アトラスV

アトラスV（アトラスファイブ、Atlas 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の合弁会社のユナイテッド・ローンチ・アライアンスが運用する。アトラスVはロシア製のケロシンと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、RUAGスペース（英語版）社が生産する。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。 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アメリカ国家偵察局（NRO）の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。しかし、アメリカ国家偵察局ではこの打ち上げは成功に分類されるとしている。 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・マーティンは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。 2021年8月、ULAはアトラスVの販売停止を発表した。残りの打ち上げ予定回数は29である。後継機はメインエンジンに米国製のBE-4を採用し、2022年の初打上げを目指して開発中のヴァルカンである。 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。 "1.5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。 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。 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。 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。 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。 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段も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の第41発射施設とヴァンデンバーグ空軍基地の第3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。 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。 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。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。 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の信頼性を高めるための Fault Tolerant INU (FTINU) の作業が2001年から開始された。更新されたFTINUを搭載して2005年に打ち上げられ、2010年にはより向上したFTINUユニットが搭載された。アトラスVが打ち上げた最も重いペイロードはオービタル・サイエンシズ社が製造したISS無人宇宙補給機 シグナス CRS OA-4（打ち上げ時重量 7,492キログラム (16,517 lb)）で、2015年12月6日に打ち上げられた。 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。これは推進剤が弁から漏れていた事が原因で、弁を交換するため次のアトラスVの打ち上げが延期された。 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V HLVを開発しないと決めたとされる。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」および「RD-180の問題を解決するために共同製造や備蓄、RD-180を置き換えるアメリカ製エンジンの開発を行う必要性」を認識しているという趣旨だった。アトラスV HLV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年には、ユナイテッド・ローンチ・アライアンスはアトラスV HLV仕様は顧客から注文があれば30ヶ月で提供できるとしていた。 2015年3月にユナイテッド・ローンチ・アライアンスのCEO トーリー・ブルーノは Twitter でアトラスV HLV仕様の開発は行わず、次世代打ち上げシステム（ヴァルカン）に集中すると明らかにした。 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。2009年12月、GXロケットの計画は中止された。LNGを燃料とするエンジンの開発は他の目的のために継続されている。 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やアレス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。 全てのアトラスロケットは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RUAG Space社）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。 2014年10月30日時点で、打ち上げ実績がないものを含めて20形式が存在する。 （Atlas V Mission Planner's Guide - March 2010 (PDF) も参照） 最新の打ち上げ計画についてはアトラスシリーズの打ち上げ一覧 (2010–2019)（英語版） を参照。 ケープカナベラル空軍基地の41番射場から打ち上げられる、アトラスV 551によるニュー・ホライズンズ深宇宙探査機 垂直に持ち上げられるアトラスVの第1段 2005年8月12日に、火星に向けてアトラスV 401に搭載されて打ち上げられたMRO探査機 X-37B OTV-1（軌道周回試験機）は2010年4月22日に打ち上げられた軍用のスペースプレーンである。 ULA Atlas V data sheets Atlas - Yesterday, Today and Tomorrow http://www.astronautix.com/lvs/atlasv.htm Atlas V Propulsion - Powered by Innovation