ペガサス (ロケット)

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ペガサスロケットは、アメリカオービタル・サイエンシズ社(OSC、後のノースロップ・グラマン・イノベーション・システムズ)が開発した空中発射ロケットで、主な用途は人工衛星の打ち上げである。名称はスタートレックシリーズのU.S.S.ペガサスから。

ペガサス
Pegasus - GPN-2003-00045.jpg
ペガサスロケット
基本データ
運用国 アメリカ合衆国の旗 アメリカ合衆国
開発者 オービタル・サイエンシズ
運用機関 ノースロップ・グラマン
使用期間 1990年 - 現役
射場 空中発射
打ち上げ数 45回(成功40回)
打ち上げ費用 4000万ドル[1]
姉妹型 ミノタウロスC
公式ページ Pagasus Rocket
物理的特徴
段数 3段
総質量 18,500 kg (ペガサス)
23,130 kg (ペガサス XL)
全長 16.9 m (ペガサス)
17.6 m (ペガサス XL)
直径 1.27 m
軌道投入能力
低軌道 443 kg
1.18 m x 2.13 m
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概要編集

ペガサスロケットは固体燃料ロケットで、巡航ミサイルに似た有翼型の形状を持ち、ペイロードの軌道投入には通常は3段式(three stage to orbit)の構成をとる。そして、航空機に搭載されて空中から発射される、空中発射ロケットであることが一番の特徴である。

空中発射型の人工衛星打ち上げロケットとしては世界初のものであり、翼をもつ飛翔体としては初めてマッハ8に達した。初期のペガサスロケットはX-15の実験などで用いられたアメリカ航空宇宙局 (NASA) 保有のNB-52B(52-0008)によって、マッハ0.8、高度約12kmから発射されていた。後期型のペガサス・ハイブリッドとペガサスXLはOSCが保有するスターゲイザーによってほぼ同等の条件で発射されている。

人工衛星打ち上げ以外には、NASAのスクラムジェットエンジン実験機 X-43 を、スクラムジェットの稼働速度域まで加速するブースタとしても使用されたという例などがある。

2013年6月に42回目の打上げでIRISを打ち上げた以降、3年ほど打上げが無かったが、2016年12月にCYGNSSを打ち上げた。その次は2019年10月のICONと打ち上げは減少傾向にある。

空中発射による利点と問題点編集

ペガサスロケットが分離される高度は安定軌道最低高度のおよそ10%であり、分離時の速度であるマッハ0.8は第一宇宙速度の3%である。これによって地上から発射するより小型のロケットで同等のペイロードを打ち上げることが可能であり、機体コストを大きく下げることが可能である。また、発射は高度12kmの成層圏において行われるため、天候によって発射が制限されないという利点がある。これは打ち上げ時間帯が制限される科学衛星や即応性が求められる衛星の打ち上げにおいて有利になる。

空中発射ロケットは低コストな運用を可能とするシステムであるが、母機の年間維持費が固定費となるため、年間打ち上げ機数が減少すれば打ち上げ費用は増大する。ペガサスでは1機あたり600万ドルでの打ち上げを目指していたが、受注機数が予想を下回り1992年の段階で1250万ドルであった。その後、母機や1,2段等の構成が変更された事で費用は上昇、近年の年間1機体制では4000万ドルにもなっている[1]。これによって当初目指していた低コストでの運用は困難となっており、約1.5倍のペイロードで1900万ドルだったミニットマン弾道ミサイル転用ロケットミノタウロスIに顧客が流れている。

構成・諸元編集

3段のOrion固体ロケットモータで構成され、軌道投入精度を向上させるためにオプションとして液体上段 (HAPS : Hydrazine Auxiliary Propulsion System) を搭載することも可能である。姿勢制御は初段がデルタ翼と3枚の尾翼によって、上段はMNTVCによって制御される。

ペガサス

最初期の構成。6機が打ち上げられ4機が成功した。

ペガサス・ハイブリッド

母機がNB-52Bからスターゲイザーロッキード L-1011 トライスター改造機)へ変更された。4機が打ち上げられ全て成功している。2009年現在ペガサス・ハイブリッドにおいて第4段HAPSが用いられたことは無い。

ペガサスXL

最も一般的な構成。30機が打ち上げられ3機が失敗している。

ペガサス ペガサス・ハイブリッド ペガサスXL
全長 15.43 m 17.41 m
翼幅 6.71 m
代表径 1.27 m
全備質量 19.27 t 22.69 t
ペイロード 350 kg / 28.5° 200km LEO 440 kg / 28.5° 200km LEO
母機 NB-52B L-1011スターゲイザー
懸架場所 翼下パイロン 胴体下
段数(Stage) 第1段
使用エンジン Orion50S Orion50SXL
全長 8.86 m 10.27 m
代表径 1.27 m
質量 14,020 kg 15,383 kg
推進剤 QDL-1
推進剤質量 12,163 kg 15,014 kg
真空平均推力 464.8 kN 625.9 kN
真空比推力 294 s 295 s
ノズル膨張比 35.3 34.3
有効燃焼時間 75.3 s 68.6 s
段数(Stage) 第2段
使用エンジン Orion50 Orion50XL
全長 2.67 m 3.11 m
代表径 1.27 m
質量 3,379 kg 4,341 kg
推進剤 QDL-1
推進剤質量 3,025 kg 3,925 kg
真空平均推力 114.5 kN 160.5 kN
真空比推力 292 s 289 s
ノズル膨張比 52.1 43.5
有効燃焼時間 75.6 s 69.4 s
段数(Stage) 第3段
使用エンジン Orion38
全長 1.34 m
代表径 0.97 m
質量 896 kg
推進剤 QDL-1
推進剤質量 770 kg
真空平均推力 32.2 kN
真空比推力 287 s
ノズル膨張比 49.3
有効燃焼時間 68.5 s
段数(Stage) 第4段(オプション)
使用エンジン HAPS (MR-107K)
全長 0.8 m
代表径 0.4 m
質量 100 kg
推進剤 ヒドラジン
推進剤質量 41 kg
真空平均推力 0.67 kN
真空比推力 235 s
ノズル膨張比 -
有効燃焼時間 142 s

打ち上げ実績編集

ペイロードの括弧内の数字は搭載機数。

番号 打ち上げ日 構成 ペイロード 結果 備考
1 1990年 4月5日 ペガサス Pegsat, NavySat 成功
2 1991年 7月17日 ペガサス / HAPS Microsats (7) 部分成功 HAPSの推力不足により予定より低い軌道に投入
3 1993年 2月9日 ペガサス SCD-1 成功
4 4月25日 ペガサス Alexis 成功
5 1994年 5月19日 ペガサス / HAPS STEP-2 部分成功 HAPSの推力不足により予定より低い軌道に投入
6 6月27日 ペガサスXL STEP-1 失敗 発射後約3分で破壊
7 8月3日 ペガサス APEX 成功
8 1995年 4月3日 ペガサス・ハイブリッド ORBCOMM (2), OrbView-1 成功
9 7月22日 ペガサスXL STEP-3 失敗 1,2段燃焼中に破壊
10 1996年 3月8日 ペガサスXL REXII 成功
11 5月16日 ペガサス・ハイブリッド MSTI-3 成功
12 7月2日 ペガサスXL TOMS 成功
13 8月21日 ペガサスXL FAST 成功
14 11月4日 ペガサスXL SAC-B, HETE 失敗 衛星分離せず
15 1997年 4月21日 ペガサスXL MiniSat 成功
16 8月1日 ペガサスXL OrbView-2 成功
17 8月29日 ペガサスXL FORTE 成功
18 10月22日 ペガサスXL STEP-4 成功
19 12月23日 ペガサスXL / HAPS ORBCOMM (8) 成功
20 1998年 2月25日 ペガサスXL SNOE, T1 成功
21 4月1日 ペガサスXL TRACE 成功
22 8月2日 ペガサスXL / HAPS ORBCOMM(Satellites13-20) 成功
23 9月23日 ペガサスXL / HAPS ORBCOMM(Satellites21-28) 成功
24 10月22日 ペガサス・ハイブリッド SCD-2 成功
25 12月5日 ペガサスXL SWAS 成功
26 1999年 3月4日 ペガサスXL WIRE 成功
27 5月17日 ペガサスXL / HAPS Terriers, MUBLCOM 成功
28 12月4日 ペガサスXL / HAPS ORBCOMM(Satellites29-35) 成功
29 2000年 7月7日 ペガサスXL TSX-5 成功
30 10月9日 ペガサス・ハイブリッド HETE-2 成功
31 2月5日 ペガサスXL HESSI 成功
32 2003年 1月25日 ペガサスXL SORCE 成功
33 4月28日 ペガサスXL GALEX 成功
34 6月26日 ペガサスXL OrbView-3 成功
35 8月12日 ペガサスXL SCISAT-1 成功
36 2005年 4月15日 ペガサスXL / HAPS DART 成功
37 2006年 3月22日 ペガサスXL ST-5(3) 成功
38 2007年 4月25日 ペガサスXL AIM 成功
39 2008年 4月25日 ペガサスXL C/NOFS 成功
40 10月19日 ペガサスXL IBEX 成功
41 2012年 6月13日 ペガサスXL NuSTAR 成功
42 2013年 6月27日 ペガサスXL IRIS 成功
43 2016年 12月15日 ペガサスXL CYGNSS 成功
44 2019年 10月11日 ペガサスXL ICON 成功
45 2021年 6月13日 ペガサスXL TacRL-2 成功

ギャラリー編集

脚注編集

[脚注の使い方]
  1. ^ a b Surplus Missile Motors: Sale Price Drives Potential Effects on DOD and Commercial Launch Providers” (英語). U.S. Government Accountability Office. p. 22 (2017年8月). 2022年11月15日閲覧。

関連項目編集

外部リンク編集