プロジェクト・ヴァンガード

ヴァンガードロケットがLC-18A発射台に到着

ヴァンガード計画は、アメリカ海軍の海軍研究所（NRL）が管理していたプログラムで、フロリダ州ケープカナベラルミサイル別館からヴァンガードロケット[ 1 ]を打ち上げ機として使い、世界初の人工衛星を低地球軌道に打ち上げることを目的としていた。

1957年10月4日のスプートニク1号の打ち上げを受けて、米国は、陸軍弾道ミサイル局（ABMA）が以前に提案していたエクスプローラー計画を再開した。しかし、中央情報局（CIA）とドワイト・D・アイゼンハワー大統領は、秘密のスパイ機の画像から、ソ連のスプートニク計画が進展していることを非公式には知っていた。 [ 2 ] ABMAはジェット推進研究所（JPL）と共同でエクスプローラー1号を建造し、1958年2月1日（UTC）に打ち上げた。しかし、作業が完了する前に、ソ連は2番目の衛星スプートニク2号を1957年11月3日に打ち上げた。一方、1957年12月6日のヴァンガードTV3の劇的な失敗は、宇宙開発競争におけるアメリカの立場に対する失望を深めた。

1958年3月17日、ヴァンガード1号はアメリカ合衆国が地球低軌道への投入に成功した2番目の人工衛星となった。これは初の太陽電池式衛星であった。直径わずか15.2cm（6.0インチ）、重さ1.4kg（3.1ポンド）のヴァンガード1号は、当時のソ連首相ニキータ・フルシチョフから「グレープフルーツ衛星」と評された。[ 3 ]ヴァンガード1号とその打ち上げロケットの上段は、ヴァンガードの前身であるスプートニク1号、スプートニク2号、そしてエクスプローラー1号が軌道上から消滅したため、現在も宇宙に残っている人工衛星の中で最も古いものである。

プロジェクトの履歴

1950年代初頭、アメリカロケット協会は宇宙飛行に関する特別委員会を設置し、 NRLのバイキングロケットプロジェクトマネージャーであったミルトン・W・ローゼンが委員長に就任した。ゼネラルエレクトリックのリチャード・W・ポーターと国立科学財団（NSF）の理事長アラン・T・ウォーターマンとの会話に刺激を受けたローゼンは、1954年11月27日に地球衛星打ち上げの潜在的価値を述べた報告書を完成させた。この報告書は1955年初頭にNSFに提出された。[ 4 ]国際地球観測年（1957～1958年）の計画の一環として、米国は科学実験を行う人工衛星を地球周回軌道に乗せることを公に約束した。

3つのサービスの提案

これを実現するための提案は、アメリカ空軍（USAF）、アメリカ陸軍（USA）、そしてアメリカ海軍（USN）から提出された。ヴェルナー・フォン・ブラウン博士率いる陸軍弾道ミサイル局（ABMA）は、改良型レッドストーンロケット（ジュノーI参照）の使用を提案し、空軍は当時存在していなかったアトラスロケットの使用を提案した。海軍は、バイキングロケットシステムとエアロビーロケットシステムをベースとしたロケットシステムの設計を提案した。

空軍の提案は、アトラスの開発が他のロケットに比べて何年も遅れていたため、真剣に検討されませんでした。陸軍の提案は、打ち上げロケットに焦点が当てられていた一方で、ペイロードはジェット推進研究所（JPL）から提供されるものと想定され、地上追跡局のネットワークは海軍のプロジェクトと想定されていたなど、様々な制約がありました。海軍の提案は、ミッションのこれら3つの側面すべてを詳細に説明していました。[ 5 ]

海軍のプロジェクト

1955年8月、米国国防総省の特殊能力委員会は、1958年春までに以下の要件を満たす可能性が最も高いと判断した海軍の提案を選択した。[ 6 ]

  1. 国際地球観測年中に衛星を軌道上に乗せる。
  2. 軌道上で科学実験を達成する。
  3. 衛星を追跡し、軌道に到達したことを確認します。

もう一つの考慮事項は、海軍の提案が、平和的な科学探査には不適切と考えられていた軍用ミサイルではなく、民間の探査ロケットを使用していたことである。当時、米国は既に秘密衛星計画WS-117を進めており、米空軍のソーIRBMを用いてスパイ衛星を打ち上げる能力を開発していたことは明言されていなかった。米国政府は、ソ連が、様々な航空機による侵攻やジェネトリックス計画の気球打ち上げに反対したように、ソ連上空を飛行する軍用衛星にも反対するのではないかと懸念していた。明らかに「民生」かつ「科学」目的の衛星が先に打ち上げられれば、ソ連は反対しない可能性があり、宇宙は国境の上にあるという前例が確立されるだろうという考えだった。[ 7 ]

1957年のジョン・P・ハーゲン

プロジェクト・ヴァンガードと名付けられたこの計画は、海軍の管理と国防総省の監視下に置かれました。ワシントンの海軍研究所（NRL）が全体的な責任を負い、初期の資金は国立科学財団から提供されました。所長は天文学者のジョン・P・ハーゲン（1908-1990）で、1958年にNASAが設立されると宇宙飛行開発の副所長になります。[ 8 ] NRLが衛星の形状を円錐形から変更したために遅延した後、[ 9 ]重さ1.4 kg（3.1ポンド）の最初の球形ヴァンガード衛星がNRLで製造され、ペイロードとして密閉容器に入った水銀電池7個、追跡無線送信機2台、温度感応結晶1個、球面の太陽電池クラスター6個を搭載していました。最初の衛星はヴァンガードTV3と呼ばれました。[ 10 ]

NRLは、バイキングロケットを製造したマーティン社との契約を通じてヴァンガードロケットの開発、衛星追跡システムの開発と設置、衛星の設計、製造、試験も担当した。追跡システムはミニトラックと呼ばれた。ミニトラック局はNRLによって設計され、陸軍工兵隊に下請けされ、北米東海岸と南米西海岸に沿って南北に走る線に沿って14局[ 11 ]あった。ミニトラックは、NRLが開発した別のシステムであるNAVSPASURの前身であり、現在も空軍の管理下で運用されており、宇宙船追跡データの主要な生成元となっている。[ 6 ]

スプートニクとエクスプローラー1号

ヴァンガードロケットがケープカナベラルで打ち上げ数秒後に爆発（1957年12月6日）。

当初の予定では TV3 は 1957 年 9 月中に打ち上げられることになっていたが、遅延のため実現しなかった。[ 6 ] 1957 年 10 月 4 日、ヴァンガード チームは、発射ロケットの第 1 段をテストするために設計されたテスト車両 (TV-2) にまだ取り組んでいる最中に、ソ連によるスプートニク 1 号の打ち上げを知った。ヴァンガード チームの士気をくじく一方で、ミニトラックはスプートニクの追跡に成功し、NRL にとっては大きな成功となった。 [ 12 ] 12 月 6 日午前 11 時 44 分 35 秒に、TV-3 の打ち上げが試みられた。ヴァンガード ロケットは、エンジンが推力を失ったときに約 1.2 メートル (4 フィート) 上昇し、ロケットはすぐに発射台に沈み込んで爆発した。ペイロードのノーズコーンが分離して爆発するロケットから独立して着地したが、小型衛星の無線ビーコンは鳴り続けた。[ 13 ] [ 14 ]衛星は損傷がひどく、使用することができなかったため、現在は国立航空宇宙博物館に収蔵されている。

ソ連が1957年11月3日にスプートニク2号を打ち上げた後、当時の国防長官ニール・H・マックエルロイは、米軍に対しジュノー1号を用いて衛星を打ち上げるよう指示した。 [ 15 ] 1958年1月31日、米軍はエクスプローラー1号を打ち上げた。スプートニク1号と2号の打ち上げにより、それまでの懸念事項であった衛星上空飛行権は問題視されなくなった。これらの衛星は、ソ連の初期の大陸間弾道ミサイル（ICBM）の基盤であり、明らかに軍用機であったソ連のR-7ロケットの初期型によって打ち上げられた。また、ヴァンガードロケットの約40倍の大きさであった。

国立航空宇宙博物館に以前展示されていたヴァンガードTV3。アンテナロッドは衛星本体から放射状に伸びるはずだったが、打ち上げ失敗による損傷で曲がっている。

1958年3月17日、この計画はヴァンガード衛星TV-4の打ち上げに成功しました。TV-4は遠地点高度3,969キロメートル（2,466マイル）、近地点高度650キロメートル（400マイル）の安定軌道に到達しました。この衛星は少なくとも240年間は軌道上に留まると推定され、ヴァンガードIと改名されました。この衛星は、上段ロケットと共に、現在も軌道上にある最古の人工衛星となっています。

1958年後半、ヴァンガード計画の責任がNASAに移管され、ゴダード宇宙飛行センターの中核が形成された。4回の打ち上げ失敗の後、計画はSLV-4で再び成功し、ヴァンガードIIと改名された。[ 16 ]さらに2回の失敗の後、1959年のヴァンガードIIIの打ち上げをもって計画は終了した。

実績

スプートニク1号の影に隠れ、初期の試みの失敗による広く受けた屈辱を乗り越えなければならなかったにもかかわらず、ヴァンガード計画は最終的にその科学的目的を達成し、地球の大きさと形、空気の密度、温度範囲、微小隕石の衝突に関する豊富な情報を提供した。[ 17 ]ヴァンガード1号の無線は1964年まで送信を続け、この衛星で得られた追跡データから、地球は完全な球体ではなく、わずかに洋ナシ型で、北極では高く、南極では平らになっていることが明らかになった。これにより、高高度での大気の密度についての考えが修正され、世界地図の精度が向上した。ヴァンガード計画は、1958年半ばにNASAが設立されたときにNASAに移管された。

ヴァンガード「衛星打ち上げロケット」は、テストロケットTVバージョンとは対照的に、運用中のSLVロケットを指すために作られた用語であり、エクスプローラー衛星を打ち上げたレッドストーンベースのジュピターC /ジュノ1ロケットや、ソ連が初期のスプートニクを打ち上げるために使用した巨大なR-7ロケットよりもはるかに小型で軽量な打ち上げロケットでした。

ヴァンガード1号計画は、ロケット打ち上げから衛星追跡に至るまで、その後の米国の衛星計画に応用される技術の多くを導入しました。例えば、太陽電池を無線送信機の電源として数年間使用できることが飛行中に実証されました。ヴァンガードの太陽電池は約7年間動作しましたが、別の搭載送信機の電源として使用された従来のバッテリーはわずか20日間しか持ちませんでした。

ヴァンガードの太陽動力による「声」は1964年に沈黙しましたが、科学界に貢献し続けています。現在不活発なヴァンガードの地上からの光学追跡は、太陽、月、そして地球の大気が衛星軌道に与える影響に関する情報を提供し続けています。ヴァンガード1号は2008年3月17日に宇宙飛行50周年を迎えました。[ 18 ]打ち上げ後、この小型衛星は地球を196,990回以上公転し、57億海里（106億キロメートル）を移動しました。これは地球から準惑星冥王星の向こう側までの距離に相当します。当初の推定では、軌道は2,000年持続するとされていましたが、太陽活動が活発な時期の太陽放射圧と大気抵抗によって衛星の近地点高度に大きな変動が生じ、その結果、予想寿命が約240年に大幅に短縮されることが判明しました。[ 19 ]

発売履歴

試験機の打ち上げ ヴァンガードの最初の飛行は、ヴァンガードTV0単段式ロケットの弾道試験に成功し、1956年12月8日に打ち上げられました。1957年5月1日には、2段式試験機TV1の打ち上げに成功しました。ヴァンガードTV2もまた弾道試験に成功し、1957年10月23日に打ち上げられました。

ヴァンガード ロケットは 11 回の打ち上げ試行のうち 3 つの衛星を打ち上げました。

  1. ヴァンガードTV3 – 1957年12月6日 – 1.36 kg (3.0 lb) の衛星を周回できなかった – タンク圧力の低下によりエンジン停止 T+2秒[ 20 ]
  2. ヴァンガードTV3バックアップ– 1958年2月5日 – 1.36 kg（3.0ポンド）の衛星を周回できなかった – 制御の失敗により機体は分解、打ち上げから55秒後[ 21 ]
  3. ヴァンガード1号– 1958年3月17日 – 1.47 kg (3.2 lb) の衛星を軌道に乗せた[ 22 ]
  4. ヴァンガードTV5 – 1958年4月28日 – 9.98 kg (22.0 lb) の衛星を軌道に乗せることができず、第3段分離に失敗した[ 23 ]
  5. ヴァンガードSLV-1 – 1958年5月27日 – 9.98kgの衛星を軌道に乗せることができなかった – 第2段姿勢制御の失敗により、第3段が軌道投入に必要な角度に入らなかった[ 24 ]
  6. ヴァンガードSLV2 – 1958年6月26日 – 9.98kgの衛星を軌道に乗せることができなかった – 燃料ラインの閉塞により、第2段はわずか8秒の燃焼後に推力を失った[ 25 ]
  7. ヴァンガードSLV3号 – 1958年9月28日 – 9.98kgの衛星を軌道に乗せることができなかった – 燃料ラインの閉塞により第2段の推力が不十分で軌道投入できなかった[ 26 ]
  8. ヴァンガード2号– 1959年2月17日 – 10.8 kg (24 lb) の衛星を軌道に乗せた[ 27 ]
  9. ヴァンガードSLV5号 - 1959年4月13日 - 10.3kg（23ポンド）の衛星を軌道に乗せることができず、第2段の油圧装置の故障により制御不能に陥った[ 28 ]
  10. ヴァンガードSLV6号 – 1959年6月22日 – 10.3kgの衛星を軌道に乗せることができず、ヘリウムガス抜きバルブの詰まりにより第2段が爆発した[ 29 ]
  11. ヴァンガード3号- 1959年9月18日 - 22.7 kg (50 lb) の衛星を軌道に乗せた[ 30 ]

参照

参考文献

  1. ^ B. Klawans (1960年4月) .「ヴァンガード衛星打ち上げロケット - エンジニアリング概要」「（PDF）」報告書番号11022、光学コピーのPDF。Glenn L. Martin Company。212ページ。
  2. ^ PBS.org - NOVA: スプートニクの機密解除
  3. ^ 「ヴァンガード1号 - 軌道上にある世界最古の衛星」。アメリカ海軍宇宙船技術部。 2008年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  4. ^ 「ヴァンガード — 歴史」第1章。コンスタンス・M・グリーンとミルトン・ロマスク、「NASA​​ SP-4202. NASA歴史参考資料集、NASA歴史事務所、NASA本部、ワシントンD.C.および」 。 2010年6月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年10月8日閲覧。
  5. ^ Green & Lomask, 1970 loc cit、第3章
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  7. ^マクドゥーガル、ウォルター・A.（1985）…天と地
  8. ^ “John P. Hagen” . NASA . 2006年1月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年12月5日閲覧。
  9. ^ Bille, Matt; Lishok, Erika (2003). 「記録を正す」.第41回AIAA航空宇宙科学会議および展示会議事録: 5.
  10. ^ 「離陸に備えて衛星を待機」『ポピュラーメカニクス』ハーストマガジン、1957年7月、67ページ。
  11. ^ Bille, Matt; Lishok, Erika (2003). 「記録を正す」第41回AIAA航空宇宙科学会議および展示会議事録：3.
  12. ^ Green, Constance McLaughlin; Lomask, Milton. 「Vanguard: A History」 . NASAの歴史. アメリカ航空宇宙局. 2015年4月28日閲覧。
  13. ^シュテーリング、カート（1961）プロジェクト・ヴァンガード
  14. ^レイ、ウィリー（1968年10月）「エクスプローラー1号の軌道」。参考までに。ギャラクシーサイエンスフィクション。pp.  93– 102。
  15. ^ “The United States Army” . 2015年7月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年5月14日閲覧。
  16. ^ Green, Constance McLaughlin; Lomask, Milton. 「Vanguard: A History」 . NASAの歴史. アメリカ航空宇宙局. 2015年4月28日閲覧。
  17. ^ Bille, Matt; Lishok, Erika (2003). 「記録を正す」.第41回AIAA航空宇宙科学会議および展示会議事録: 10.
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  • ヴァンガード：歴史、コンスタンス・グリーンとミルトン・ロマスク、NASA SP-4202、政府印刷局、ワシントン DC、1970年
  • プロジェクト・ヴァンガード、カート・ステリング、ダブルデイ・アンド・カンパニー、ガーデンシティ、ニューヨーク、1961年
  • Nova - スプートニク機密解除、出典：ポール・ディクソン、著者 -スプートニク：世紀の衝撃
  • マクドゥーガル、ウォルター・A. (1985). ... ウォルター・A.ガーデンシティ、ニューヨーク：ベーシックブックスNY pp.  119– 124.
  • ステリング、カート・R. (1961).プロジェクト・ヴァンガード. ボストン: ダブルデイ・アンド・カンパニー. pp.  17– 25.
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