ペガサス (ロケット)
| ペガサス | |
|---|---|
 ペガサスロケット | |
| 基本データ | |
| 運用国 |
 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 |
ペガサスロケットは、アメリカのオービタル・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に登場するU.S.S.ペガサスから。
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、スクラムジェットエンジン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改スターゲイザー | |
| 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]-
NB-52Bに搭載されるペガサス（1990年4月5日）。 -
NASAのNB-52Bから切り離されるペガサス。先端にはスクラムジェット実験機 X-43 が取りつけられている。 -
スターゲイザーへの搭載場面。 -
スターゲイザーから切り離されるペガサスXL。 -
切り離し後5秒後に水平状態で点火される。
脚注
[編集]- ^ 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 (August 2017). 2022年11月15日閲覧。
