP-1/LOX
第2段 (アトラス V XX1) - セントール
エンジン RL10A:1基
推力 99.2 kN (22,300 lbf)
比推力 451秒
燃焼時間 842秒
燃料 LH2/LOX
第2段 (アトラス V XX2) - セントール
エンジン RL10A:2基
推力 147 kN (41,600 lbf)
比推力 449秒
燃焼時間 421秒
燃料 LH2/LOX

アトラス Vは、アメリカ合衆国で運用されている使い捨て型ロケット。21世紀初頭に運用が開始されたアトラス・ロケットシリーズの最新型である。アトラスVはロッキード・マーティンが運用していたが、2010年代現在はロッキード・マーティンとボーイング合弁会社ユナイテッド・ローンチ・アライアンスが運営する。アトラスVはロシア製のケロシン液体酸素を推進剤とするRD-180を第1段のロケットとして使用し、アメリカ製の液体水素と液体酸素を燃焼するRL-10を第2段のセントールで使用する。

RD-180エンジンは RD AMROSS から供給され、RL-10はプラット&ホイットニー・ロケットダインから供給される。いくつかの仕様ではエアロジェット製の補助ロケットを第1段の周囲に使用する。ペイロード・フェアリングは直径が4または5mで3種類の長さがあり、Contravesが生産する。ロケットはアラバマ州ディケーターテキサス州ハーリンジェンカリフォルニア州サンディエゴとULAの本社近くのコロラド州デンバーで製造される[3]

2012年6月時点の成功率はほぼ完璧に近い。2007年6月15日に打ち上げられたNROL-30は上段のセントールロケットの燃焼が予定よりも早く停止したために、2機の海洋偵察衛星は予定よりも低い軌道へ投入された[4]。しかし、アメリカ国家偵察局(NRO)ではこの打ち上げは成功に分類されるとしている[5][6]

アトラスVロケットの信頼性の高さを武器に、ロッキードマーチン社は2014年3月、業界で初めて、そして唯一、打上げが完全に失敗した場合の打上げ費用を100%補償あるいは再打ち上げするプログラムをアトラスVロケットに導入した。また米国政府の契約以外の打上げであれば、部分的なトラブルがあった場合も、費用の一部を払い戻しすることにした[7][8]

歴史[編集]

アトラスVはアトラスシリーズの中で最新の機種である。アトラスIIIと比較すると複数の変更箇所があり、アトラスIIと比較すると再設計に近い。アトラスIVは存在しない。

  1. "1.5段" 技術はアトラスIIで廃止され、アトラスIIIと同じ近代的なRD-180エンジンが搭載された[9]
  2. 第1段の直径が10フィートから12.5フィートに拡大された。アトラスIIまでに搭載されていた西側のエンジンと比較してRD-180エンジンは推進剤の混合比が異なるので、酸化剤タンクが(燃料タンクと相対的に)拡大された。
  3. 第1段のタンクは「風船」のように内圧で維持する構造が廃止された。タンクはアイソグリッド構造のアルミニウム製で、内圧をかけていなくても安定する[9]
  4. ステンレス鋼よりも熱伝導率の高いアルミニウムを使用することにより、液体酸素の断熱が必要になった。タンクはポリエチレンを基にする層で覆われる。
  5. 補助ロケットを並列に取り付ける部分があり、より小型の固体燃料補助ロケットと第1段と同一の液体燃料補助ロケットを第1段の構造体に設置できる[9]

アトラスVはアメリカ空軍の発展型使い捨てロケット計画の一環としてロッキード・マーティン・コマーシャル・ローンチ・サービシーズによって開発された。使い捨てロケットとはどのロケットも1度しか使用しない事を意味する。打ち上げはケープカナベラル空軍基地第41複合発射施設ヴァンデンバーグ空軍基地第3複合発射施設から行われる。ロッキード・マーティン・コマーシャル・ローンチ・サービシーズはアトラスVの世界中の顧客との取引業務を継続する[10]

最初のアトラスVは2002年8月21日に打ち上げられ、2007年の打ち上げを除いて全て成功した。 アトラスVシリーズは第1段にロシア製のRD-180を備えた新開発のコモン・コア・ブースター(CCB)と最大5基のエアロジェット製の固体燃料補助ロケットを使用する。CCBは直径 12.5 ft (3.8 m)、全長 106.6 ft (32.5 m) で、627,105 lb (284,450 kg) の液体酸素とRP-1を推進剤として使用する。第1段ロケットは約4分間作動して約4MN (860,000 lbf) の推力を離床時に生み出す。この推力の大部分は4.152MNの推力を生み出すロシア製のRD-180によるものである[9]

セントール上段エンジンはタンク内を加圧することで維持する設計の低温推進剤のタンクである。アトラスVのセントールは 5.5 ft (1.68 m) 延長され、1基または2基のRL10A-4-2エンジンを使用する。それぞれのエンジンの推力は 99.2 kN (22,300 lbf) である。RL10A-4-2エンジンはより信頼性が高く扱いやすく改良された仕様である。

慣性誘導装置 (INU) は以前のアトラスシリーズと同様にセントールに備えられ、アトラスとセントールのタンクの内圧や推進剤の使用を制御する。 セントールのエンジンは宇宙空間において複数回の着火能力を有し、低軌道から静止トランスファ軌道へ投入できる。 その後、3度目の燃焼により静止軌道へ直接投入可能である[11]。セントールロケットは2000年代末現在運用中の液体水素を推進剤として使用する上段ロケットの中で総重量に占める推進剤の比率が最も高いので、同じ推進剤の量であればより高い軌道にペイロードを投入できる[12]

アトラスVの多くのシステムが徐々に改良されつつある。既存の冗長系の無い航法と計算装置を故障を許容する装置に置き換えることによりアトラスVの信頼性を高める為の Fault Tolerant INU (FTINU) の作業が2001年から開始された[13]。更新されたFTINUを搭載して2005年に打ち上げられ[14]、2010年にはより向上したFTINUユニットが搭載された[15]。 アトラスVが打ち上げた最も重いペイロードはスペースシステムズ/ロラール社によって製造された14,625ポンド (6,634 kg)の通信衛星で、2008年4月14日に打ち上げられた[16]

2007年の弁の不調[編集]

アトラスVロケットの唯一の失敗は2007年6月15日の打ち上げで、セントール上段が予定より早く停止した事により、積載されていたNROL-30海洋偵察衛星は予定よりも低い軌道に投入された[4]。これは弁からもれていた事が原因で、弁の交換により次のアトラスVの打ち上げが延期された[17]

将来の開発[編集]

アトラス V HLV[編集]

アトラス V HLV (Heavy Lift Vehicle) は3基のコモン・コア・ブースター (CCB) を束ねることで低軌道へ25トンの投入能力を持つものである。アトラスHLVと既に使用されているアトラスV単一コアロケットで、約95%の機材の打ち上げ需要を満たす事が出来る。

ランド社による国防長官への2006年の報告書によると、ロッキード・マーティンはアトラスVHLVを開発しないと決めたとされる[18]。この報告書によると、空軍と国家偵察局は「アトラスVヘビーの開発を含むEELVの重量物運搬仕様の必要性は認識している」そして「RD-180の問題を解決する為に共同製造や備蓄やRD-180を置き換えるアメリカ製のエンジンの開発」の必要性も認識しているという趣旨だった[19]。 アトラスVHLVの打ち上げ能力はデルタIVヘビーにほぼ相当する。デルタIVはアメリカ国内のプラット&ホイットニー・ロケットダインによって開発生産されるRS-68エンジンを使用しており、デルタIVヘビーは2004年から2010年までに4回打ち上げられた。

2008年から、アトラスVHLV仕様は顧客から注文後30ヶ月で入手できるようになった[20]

GXロケット[編集]

第1段にアトラス V のコモン・コア・ブースター、第2段にLNG/LOXを推進剤とする新型ロケットエンジンを使用したGXロケットの開発がアメリカと日本の共同で行われ、初号機は2012年にアトラスVで使用されるヴァンデンバーグ空軍基地のSLC-3E発射台から打ち上げられる予定だった[21]。2009年12月、GXロケットの計画は中止された[22]。LNGを燃料とするエンジンの開発は他の目的の為に継続されている。

アトラス・フェイズ2[編集]

ボーイングとロッキード・マーティンが運用するユナイテッド・ローンチ・アライアンスはデルタ IVに使用される直径5mの生産設備を活用する構想である。直径5mの1段目と2基のRD-180エンジンにより重量物打ち上げロケットとして "アトラス・フェイズ2" または "PH2." を開発する予定である。アトラス V PH2-ヘビーは(直径5mのロケット3基を並列にしてRD-180は6基になる)シャトルCアレスVと同規模になるとオーガスティン報告書で述べられている。

形式[編集]

全てのアトラスロケットは(H-IIAロケットと同様に)ロケットの構成から決まる3桁の数字の名称を持つ。100の位の数字はノーズコーンフェアリングの直径 (4 m / 5.4 m) を表し、4または5のどちらかである。10の位の数字は第1段に取り付けられる固体燃料補助ロケットの本数(4mフェアリングならば0本から最大3本、5mフェアリングの場合は0から最大5本まで)を表す。最後に1の位の数字はセントールロケットに搭載されるエンジンの個数(1基または2基)を示している。シングルエンジンのセントール (SEC) は主に静止トランスファ軌道に投入されるか、あるいは地球引力圏を脱出する場合に用いられる。デュアルエンジンのセントール (DEC) は主に低軌道に投入される場合に用いられる。DEC仕様のアトラスVは2010年代初頭時点では打ち上げられておらず、計画段階である。

例えば、“アトラスV 552”という型名ならば、5mフェアリングと5本の固体ブースターを使用し、2基のセントールエンジンを組み合わせていることを表し、“431”という型名ならば、4mフェアリングと3本の固体ブースター、そして1基のセントールエンジンを組み合わせていることを表す。

アトラスVには2種類のフェアリングの大きさがある。アトラスIIから使用される直径4mのフェアリングとそれを延長した形式(AV-004/インマルサット4-F1の打ち上げを参照)と、ロッキード・マーティンが導入したコントラベス社(現在はスイスの Oerlikon Space 社[5])が開発、生産する直径5.4m(4.57mが使用可能)のフェアリングである。コントラベス社のフェアリングは複合材料で出来ており飛行実績のある物を基にしている。アトラスVでは3形式が使用できる。短縮型と中型の仕様はアトラスV5XXシリーズで使用できる。延長型はアトラスVヘビーで使用される予定である。従来のフェアリングはペイロードのみを覆いセントールは大気に晒される。コントラベス社のフェアリングはペイロードと同様にセントール上段ロケットも覆う。

ロッキードとビゲロー・エアロスペースは、2006年9月に有人仕様のアトラスVを潜在的な民間宇宙飛行市場へ投入する合意を交わした[23]

2010年9月21日時点で、打ち上げ実績がないものを含めて21形式が存在する[24][25]

Atlas V Mission Planner's Guide - March 2010 (PDF) も参照)

型名 補助ロケットの数 第2段のエンジン数 フェアリングの直径 低軌道へのペイロード GTOへのペイロード 打上実績
401 - 1基 4 m 9,797 kg[26] 4,951 kg[26] 19
402 - 2基 4 m 12,500 kg - 0
411 1 1基 4 m 12,150 kg[26] 5,950 kg[26] 3
412 1 2基 4 m - - 0
421 2 1基 4 m 14,067 kg[26] 6,890 kg[26] 3
431 3 1基 4 m 15,718 kg[26] 7,700 kg[26] 2
501 - 1基 5.4 m 8,123 kg[26] 3,775 kg[26] 4
502 - 2基 5.4 m 10,300 kg - 0
511 1 1基 5.4 m 10,986 kg[26] 5,250 kg[26] 0
512 1 2基 5.4 m 12,050 kg - 0
521 2 1基 5.4 m 13,490 kg[26] 6,475 kg[26] 2
522 2 2基 5.4 m 13,950 kg - 0
531 3 1基 5.4 m 15,575 kg[26] 7,475 kg[26] 3
532 3 2基 5.4 m 17,250 kg - 0
541 4 1基 5.4 m 17,443 kg[26] 8,290 kg[26] 1
542 4 2基 5.4 m 18,750 kg - 0
551 5 1基 5.4 m 18,814 kg[26] 8,900 kg[26] 4
552 5 2基 5.4 m 20,050 kg - 0
Heavy (HLV (5H1)) CCBが2基 1基 5.4 m - 13,605 kg 0
Heavy (HLV DEC (5H2)) CCBが2基 2基 5.4 m 29,400 kg - 0

アトラス V の打ち上げ[編集]

# 日付 型名 シリアル
ナンバー
打ち上げ場所 ペイロード
(衛星名)
ペイロードの種類 軌道 結果 備考
1 2002年
8月21日
401 AV-001 CCAFS LC41 ホットバード6号 商用通信衛星 GSO 成功 アトラスV
初打ち上げ
2 2003年
5月13日
401 AV-002 CCAFS LC41 ヘラスサット2号 商用通信衛星 GSO 成功 ギリシャキプロス初の衛星
3 2003年
6月17日
521 AV-003 CCAFS LC41 レインボー1号 商用通信衛星 GSO 成功 アトラスV 500
初打ち上げ
固体燃料補助ロケットを伴うアトラスV 500の初打ち上げ
4 2004年
12月17日
521 AV-005 CCAFS LC41 AMC 16 商用通信衛星 GSO 成功[27]
5 2005年
3月11日
431 AV-004 CCAFS LC41 インマルサット4-F1 商用通信衛星 GSO 成功 固体燃料補助ロケットを伴うアトラスV 400の初打ち上げ
6 2005年
8月12日
401 AV-007 CCAFS LC41 マーズ・リコネッサンス・オービター 火星探査機 脱出軌道 成功 アトラスVによる初のNASA
探査機の打ち上げ
7 2006年
1月19日
551 AV-010 CCAFS LC41 ニュー・ホライズンズ 冥王星を含むEKBO探査機 脱出軌道 成功 ボーイングスター48Bを3段目に使用した、アトラスVにとって初の3段式仕様による打ち上げ
8 2006年
4月20日
411 AV-008 CCAFS LC41 アストラ1KR英語版 商用通信衛星 GSO 成功[28]
9 2007年
3月8日
401 AV-013 CCAFS LC41 宇宙テスト・プログラム-1英語版 軍事研究衛星6機 LEO 成功[29] *ULAによるアトラスの初打ち上げ
*アトラスVで初の3回燃焼
*初の夜間打ち上げ
*オービタル・エクスプレス英語版
*ファルコンサット英語版-3
10 2007年
6月15日
401 AV-009 CCAFS LC41 USA-194(NROL-30R) (NOSS-4-3A & B) 国家偵察局偵察衛星2機 LEO 部分的失敗(予定より低い軌道に投入) セントール上段の早期停止により予定軌道投入に失敗
国家偵察局による初めてのアトラスVの打ち上げ
11 2007年
10月11日
421 AV-011 CCAFS LC41 WGS SV-1 軍事通信衛星 GTO 成功[30] 弁交換[17]
12 2007年
12月10日
401 AV-015 CCAFS SLC-41 NROL-24 国家偵察局偵察衛星 モルニヤ軌道 成功[31]
13 2008年
3月13日
411 AV-006 VAFB SLC-3E NROL-28英語版 国家偵察局偵察衛星 モルニヤ軌道 成功[32] ヴァンデンバーグからの初めての打ち上げ[32]
14 2008年
4月14日
421 AV-014 CCAFS LC41 ICO G1英語版ドイツ語版 商用通信衛星 GTO 成功[33] *ロッキードマーティン・コマーシャル・ローンチ・サービシーズが打ち上げを請負った。
*アトラスによる最も重いペイロードの打ち上げ(2012年のMUOS-1打ち上げまでは)。
*打ち上げ時、世界最大の通信衛星の打ち上げ(2009年、テレスター1英語版打ち上げまで)。
15 2009年
4月4日
421 AV-016 CCAFS LC41 WGS SV-2 軍事通信衛星 GTO 成功[34]
16 2009年
6月18日
401 AV-020 CCAFS LC41 ルナー・リコネサンス・オービター及びエルクロス 月探査機及び月面衝突実験機 高軌道 成功[35] *セントール上段ロケットが初めて月面に衝突した。
17 2009年
9月8日
401 AV-018 CCAFS SLC-41 PAN (Palladium At Night) 軍事通信衛星 GTO 成功[36]
18 2009年
10月18日
401 AV-017 VAFB SLC-3E DMSP 5D3-F18 軍事気象衛星 LEO/S 成功[37]
19 2009年
11月23日
431 AV-024 CCAFS SLC-41 インテルサット14号 商用通信衛星 GTO 成功[38] LMCLSによる打ち上げ。
20 2010年
2月11日
401 AV-021 CCAFS SLC-41 SDO 太陽観測衛星 GTO 成功[39]
21 2010年
4月22日
501 AV-012 CCAFS SLC-41 X-37B OTV-1 再利用型宇宙往還試験機 LEO 成功[40] ペイロードフェアリングの欠片の一つが海面に墜落した時、破壊されなかった。破片はヒルトンヘッド島で発見された。
22 2010年
8月14日
531 AV-019 CCAFS SLC-41 AEHF(先進EHF通信衛星)-1 軍事通信衛星 GTO 成功[41]
23 2010年
9月21日
501 AV-025 VAFB SLC-3E NROL-41 国家偵察局偵察衛星 LEO 成功[42]
24 2011年
3月5日
501 AV-026 CCAFS SLC-41 X-37B OTV-2 再利用型宇宙往還試験機 LEO 成功[43]
25 2011年
4月15日
411 AV-027 VAFB SLC-3E NROL-34 国家偵察局偵察衛星 LEO 成功[44]
26 2011年
5月7日
401 AV-022 CCAFS SLC-41 SBIRS GEO-1 (USA-230) 弾道ミサイル早期警戒衛星 GTO 成功[45]
27 2011年
8月5日
551 AV-029 CCAFS SLC-41 ジュノー 宇宙探査機 太陽周回軌道 成功[46]
28 2011年
11月26日
541 AV-028 CCAFS SL-C41 マーズ・サイエンス・ラボラトリー 火星ローバー Hyperbolic 成功 *541型最初の打ち上げ
*セントール上段が太陽周回軌道に乗る
29 2012年
2月24日
551 AV-030 CCAFS SL-C41 MUOS-1 軍事通信衛星 GTO 成功 セントール200回目の打ち上げ、機体にGPS追跡システムを初装備。
*2013年時点で最重量級のペイロード。
30 2012年
5月4日
531 AV-031 CCAFS SL-C41 AEHF(先進EHF通信衛星)-2 軍事通信衛星 GTO 成功[47]
31 2012年
6月20日
401 AV-023 CCAFS SL-C41 USA-236 (NRO L-38) 国家偵察局偵察衛星 GEO 成功 50回目の発展型使い捨てロケットの打ち上げ
32 2012年
8月30日
401 AV-032 CCAFS SL-C41 RBSP-A & B ヴァン・アレン帯探査衛星 HEO
(長楕円軌道)
成功
33 2012年
9月13日
401 AV-033 VAFB SLC-3E USA-238(NROL-36)
CubeSat 11個
国家偵察局衛星
技術試験他
成功
34 2012年
12月11日
501 AV-034 VAFB SL-C41 USA-240(X-37B OTV-3 再利用型宇宙往還試験機 LEO 成功
35 2013年
1月31日
401 AV-036 VAFB SL-C41 TDRS-K データ中継衛星 GTO 成功
36 2013年
2月11日
401 AV-037 VAFB SLC-3E ランドサット8号 地球観測衛星 SSO 成功 NASAの宇宙機を初めて西海岸から打ち上げた。
37 2013年
3月19日
401 AV-037 CCAFS SL-C41 SBIRS GEO-2 (USA-231) 弾道ミサイル早期警戒衛星 GTO 成功[48]
38 2013年
5月15日
401 AV-039 CCAFS SLC-41 USA-242英語版 (GPS IIF-4) 航法衛星 MEO 成功[49] *Atlas Vで最初に打ち上げられたGPS衛星
  • Longest Atlas V mission to date
39 2013年
7月19日
551 AV-040 CCAFS SLC-41 MUOS-2英語版 軍事通信衛星 GTO 成功 これまでにAtlasで打ち上げられた最重量のペイロード[50]
40 2013年
9月18日
531 AV-041 CCAFS SLC-41 USA-246英語版 (AEHF-3) 軍事通信衛星 GTO 成功[51]
41 2013年
11月18日
401 AV-038 CCAFS SLC-41 MAVEN 火星探査衛星 双曲線軌道後、火星周回軌道 成功[52]
42 2013年
12月5日
501 AV-042 VAFB SLC-3E NROL-39
CubeSat 12機
軍事偵察衛星 LEO 成功[53]
43 2014年
1月24日
401 AV-043 VAFB SL-C41 TDRS-L NASAのデータ中継衛星 GTO 成功
44 2014年
4月3日
401 AV-044 VAFB SL-C3E DMSP-5D3 F19 軍事気象衛星 SSO 成功[54]
45 2014年
4月10日
541 AV-045 CCAFS SLC-41 NROL-67 軍事偵察衛星 GSO 成功[55]
46 2014年
5月22日
401 AV-046 CCAFS SLC-41 NROL-33 軍事データ中継衛星 成功[56]

今後の打ち上げ計画[編集]

最新の打ち上げ計画については2010-2019年の打ち上げ計画(英語版)を参照。

ギャラリー[編集]

関連項目[編集]

同規模のロケットの比較: デルタ IVプロトンアリアン5長征5号GSLV Mk.IIIアンガラファルコン9H-IIAロケットH-IIBロケットゼニット

出典[編集]

  1. ^ a b ユナイテッド・ローンチ・アライアンス. “Atlas V Product Card (PDF)”. 2010年閲覧。...
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