超重量級打ち上げロケット(SHLLV )は、アメリカ合衆国によれば50トン(11万ポンド)[ 1 ] [ 2 ] 、ロシアによれば100トン(22万ポンド)以上のペイロードを低地球軌道に打ち上げることができるロケットである。 [ 3 ]これは、質量による軌道投入能力の分類で最も能力の高い打ち上げロケットであり、重量級打ち上げロケットの分類を超えている。有人月面および惑星間ミッションは、通常、超重量級打ち上げロケットに依存している。
2022年までに打ち上げに成功したペイロードはわずか14個で、うち12個は1972年以前のアポロ計画の一環で、残り2個は1987年と1988年のエネルギア社の打ち上げである。
1960年代には、シードラゴンを含むいくつかの超大型ロケットのコンセプトが考案された[ 4 ]。宇宙開発競争の間、アメリカ合衆国とソビエト連邦はそれぞれサターンVとN1を建造した。サターンVによるアポロ計画の成功とN1の失敗の後、ソ連のエネルギア社は1980年代に2回の打ち上げを行い、そのうち1回はブラン宇宙機を搭載したものであった。その後の20年間で、スペースシャトル由来のロケットやRus-Mなど、再び複数のコンセプトが考案されたが、いずれも実現には至らなかった。
21 世紀には、超大型打ち上げロケットが再び注目を集め始め、ファルコン・ヘビー、スペース・ローンチ・システム、スターシップの開発と打ち上げ、長征 9 号、10 号、エニセイ、NGLV、ニュー・グレン9x4 ロケットの開発につながりました。
飛行車両
引退
運用
- ファルコン・ヘビーは、完全使い捨て構成で63.8トン(141,000ポンド)を低地球軌道(LEO)に打ち上げることができ、3つのブースターのうち2つが回収される部分再使用構成では推定57トン(126,000ポンド)を打ち上げることができる。 [ 10 ] [ 11 ] [ a ]後者の構成は2022年11月1日に飛行したが、[ 13 ]はるかに小さい約3,700 kg(8,200ポンド)のペイロードが静止軌道に打ち上げられ、最大の約9,200 kg(20,300ポンド)のペイロードが2023年7月29日のロケット全体で7回目の飛行で静止軌道に打ち上げられた。完全使い捨て構成は2023年5月1日に初飛行したが、静止軌道に打ち上げられたペイロードは約6,722 kg(14,819ポンド)と小型であった。最初の試験飛行は2018年2月6日に行われ、3基全てのブースターの回収が試みられ、イーロン・マスクの1,250 kg(2,760ポンド)のテスラ・ロードスターが火星周回軌道に打ち上げられた。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
- スペース・ローンチ・システム(SLS)は、アメリカ航空宇宙局(NASA)が開発した、 2022年11月16日に最初のミッションを開始した米国政府の超重量級使い捨て打ち上げ機である。SLSは、 NASAの深宇宙探査計画の主力打ち上げ機となる予定であり、[ 17 ] [ 18 ]計画されているアルテミス計画の有人月面飛行や、 2030年代に予定されている火星への有人ミッションも含まれる。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
開発中
- スターシップは、スペースXが民間で開発している2段式の完全再利用可能な軌道投入型ロケットで、第1段のスーパーヘビーブースターと第2段のスターシップで構成されています。[ 22 ] [ 23 ]長期間の貨物および旅客輸送用の宇宙船として設計されています。[ 24 ] 2回の飛行試験に失敗した後、[ 25 ] [ 26 ]スターシップは2024年3月14日の3回目の飛行で最初の打ち上げに成功し、[ 27 ] 4回目の飛行で両段の軟着陸を達成しました。[ 28 ]
- 長征9号は、中国打上げ機技術研究院が開発中の中国の三段式軌道投入型部分再使用型ロケットです。長年にわたり設計は幾度となく大きな変更が加えられており、最新の設計はSpaceXのスターシップに類似しています。長征9号は2030年代初頭までに運用開始が予定されています。[ 29 ]
- 長征10号は、中国ロケット技術研究院が開発中の中国の3段式軌道投入部分再使用型打ち上げロケットであり、最初の打ち上げは2025年から2027年を予定している。
- ニューグレン9x4は、ブルーオリジンが開発中の部分的に再利用可能な2段式軌道投入ロケットです。[ 30 ]このロケットは現在飛行中のニューグレン7x2から派生したものです。[ 30 ]
飛行失敗
- N1は、1965年から1974年にかけてソビエト連邦で開発された3段式の超大型ロケットである。ソ連版サターンVと称されるこのロケットは、4回の試験飛行全てが失敗に終わった。月面ミッションでは、L3有人月面ペイロードを低地球軌道に打ち上げる予定だった。L3には、母船となるソユーズ7K-LOKと、有人月面着陸に使用されるLK月着陸船の2段がさらに搭載されていた。ブロックAの第一段は、初飛行でスーパーヘビーブースターに取って代わられるまで、製造されたロケット段の中で最大の推力記録を保持していた。
比較
提案されたデザイン
中国の提案
長征10号は、 2018年に中国の月探査計画のコンセプトとして初めて提案されました。[ 47 ]長征9号は、150トン(33万ポンド)を超える低軌道到達可能なロケットで、2018年に中国によって提案され、 [ 48 ] 2028年までに打ち上げが計画されています。長征9号の長さは114メートルを超え、ロケットは直径10メートルのコアステージを備えています。長征9号は、地球-月トランスファー軌道に50トンを超えるペイロードを運ぶことが期待されています。[ 49 ] [ 50 ]開発は2021年に承認されました。[ 51 ]
ロシアの提案
エニセイ[ 52 ]は、出力の低いアンガラA5Vプロジェクトを推進する代わりに既存の部品を使用した超大型打ち上げロケットであり、 2016年8月にロシアのRSCエネルギアによって提案されました。[ 53 ]
2016年には、アンガラ計画の妨げを避けるためにも、エネルギア・ブースターの復活が提案された。[ 54 ]このロケットが開発されれば、ロシアはよりシンプルなロジスティクスで恒久的な月面基地の設立に向けたミッションを開始できるようになる。40トンのアンガラA5V 4基の代わりに、80~160トンの超重量級ロケット1基または2基を打ち上げることで、迅速な連続打ち上げと複数回の軌道上ランデブーが可能になる。2018年2月には、КРКСТК(超重量級宇宙ロケット複合体)の設計が更新され、少なくとも90トンをLEOに、20トンを月極軌道に打ち上げ、ボストチヌイ宇宙基地から打ち上げるようになった。[ 55 ]最初の飛行は2028年に予定されており、月面着陸は2030年に開始される。[ 56 ]この提案は少なくとも一時停止された可能性がある。[ 57 ]
米国の提案
ブルーオリジンはニューグレンロケットに続くプロジェクトとしてニューアームストロングという計画があり、一部のメディアはこれがより大型の打ち上げ機になると推測している。[ 58 ]
キャンセルされたデザイン
サターンV、シードラゴン、惑星間輸送システムの比較
スペースシャトル、アレスI、サターンV、アレスVの比較数多くの超重量級ロケットが提案され、キャンセルされるまでにさまざまなレベルの開発が行われました。
アポロ/サターンVに対抗するソ連の有人月面計画の一環として、 N1ロケットは95トン(209,000ポンド)のペイロード容量で秘密裏に設計された。1969年から1972年にかけて4機の試験機が打ち上げられたが、すべて打ち上げ直後に故障した。[ 59 ]この計画は1974年5月に中断され、1976年3月に正式に中止された。[ 60 ] [ 61 ]ソ連のUR-700ロケットの設計構想はN1と競合したが、開発されることはなかった。構想では、低地球軌道まで 最大151トン(333,000ポンド)のペイロード容量[ 62 ]を持つことになっていた。
アエリータ計画(1969~1972年)の間、ソ連はアメリカに先んじて火星探査を行う手段を開発していた。彼らはUR-700の原子力型であるUR-700 Aと、液体酸素(LOx)/ケロシン型であるUR-700Mを設計し、2回の打ち上げで1,400トン(3,100,000ポンド)のMK-700宇宙船を地球周回軌道上で組み立てることを目指した。UR-700Mのペイロード容量は750トン(1,650,000ポンド)であった。[ 63 ]ユニバーサルロケットで設計段階を通過したのはUR-500のみであり、N1はソ連の月面および火星探査ミッション用の大型ロケット(HLV)として選定された。[ 64 ]
1969年に提案されたUR -900は、低軌道へのペイロード容量が240トン(53万ポンド)であったが、結局計画段階から外れることはなかった。[ 65 ]
ジェネラル・ダイナミクス・ネクサスは、1960年代にサターンVロケットの完全再利用可能な後継機として提案され、最大450~910トン(99万~200万ポンド)を軌道に輸送する能力を持っていました。[ 66 ] [ 67 ]
アメリカのサターンMLVロケットファミリーは、1965年にNASAによってサターンVロケットの後継機として提案されました。[ 68 ]このロケットは、最大160,880 kg(354,680ポンド)を低地球軌道に運ぶことが可能でした。NASAは1960年代初頭にサターンVを選択する前に、ノヴァの設計も検討していました。 [ 69 ]ノヴァは1964年に中止され、再利用可能な派生型が開発されました。[ 70 ]
スタッフォード統合報告書の勧告に基づき、ファースト・ルナ・アウトポスト(FLO)は、サターンをベースとした巨大な打ち上げ機、コメットHLLVを利用する予定でした。コメットは、LEOに254.4トン、月周回軌道投入(TLI)で97.6トンの物質を投入する能力を備えており、これまで設計された中で最も高性能なロケットの一つでした。[ 71 ] FLOは、宇宙探査イニシアチブの他の計画と同様に、設計段階で中止されました。
コンステレーション計画のために開発された米国のアレスVは、コスト削減のため、地上および飛行中のハードウェアの両方において、スペースシャトル計画の多くの要素を再利用することを目的としていました。アレスVは188トン(414,000ポンド)の貨物を積載するように設計されていましたが、2010年に中止されました。[ 72 ]
シャトル派生型大型ロケット(HLV)は、NASAコンステレーション計画のための超大型ロケットの代替案として2009年に提案された。[ 73 ]
1962年の設計提案「シードラゴン」は、高さ150メートル(490フィート)の巨大な海上発射ロケットで、550トン(1,210,000ポンド)を低地球軌道に打ち上げることができるというものでした。設計の予備エンジニアリングはTRW社によって行われましたが、NASAの将来計画部門が閉鎖されたため、プロジェクトは進展しませんでした。[ 74 ] [ 75 ]
Rus -Mは、2009年に開発が開始されたロシアのロケットファミリーの提案である。このロケットには、50~60トンの重量を持ち上げられるものと、130~150トンの重量を持ち上げられるものの2つの超重量型があった。[ 76 ]
SpaceXの惑星間輸送システムは、2016年に発表された直径12メートル(39フィート)の打ち上げロケットのコンセプトでした。ペイロード能力は、使い捨て構成で550トン(1,210,000ポンド)、再利用可能な構成で300トン(660,000ポンド)でした。[ 77 ] 2017年に、設計は直径9メートル(30フィート)のビッグファルコンロケットのコンセプトに進化し、SpaceXスターシップになりました。[ 78 ]
参照
- 軌道打ち上げシステムの比較
- 軌道打ち上げシステムの一覧
- 観測ロケット、弾道ロケット
- 小型打ち上げロケット。最大2,000kg(4,400ポンド)を低軌道に打ち上げることができる。
- 中型ロケット。2,000~20,000 kg(4,400~44,000 ポンド)のペイロードを低軌道に打ち上げることができる。
- 20,000~50,000 kg(44,000~110,000ポンド)のペイロードを低地球軌道に打ち上げることができる大型打ち上げ機
注記
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