慣性上段ロケット

慣性上段ロケット（かんせいじょうだんロケット、: IUS, 元々は Interim Upper Stageとして知られていた）または慣性誘導上段ロケット（かんせいゆうどうじょうだんロケット）とは、二段構成の固体ロケットエンジンである。アメリカ空軍によって開発された。開発目的はタイタンIIIロケット、タイタン 34D、（後にタイタンIV）、またはスペースシャトルの貨物室から重くて大きなペイロードを打ち上げるためである。

開発 
1969年から同74年にかけてスペースシャトル開発期を通じて、NASAは、米空軍が行う援助を受けつつ、スペースシャトル上でも、しかし同時にタイタンIIIにも切り替えて使えるロケットの上部ステージを欲していた。これにより、タイタンIII型は、サターンV型ロケットの派生型であり1973年に一度だけスカイラブを打ち上げるために使われた以来の、合衆国軍用でもっとも強力な無人ロケットとなる予定だった。これは、万が一、スペースシャトルが開発途中の試験が遅延した際に使う保険として開発していた。しかし、NASAは、惑星探査ミッションにセントール上部段の別バージョンを使用することを検討していた。米空軍はトランステージというハイパーゴリック推進剤仕様の、ほとんどのタイタンIII型に使われた上段を使いたい、セントールは必要無いと思っていた。トランステージはセントールとは違い、シャトルのOMSやRCSと同じ燃料/酸化剤を使えた。

固体燃料のIUSはトランステージとセントールとの間を埋めるものとして作られたものだった。トランステージはNASAの大抵のペイロードの打ち上げに足りうるほどに強力では無く、ごく軽い衛星を軌道に乗せられる程の非力なもので力不足だった。それに対して、セントールは全ての軍事衛星や偵察衛星・電子諜報衛星を打ち上げるために必要とされていなかった。つまりこれ一本で小型・軽量級から大型・重量級までの衛星を打ち上げるためには能力が有りすぎて、まさに役不足だったのである。IUSは、スペースシャトルかタイタン 34Dのどちらかを使って、2つのアメリカ国防総省もしくはアメリカ国家安全保障局の大型偵察衛星（DSP衛星）をソビエト連邦の衛星よりも上空を飛ぶふさわしい軌道に投入するのに、または単一のNASAの衛星（よく知られているものにTDRS等が有る）を静止軌道に投入するのに十分な能力を持っていた。

IUSの最初の打ち上げは1983年、スペースシャトルSTS-6ミッションの少し前、ケープカナベラル空軍基地からタイタン 34Dを使ってのものだった。ボーイングがIUSの主要な請負人だった。協力企業としてユナイテッド・テクノロジーズ社化学システム部門がIUSの固体ロケットモーターを製造した。

働き 
IUSは二段ロケットだった。タイタン・ロケットにより離翔し、または、スペースシャトルの「貨物（カーゴ）」として格納されて、それらのロケットと一緒に打ち上げられた。

タイタン打ち上げでは、一段目と二段目および補助固体ブースタがIUSをペイロードと共に運び上げ、低軌道まで打ち上げたものだった。そこでIUSはタイタンと切り離され、より高高度の軌道へと遷移する楕円軌道に移すためのIUS自身の第一段目を点火したのである。

シャトル打ち上げでは、貨物室が開けられ、IUS とペイロードが50度の角度で持ちあげられて放出された。シャトルがペイロードから安全な距離を充分にとって離れると、第一段目を点火して、そこからはタイタンでの打ち上げミッションと同様に”トランスファ軌道”に入ったのであった。遠地点へと近づく直前に第一段目と段間部を切り離し、丁度、遠地点で軌道の形を円形にするために第二段を着火し、衛星を分離した。その後、高度調整ジェットをつかって逆噴射を行い、IUS が運んできたペイロードとぶつかる危険を避けるために軌道を落としたのである。

追記すると、下記の通信衛星・偵察衛星打ち上げミッションでは、衛星は24時間で一周する静止軌道に乗せられたが、IUS は惑星間探査機を加速するのにも使われた。それらの探査機打ち上げミッションでは、第一段目が燃え尽き分離してからすぐに第二弾目が点火された。低い高度で第二段目に点火することで、探査機は地球軌道から離脱するのに必要なだけの速度を得ることができた。

IUS が使われた打ち上げ任務 
2007年現在、以下のミッションはIUS を使って打ち上げられた。これらのほとんどがスペースシャトルからの打ち上げである。1986年のチャレンジャー号事故ののち、スペースシャトル用セントールが禁止されてから特に増えた。

現状 

今のところ、IUS よりもっと使いやすく効率的なセントール上段が、新型のアトラス Vも含んだアトラスロケットで使われているため、IUS は事実上の"semi-retired"、「準退役」状態に置かれている。しかしながら、将来において、デルタ IVを増強させるために使われるかもしれない。もしかしたら、例えばアレスIやアレスVのような現時点で未だ計画段階にあるシャトル派生型ロケットにおいて上段として使われるかもしれない。

しかしながら万に一つでもありそうに無いことだが、最後に残った慣性上段ロケットを使った最終打ち上げとして、かつボーイング社のIUSチームが解散していなければ、将来にわたってのIUS衛星搭載ロケットの生産は、全く以って高額なものになるだろう。

脚注

参考文献 
The Cape, Chapter 2, Section 6, TITAN 34D Military Space Operations and Facilities at the Cape
Titan IV Inertial Upper Stage (IUS)
SPACE TRANSPORTATION SYSTEM PAYLOADS

関連項目

打ち上げ機
タイタン (ロケット)
スペースシャトル
タイタン 34D
タイタン IV

軌道 
人工衛星の軌道
人工衛星の軌道要素も参照のこと
静止トランスファ軌道
静止軌道
近点・遠点
アポジキックモーター

スペースシャトル計画
アメリカ合衆国の固体燃料ロケット
アメリカ合衆国のロケットエンジン