Soviet conquest of space ソ連 超大型ロケット「エネルギア」
ソ連 超大型ロケット「エネルギア」
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1970年。アメリカのNASAは、ポストアポロ計画として、スペースシャトル計画を実行に移しました。それは、既存の使い捨てロケットをすべて置き換え、打ち上げコストを数分の一に出来る、というのが大義名分でした。アメリカは、スペースシャトルが運用されれば年間60回の打ち上げを行うとしていました。
ところがソ連は、アメリカのスペースシャトル計画のその大義名分が嘘であることを「予備的研究」(preliminary studies)からすぐに見抜きました。ソ連の解析の結果はこうでした。「再使用型宇宙船は、年間1万トン以上を軌道上に打ち上げないと、使い捨てロケットよりも経済的にならい。」。
1960年代、アメリカが使い捨てロケットで軌道上に打ち上げていたペイロードの合計は、毎年150トン未満でした。しかし、アメリカのスペースシャトル計画は、毎年1770トンのペイロードを打ち上げることを前提としている…ソ連は、スペースシャトルは明らかに軍事目的の宇宙船と考えました。
ソ連は、スペースシャトルの真の目的は、高価なレーザー宇宙兵器を軌道上でテストしては持ち帰り、再調整して再び軌道上でテストする、というミッションのための手段と考えました。また、以下のアニメのような爆撃機としての役割も果たすと考えられました。
下:ソ連が想像した、アメリカのスペースシャトルの真の目的。あくまでもソ連の想像であって、アメリカが本当にこの目的でシャトルを開発したのかは不明。
スペースシャトルの開発には、数兆円規模の開発費がかかります。議会制民主主義のアメリカでは、スペースシャトル計画の推進にあたって「既存の使い捨てロケットをすべて置き換え、再使用によってコストを数分の一にすることによって商業利用も可能」という、嘘の理由で、国民の支持を得る必要がありました。そのため、1981年のスペースシャトル初飛行以後、本当に使い捨てロケットの生産ラインを廃止せざるを得なくなり、打ち上げシステムを(最初から使い捨てロケットよりコストがずっと高くつくとわかりきっていた)スペースシャトルに一本化してしまいました。さらに1985年のチャレンジャー事故により、アメリカはその後2年以上、打ち上げシステムを全く持たない国となってしまいました。
これに対し、一党独裁のソ連では、嘘をついてまでして国民の支持を取り付ける必要がありません。
よって、アメリカと同等の(軍事目的の)有翼再使用宇宙船を開発し、それを巨大な使い捨てロケットで運搬する、という、効率的な方法を採用しました。
またソ連は、エネルギアやブランを、既存の使い捨てロケット群を補完するもの、として位置づけ、有翼再使用型宇宙船でないと勤まらないミッションにだけ使用するものとしました。
なお、ブランは100回の再使用を前提として建造され、あるHPでは、ブランが運用された際には年間30回の打ち上げを予定していたとの記述が見られますが、HP管理人が知る限りでは、ブランが宇宙ステーション運営など民生用宇宙開発において、どうしても有翼再使用型でないと勤まらないようなミッションに使われる予定があった形跡はまだ見つかりません。やはりブランは、まだ公表されていない軍事目的で建造されたのでしょう。
ソ連の有翼再使用型宇宙船は、以下の2章に述べる使い捨てロケット「RLAロケット」により運搬されることになりました。
1970年代初頭。新しい哲学を持った打ち上げロケットシステム「RLA」の構想が現れました。
このときのソ連の打ち上げシステムは、有人月面着陸用ロケット「N1」を除けば、すべてが戦略ロケットからの発展型でした。コスモス、ツィクロン、R-7、プロトンなど、それぞれのロケットのエンジンは共通点がありませんでした。R-7以外は、常温貯蔵が可能な代わりに毒性を持つ燃料でした。
「RLAロケット構想」は、これらすべての使い捨てロケットを「RLA」というシリーズ化されたロケットに置き換え、大量生産効果により大幅なコストダウンを図る、というものです。
RLAファミリーの特徴は、以下の二つです。
・コストを削減するため、共通化されたロケットステージとエンジンを使用する(ペイロードの重量により、これらのステージとエンジンを自在に組み合わせる)
・環境に無害な、液体酸素-ケロシンエンジンを用いる
また、衛星の重量も、「クラス」に分けることが提案されました。衛星のクラスは、以下のとおりです。
light・・・3トン程度
medium・・・10~12トン
heavy・・・30~35トン
super heavy・・・(未定)
後半の3つのクラスは、従来のR-7(7トン)やプロトン(20トン)では打ち上げが不可能か、中途半端です。
よって、後半3つのクラスの衛星打ち上げのために、新たにロケットを開発するのが望ましいとされました。そのバリエーションは1974年8月13日の時点で以下のとおりです。
第一段用エンジン(RD-128、RD--129、RD-124)と、第二・三段用エンジン(RD-125、RD-126、RD-127)を適宜組み合わせて
RLA-120 30トン、1979年打ち上げ予定 恒久宇宙ステーション打ち上げ等
RLA-135 100トン、1980年打ち上げ予定 有翼再使用型宇宙船打ち上げ、および有人月面基地の要素打ち上げ等
RLA-150 250トン、1983年打ち上げ予定 有人火星旅行用
上画像:左から、RLA-120、135、150. 出典:http://www.astronautix.com/ credit: Mark Wade
このうち、superheavyRLAロケットは、液体酸素-ケロシン燃料でしたが、紆余曲折を経て、液体酸素-液体水素エンジンとなり、液体酸素-ケロシンのmedium クラスを補助ブースターとするエネルギアロケットへと発展しました。、結果として、midiumクラス衛星打ち上げロケットは「ゼニットロケット」、RLA-120は「エネルギアM」、RLA-135は「エネルギア」、RLA-150は「ブルカン」へと発展しました。
アメリカは、打ち上げ手段をシャトル一本に絞ることにより、再使用型スペースシャトルの打ち上げ回数を増やすことでコストダウンを目論見ました(タテマエ上はそういうことになっている)。それに対しソ連は、シャトル型宇宙船はシャトル型宇宙船でないと勤まらないミッションだけに使用し、コストダウンに関しては、あくまでも、部品が共通化された使い捨てロケットによる大量生産効果のみに頼ったのです。
アメリカでは、スペースシャトルの運用後は、打ち上げ能力110トンのサターンロケットを含むすべての使い捨てロケットの生産ラインが廃止され、打ち上げシステムが低軌道打ち上げ能力25トンのスペースシャトルに一本化されることが決まりました。よって、将来の大型有人宇宙ステーションや有人火星旅行宇宙船、月面基地のモジュールは、すべて、何十回ものスペースシャトルによる運搬により建設することとされました。
それに対しソ連は、有翼再利用型宇宙船(ブラン)を、ブランでないと勤まらないミッションのときのみ使用することとし(この方針は、結果的にアメリカの90年代以降のスペースシャトルの使い方と同じ)、各種ペイロードはおのおのの重量に応じた能力の使い捨てロケットで、超大型のペイロードは超大型使い捨てロケットで運搬することとしました。
結果として1987年に、打ち上げ能力100トンのエネルギアロケットが実用化されました。その補助ブースター8本版である「ブルカン」の最大打ち上げ能力は、200トン以上。よって、N1ロケットの建造が続行中だった頃から進行していた各種プロジェクト(大型軍事宇宙ステーション、有人月面着陸、有人火星旅行計画)は、N1による打ち上げを前提とした設計から、さらに発展・強化され、かつ、現実味を帯びて続行されました。
・超大型宇宙軍事ステーション計画
ソ連では、1960年代から、「OS-1」という、一つのモジュールの重量が100トン近い大型軍事宇宙ステーションの構想があり、木製のモックアップまで作られていました。1976年の政府通達では、宇宙軍事化においては、新型の超大型ロケットとスペースシャトル型の宇宙船が決定的な役割を果たすとされました。くわしくは、 こちら 。
・有人月面基地建設計画
アポロ計画の対抗馬として計画されたソ連版有人月面着陸計画「ソユーズL3」は、はじめからアメリカに先んじることを目的としては無かったものの、1974年6月23日の政府命令で中止されました。必要な宇宙船(ソユーズL3、月面着陸船LK)さらには、超大型ロケット「N1」をさらに進歩させた「N1-F」が複数完成していたにもかかわらず、です。
しかしながら、RLAロケットの構想が固まりつつあった1974年8月13日の時点で、ソ連は、これで月レースが終わったとは思っていませんでした。
アポロ計画は、二人の人間が最大で三日間月面に滞在する、短期ミッションでした。しかも、それに続く月面基地計画などはアポロ11号月面着陸からまもない時期から破棄され、さらには、20号まで予定していたのを17号で終了することを決めました。つまり、アメリカの有人月面活動は、アポロ月面着陸で終了となりました。
それに対しソ連は、アポロ計画を無意味なものとするため、恒久的な有人月面基地の建設を考え続けていました。ズヴェズダという月面基地の研究がすでに行われていました。そのために、地球低軌道上で230トンの打ち上げ能力を持つロケットを必要としており、RLAロケットを用いることとされました。1981年には月面着陸を行うことを目指していたそうです。
但し、ソ連の有人月面基地計画は、1978年には、完全に中止されました。以後、有人月面着陸計画はソ連宇宙開発史に全く出てこなくなりました。
一方、エネルギアロケット数機の使用を前提とした有人火星旅行計画は、次々に立案され続けました。アメリカがアポロ計画終了後も、そして今も、有人月面再訪をたびたび目標にしているのと対照的です。最強の打ち上げ手段がスペースシャトルの25トンであるアメリカは、大型有人宇宙ステーション建設→そこを基地に有人月面基地建設→そこを基地に火星旅行出発、という段取りにこだわり続けてきました。一方、超大型ロケットを持つソ連では、有人月面基地を経由して火星旅行を行う必要はないと考えていたのでしょう。
・有人火星探査計画
1976年の時点で、ソ連宇宙開発のトップとなったグルシュコは、230トンの打ち上げロケットで、1983年に有人火星旅行を行うことを提案したそうです。それが却下されると、後に打ち上げ能力100トンのエネルギアロケット複数回の打ち上げで実行できるようにスケールダウンしてまで再提案したそうです。その後も、マルス1986、マルス1988、マルス1994と、エネルギアロケットの使用を前提とした有人火星探査計画が次々に立案されます。詳しくは、私のHPの「 ソ連有人火星旅行計画」コンテンツ の 8章 を参照してください。
この章では、エネルギアロケットの技術的な面について述べます。なお、エネルギアロケットは使い捨てロケットで、スペースシャトルとはシステムが全く異なるので比較対象にするのはおかしいですが、ブランという、アメリカのシャトルと外見的特徴がそっくりなペイロードを打ち上げ可能なことから、どうしても比較対象にされがちです。よって、この章でも、その特徴がもっともわかりやすい比較対象物として、アメリカのスペースシャトルのシステムを取り上げます。
なお、HP管理人は、工学に関する知識は殆どありません。コンテンツの情報源はすべて英文ですが、エネルギアロケットの工学的特長に関する英文は、専門用語を知らないだけに、直訳しても、意味不明な雲をつかむような話か、または、訳しようがありません(例:「closed cycle engine」)。管理人が理解した部分についてのみ、記述しています。
4.1 5系統の使い捨てコンピューター
アメリカのスペースシャトルシステムは、オービターに搭載されたコンピューターが、システム全体の制御を行います。
それに対してソ連のエネルギア-ブランシステムは、エネルギアロケット本体と、オービター(ブラン)本体に、個別にコンピューターセットが搭載されています。さらに、エネルギアロケットのコンピューターシステムは、コアステージに「M6M」、4本の補助ブースターそれぞれに「M4M」コンピューターが搭載されています。
つまり、ブランとは別に、エネルギアロケットには合計5機のコンピューターが搭載されています。これら5つのコンピューターは常時密接にリンクしており、4.2章に示す緊急時には、コアステージのM6Mコンピューターが最終判断を下します。
また、5機のコンピューターを持つエネルギアロケットは使い捨てですから、当然、新しい機体を製造するごとに、搭載コンピューターに新技術や経験を取り入れてアップデートすることが可能です。
オービターのコンピューターだけで全体を制御するアメリカのスペースシャトルシステムは、オービターが100回以上の再使用を前提としているためにアップデートが難しいらしく、21世紀になって8年経つ今も、5.25インチのフロッピーを使用しているため、ネットオークションで古い電子部品を回収してスペースシャトルの備品に当てているそうです。詳しくはこちら→ NASA、ネットオークションでスペースシャトル用の古い部品を調達
4.2 徹底した安全策
エネルギアロケットには、N1ロケットで得た失敗の教訓が十分に活かされています。
フロン消火システム
第一に、エンジン火災予防システムです。各エンジンには、ガス漏れ探知と火災探知のセンサーがあり、発射台の上または打ち上げ中において、エンジン火災を感知した際には、フロンガスで即座に消化する仕組みになっていました。
フレキシブルな燃焼時間制御システム
第二に「エンジン緊急保護システム」と呼ばれるものを備えていました。これは、エンジンの、圧力・温度・タービンの回転・その他幅広いモニタリングを行い、異常を検知したとき、エンジンが壊滅的ダメージを受ける前に、異常が見つかったエンジンを即座にシャットダウンする、というものです。また、ペイロードが有人か無人か、エンジンがシャットダウンされたのはどの段階か、などの情報から、以下に示すようなさまざまなパターンの対策を講じます。
・対象位置にあるエンジンも止め、残りのエンジンの燃焼時間を増やして、
選択肢① 予定通りの軌道または、予定より低い軌道に乗せる
選択肢② 打ち上げ台に帰還する操作を行う
選択肢③ 安全なインパクトエリアに誘導する
下アニメ:選択肢②の場合の動作シークェンス
これは、有人ブランの際の人命の安全だけでなく、フライトレコーダーを回収して、失敗のフィードバックに役立てる意味もあります。緊急時のパターンは、500通りを想定し、コンピューターにインプット済みでした。
液体燃料で、エンジンを合計8基も備えたエネルギアロケットだからこそ出来る安全策です。また、30基のエンジンを制御し、そのうち2基のストップまでは燃焼時間の延長で補う予定だった、N1ロケットの「KORDシステム」の発展型ともいえます。
まぁとにかく、エンジンが不調になったらハイ終了全員死亡のアメリカのシャトルとは異なり、ソ連のエネルギア・ブランシステムは、エンジン不調時に対する備えは、万全なのです。
4.3 コアステージのRD-120エンジン
RD-120エンジンは、コアステージに4基装備されている、液体酸素-液体水素エンジンです。ここでは、燃料が同じで出力のスケールが似ているため、比較対象としてスペースシャトルのメインエンジンを挙げます。
RD-120エンジンは、通常、450~500秒間燃焼します。但し、4基のうち一つが燃焼をストップした場合、これを補うために他のエンジンが燃焼時間を延長します。
燃焼試験では、2000秒間の連続燃焼を達成しました。これは、理屈上は、3~4回の再使用が可能であることを示しています。
RD-120エンジンは、スペースシャトルのメインエンジンのコピーと誹謗中傷されることが多いですが、決してコピーではなく、全く異なるメカニズムを持っています。例えば、RD-120エンジンは、点火シークエンスとコンピューター制御の簡略化のため、燃料と酸化剤の両方を、一つのターボポンプで燃焼室に送り込んでいます。いっぽうアメリカのスペースシャトルは、それぞれ別のターボポンプで行っています。
まぁとにかく、凄いエンジンって事です。
4.4 ストラップオンブースターのRD-170エンジン
エネルギアロケットのストラップオンブースターは、高さ39.4m直径3.9mです。これは、ソ連中央部の工場からバイコヌール宇宙基地へ、鉄道で運ぶ必要性から導き出されたサイズです。また、ストラップオンブースターは、単体として打ち上げ能力12トンの「ゼニット」の第一段としても使用され、エネルギアのストラップオンとシステムが約70%共用しています。
ノーズ部分には、コアブースターのM6MコンピューターとリンクしたM4Mコンピューターが格納され、また、地上への激突の際の衝撃にも耐えられるフライトレコーダーも格納されています。
ストラップオンブースターは、コアステージとの分離の際は、衝突の危険性を最小限に抑えるために、二本一組で接続された状態でコアステージから切り離され、30秒後に、ストラップオンブースター同士が分離します。それらは、射点から425km離れた地点に着地します。
ユニークなのは、その陸上回収方法です。百聞は一見にしかず。下のアニメをご覧ください。但し、1987年と88年の打ち上げ時には、陸上回収用コンテナを装備していたものの、着陸装置は搭載されていませんでした。「GK-199ミッション」(後述)が予定されていた第三回打ち上げ以降で実行される予定だったそうです。
下:ストラップオンブースターの陸上回収アニメ
RD-170エンジンは、ノズルが4つなので4つのエンジンに見えますが、ターボポンプを共用する一つのエンジンです。推力740トン、比推力308.5sというスペックは、史上最強だそうです。
というのは、わけがあります。アメリカは、1960年代後半に、サターンⅤロケットのF-1エンジンを最後に、液体燃料の開発は、スペースシャトルのメインエンジンのみに集中しました。また、スペースシャトルは、既存の使い捨てロケットをすべて置き換えるというタテマエであったため、シャトルのメインエンジン開発以降、液体燃料の開発がストップしてしまいました。大陸間弾道弾も、ソ連は殆どが液体燃料でしたが、アメリカは初期を除けば殆どが固体燃料だったそうです。
いっぽうソ連では、N1ロケットのNK-15エンジン(60年代後半)、その全面改良版のNK-33エンジン(~1974)、そしてRD-170(~1985)と、ケロシンエンジンの開発と研究を粘り強く継続的に続けました。また、プロトンロケットやR-7ロケットも運用され続け、それらの改良も逐次行われていました。その結実が、RD-170エンジンです。N-1ロケットはすべて打ち上げに失敗しましたが、そこで得られた経験は生かされました。また、エネルギアロケットが資金不足から中止された後も、ゼニットロケットのエンジンとして、RD-171、RD-180、と進歩を続け、アメリカとの差を約20年間、一方的に広げ続けてきたのです。
またRD-171は、「二段燃焼サイクル方式」(推進剤の一部をプレバーナーであらかじめ燃焼させ、その燃焼ガスでターボポンプを駆動させる)を採用しています。しかも、スペースシャトルや日本のH2Aなど日欧米製の二段燃焼ロケットエンジンは燃料の比率が高い燃料リッチなガスを発生させるのに対し、RD-170は酸化剤の比率が高い酸化剤リッチ(酸素リッチ)です。
酸素リッチの方が難易度が高い代わりに、高出力を得られるそうで、ソ連・ロシア以外でいまだ実用化された例はないそうです。
まぁとにかく、凄いエンジンなのです。
しかし、工学に無知なHP管理人がエラソーに語るよりは、 Wikipediaの「二段燃焼サイクル」 をご覧いただいたほうがよろしいかと。
N1ロケットが4回連続第一段の失敗に終わり、ついに実用化されなかった原因は何か?
指導者が怠慢だったとか、そもそも30基ものエンジンを同時に燃焼させるというコンセプトそのものに無理があったとか、ソ連の工業製品の質が悪かったとか、いや、NK-33を搭載した「N1-F」が打ち上げられていれば成功しただろうとか、いろんな人がいろんな理由をつけています。しかし、結局のところ、原因はこれに尽きます。
「エンジン単体の燃焼試験だけで、第一段ユニット全体の燃焼試験を(資金不足から)行わなかったため」
つまり、地上試験を怠ったためです。
N1ロケットでは、30基のロケットエンジンが円周状に配置されていましたが、いざ打ち上げてみると、中央が真空状態となり異常燃焼を起こしたそうです。また、異常な回転が起こったりなど、ぶっつけ本番で第一段を打ち上げたところ、はじめてわかった不具合が多かったそうです。
この点は、ソ連宇宙技術陣も十分に反省し、エネルギアロケット開発の際は、アメリカのスペースシャトルと比較しても十分すぎるほどに念入りかつ幅広く、地上試験を行いました。そのスケールの壮大さは、日本には決して真似が出来ないでしょう。
本番同様の燃焼試験用巨大設備「UKSS」
アメリカのスペースシャトルは、メインエンジン単体での燃焼試験はエネルギアロケットと同様の規模で行われました。しかし、米シャトルとソ連のエネルギアロケットの、開発段階における決定的な違いは、次のことです。
アメリカのシャトルが、打ち上げ台で行う燃焼試験は、新しいオービターが完成するたびに、射点で20秒間だけ行う試験だけでした。それに対し、ソ連は、UKSS(Universal test stand and launch pad)という、後のブルカンロケットの発射台への転用の可能性も考慮した、実際の打ち上げ台を模した巨大な施設で、コアステージとストラップオンブースターが合体した形態で、すなわち本番と全く同じ形での燃焼試験を行ったことです。
下写真群: 超巨大燃焼試験施設「UKSS」
ソ連では、完全なエネルギアロケットと同じ燃焼試験を行うため、コードネーム「5S」「6S」という、エンジンを備えた二機のエネルギアを建造しました。これらは、合計17回、総計3700秒の試験燃焼を予定されていました。1986年1月23日。「5S」により第一回燃焼試験が行われましたが、これは2.58秒後にストップするというトラブルに見舞われるも、同年4月25日、改良を施された「5S」により、二回目の燃焼試験が行われ、390秒間、スロットルやジンバルの変化を伴った燃焼試験を成功裏に終えました。
下:燃焼試験の動画
ブランコンテンツと重なるので、近いうち、別コンテンツとしてまとめます。
ブランコンテンツと重なるので、近いうち、別コンテンツとしてまとめます。
この章では、ブランではなく、重量100トン級の貨物を運ぶ際の構成について記述します。
8.1 貨物運搬コンテナ「GTK」
ブランの替わりに貨物を運ぶ際は、エネルギアの背中に乗るのは、貨物運搬コンテナ「GTK」になります。直径は、5.5mと6.7mの二種類が用意されていました。
8.2 上段
エネルギアロケットそのものは、地球周回軌道に達する速度より、秒速100mだけ遅い速度で燃焼が終了し大気圏に突入して燃え尽きます。よって、無人貨物打ち上げの際は、GTKの尾部に第二段を取り付けることを必要とします。第二段は、以下の二種が用意されました。この二種類を目的別に選ぶか、または、複数を組み合わせることにより、さまざまなバリエーションが広がります。
・ブロックDM(高度1000kmまで)
ブロックDは、本来は、ソユーズL3有人月面着陸計画の際の、月周回軌道進入・月着陸のために開発された、いわばN1ロケットの5段目です。ソユーズ有人月旅行計画が中止後も、ベネラやマルスといった惑星探査機を送る際の、地球周回軌道離脱用として用いられてきました。「ブロックDM」は、ブロックDの改良版でプロトンロケットの第四段として実績があり、宇宙空間において7回の再点火が可能です。11~15トンの液体酸素・ケロシンを搭載し、8.5トンの推力を持っています。これに特別な冷却装置をつけると、長期間における深宇宙探査の際、軌道修正や逆噴射用のエンジンとしても使用できます。地球周回軌道上に88トンを送ることが可能でした。
・Smerch(トルネードの意味)(静止軌道、月周回軌道)
酸化剤/燃料は、液体酸素/液体水素の段で、KB Salyut設計局によって開発されました。推力10トン、比推力475秒、10回の再点火が可能です。1991年か1992年の燃焼試験を予定していました。、静止軌道上に18~19トン、21.5~23トンを月周回軌道上に送ることが可能でした(つまり、ミールのコアモジュールを月周回軌道に乗せれる)。
・ブロックDとSmerchの、複数の組み合わせ
月面、火星、および木星へペイロードを送る際に使用します。9~10トンを月面に、10~13トンを火星周回軌道上に送ることが出来ました。
自家用車10台分ひとかたまりの観測機器を月面や火星周回軌道に…
アメリカのアポロ計画で使われたサターンVロケットは、アポロ計画中止決定後に唐突にスカイラブ計画が持ち上がり、それきり廃止されました。またN1ロケットも、その主目的が有人惑星間旅行から有人月探査に替わってからは、月探査以外の使用プランは、前述のOS-1と、無人火星サンプルリターン程度のようでした。しかしながら、エネルギアロケットは、多種多様な超大型ペイロードが考案されました。
9.1 複数の「レーザー兵器搭載軍事宇宙複合体」(ポリウス)
「ポリウス」の詳細については、私のHPの ポリウスコンテンツ をご覧ください。
1987年5月に打ち上げられたポリウスに続いて、装備が二機のポリウスの打ち上げが1987年と1988年に予定され(それぞれ「Skif-D1」、「Skif-D2」。装備については諸説があるらしい)、うちSkif-D1については、1987年初頭には主要なコンポーネントの多くは完成していたそうです。しかし、アメリカとの和平交渉を続けるゴルバチョフの支持が得られなかったために、1987年9月には、全ての計画が完全に中止されたそうです。
下:HP管理人自作画像。ソ連が崩壊しなかったらポリウスは量産されていたのかなと。そのイメージ。悪の組織の秘密兵器ロボット工場みたいな。
9.2 GK-199ミッション
無人貨物ミッションのために作られたエネルギアロケットが製造され、「GK-199ミッション」と言われていました。ロケットは完成し、長らくバイコヌール宇宙基地の組み立て工場に横たわっていたのですが、なぜか、詳しいことは知られていないようです。ポリウスと同じ型のヴィークルに格納され、プロトンロケットのそれと同じフェアリングを持っていたそうです。軌道に乗せるためには二つのブロックDMが必要だったと推測されています。通常はプロトンロケットで打ち上げられる、GlonassネットワークのためのURAGAN衛星と、静止衛星が搭載されていたとかなんとか。1990年3月には、発射台に立てる準備が完全に整ったそうですが、結局打ち上げられないままでいます。
ミステリアス臭いですね。
実はポリウス級の超兵器とか、極秘の有人月面探査船だとか、オカルトチックなブツを、私はつい空想してしまいます。そして、人知れず有人月面着陸計画を完成間近まで進めた(しかも着陸船は完全に完成)という前科があるソ連ならありうるような。
9.3 超巨大静止衛星「Globis」
総重量17.8トンの静止衛星で、その機能は、従来の静止衛星の32個分に匹敵するそうで。広大なソ連の国土をカバーするコミュニケーションネットワークを構築する目的だったそうです。シリーズ化される予定で、1992-93に13~15トンのプロトタイプ打ち上げ、1994-1995に、ブロックDM二基の組み合わせで16~18トンの第一世代を運用開始、1996年にはSmerch第二段により21~23トンの第二世代運用開始、の予定だったそうです。太陽電池には、ミールのクリスタルモジュールで開発される予定だったものを用いる予定だったそうです。これは、1991年2月5日に、ゴルバチョフが正式にプロジェクトへのゴーサインを出しました。you tube の こちら に、それらしきアニメがあります。
ここからは、ソ連の国益、だけでなく、全人類の福祉に役立つ、壮大なミッションが続々登場します。
9.4 宇宙工場「TMP」
KBサリュート設計局は、ポリウスで得た経験を元に、打ち上げ時102トン、地球周回軌道上で88トンという、超純粋半導体および結晶を製造するための宇宙工場「TMP」(Technological Production Module)を提案しました。全長35m、直径4m強です。
宇宙物質製造部分は、ミールのクリスタルモジュールの発展型とし、出来上がった宇宙物質は、一回につき140kgを、翼つきのカプセルで地球に届けるとされました。宇宙物質の搭載は、マニピュレーターアームで行う予定でした。ドッキングポートを二つ持ち、一つは材料物質補給用のプログレス用、もうひとつはメンテナンスや、プログレスから原料をおろして工場に積むための人間が乗ったソユーズがドッキングするためのもので、人間が10日間滞在できるものでした。
有翼カプセルに、マニピュレーターアームで製品を積み込む、巨大有人宇宙工場…まるでSF…
宇宙工場TMPは、決して夢物語ではない。全長と重量からすると明らかにポリウスベース(ポリウスはミール2コアモジュールベース)、工場はクリスタルモジュールの発展型。ソユーズ・プログレスはとっくに枯れた技術、マニピュレーターアームはブラン用に開発済み。有翼カプセルは、明らかにBOR-4ベース。全て基礎が出来ていて、あとは少し発展させてエネルギアで打ち上げるだけなのだ・・・
9.5 オゾン層修復
重量60~80トンのレーザー機器を搭載した衛星を、高度1600kmの太陽同期軌道に30機~40機打ち上げ、レーザービームで上層大気を熱することによってオゾン層を修復するというものです。
オゾン層の修復には30年を予定していました。重量60~80トンのレーザー搭載衛星…なんだか、ポリウスがベースのような気がするんですが。ポリウスって全長37m直径4.1mの超大型衛星なんで、それが30~40機も、レーザーをブンブン出してオゾン層を修復、というのも、なかなか、SF的な。しかし、レーザー衛星ポリウスが実用直前までなったのですから、あとは量産したうえで、ビームの向かう先を敵から上層大気にするだけなので、これもリアリティ満点・・・
…ところで、4.2章で述べたように、エネルギアロケットには火災時の消火用として、大量のフロンガスが搭載されていましたが。で、それは、いったん大気圏外に出た後、大気圏に再突入して燃え尽きるわけですが、つまり、オゾン層がある上層大気に、大量のフロンガスをバババーっとばら撒くわけです。オゾン修復衛星打ち上げロケットが、大量のフロンガスをオゾン層にバラまく…インチキ商法くさいっすね。このプロジェクトが開始したら、エネルギアロケット製造会社は、何百年と仕事を受注できたことでしょう。
9.6 高レベル放射性廃棄物の惑星間空間への投棄
6~9トンの高レベル放射性廃棄物を、50トンの堅牢なコンテナに搭載し、いったん高度800kmのパーキング軌道に乗った後、原子力電気推進により惑星間空間へと向かうそうです。地球と火星の間の軌道に投棄するそうです。毎年10~15回のミッションを予定し、これにより毎年100トンの高レベル放射性廃棄物を宇宙に投棄する予定だったそうです。
…安定地塊ではなく、深宇宙に捨てようという発想そのものが、同じ国で時差11時間・地球の陸地の1/6を占める超大国ソ連ならではです。
9.7 太陽光反射衛星により、北極圏で農地開墾
一回のエネルギアロケット打ち上げにつき、5~6トンのミラー衛星を10~12機、地球低軌道に打ち上げる。後に、再使用可能な電気推進軌道間タグが高度1700km、赤道に対して103度の軌道に運び、ミラー衛星は、設計寿命の10年間、直径17kmの範囲を、一日八時間照射するそうです。
決して卓上の構想ではなく、人工太陽計画は本気も本気でした。なんと、1992年にその予備実験として、プログレス宇宙船に「Znamya」という巨大ミラーを搭載して展開し、成功したそうです。あとは、大きくして、エネルギアで打ち上げるだけ・・・確かに存在するリアリティ。
…という計画があったというのは、2005年のブランコンテンツアップのときから知っていたんですが、てっきり私は、ムルマンスクとか北極圏大都市の中心部を、太陽が昇らない冬に、照明代わりに使うと思ってたんですよ。ところがどっこい。手元の英語文献には、その目的は「improve crop yields by stimulating photosynthesis」って、「光合成を活気付けて農作物を改良する」っておい!農業目的かい!!きわめて冷涼な気温の北極圏で熱帯以上の大量の日光とかなら、独特の新作物が出来るかもしれませんね。新薬が出来るかも?
夏季は、低いところに天然と、天頂に人工の、デュアル太陽。冬季は、漆黒の闇に複数の人工太陽が昇るのかな?これはすばらしい。二つの太陽とはスターウォーズの惑星タトゥーインですよ。天に、あるはずのない太陽を作り出すとは、神様もびっくり、キリストも降参、聖書もギブアップ、ですよ。さすが無神論・唯物論のソ連。
氷点下50度、漆黒の空で輝く人工太陽…
夏は、この劇中の、銀河の果ての開拓部落での光景が、ソ連北極圏開拓部落で現実に…???
9.8 その他
その他、
・ 核融合発電の燃料であるヘリウム3を月面から持ち帰る
・静止軌道に、重量20トンの地球環境監視衛星打ち上げ
・高度600kmの極軌道に、重量30トンのリモートセンジング衛星打ち上げ
・静止軌道上の、不要となった衛星を再移動させるための衛星を打ち上げる
・27トンのVLBI電波望遠鏡衛星の打ち上げ
という記述が見られますが、あまりリアリティがないか、または、地味なので詳細は割愛します。
ブルカンロケットは、エネルギアロケットの補助ブースター8本版です。決して卓上の構想のみで終わったわけではありません。5.3章で触れた巨大燃焼試験施設「UKSS」は、将来ブルカンロケットの打ち上げ台にも使用できるように新たに設計・建造されたので、本気で実用化するつもりだったのです。
補助ブースターとコアステージの長さは、エネルギアロケットより延長されています。また、陸上回収装置は付属しません。エネルギアロケットで実用化されたRD-120とRD-170エンジンを使用した場合、低軌道打ち上げ能力は170トンです。また、KB-Saturn設計局の「Lyulka」上段(推力42トン、比推力460秒)を使用した場合、静止軌道に28トンを送り込むことが出来るそうです。
また、KBKhAのVezuviy液体水素上段を使用し、RD-170を推力740トンから784トンにアップグレード、RD-120を190トンから200トンにアップグレードしたバージョンでは、低軌道打ち上げ能力は200トンとなるそうです。この場合、36トンを静止軌道に、43トンを月周回軌道に、52トンを火星に送ることが出来るそうです。
低軌道打ち上げ能力200トンバージョンのブルカンロケットは、1983年から1986年の間の複数の政府通達で「Manned mission Mars and other planet of the solar system」つまり、火星と、火星以外の惑星への有人探査に決定的な役割を果たすとされる事が主題とされたそうです。火星以外の惑星へ有人探査・・・木星?土星?
これらのプランは一見荒唐無稽に思えますが、170トンバージョンのエンジンは全てエネルギアと共通で、巨大燃焼試験施設「UKSS」は、将来のブルカンロケット打ち上げ台への転用を前提として作られたのだから、少なくとも低軌道170トンバージョンは、かなりのリアリティ・・・
「火星以外の惑星への有人探査」は、やっぱりタイタン?
なお、エネルギアロケットシリーズの究極の目標は、RD-170エンジンを1機備えている補助ブースターを、RD-170を4機備え、かつ、太さと長さをコアステージと同じものに改良し、それを4本備えて、低軌道打ち上げ能力500トンにすることだったそうです。低軌道打ち上げ能力500トン、軽くCGを作ってみましたが、エンジン20機、ノズルが68個・・・・・・・・・・・・やっぱり木星・土星有人探査を狙っていたんでしょうか?但しこれは、ブルカンとは異なり、新たに発射台を作る必要があるので、「将来の目標」だったのでしょう。
打ち上げ能力500トン???いくらなんでもこれは…
私は、ソ連が崩壊したのは、ソ連宇宙軍事化計画コンテンツやポリウスコンテンツで主張したとおり、ソ連型社会主義体制が国民から愛想をつかされたわけではなく、ゴルバチョフたった一人が、民意を無視して崩壊させたと考えています。
また、一党独裁を堅持しながらも、エリツィンのような急激な資本主義化ではなく、10年以上もかけて徐々に資本主義のいい面を取り入れ、多少の問題を抱えつつも破竹の快進撃をとげたここ十数年の中国を見ると、私はなおさら、ソ連崩壊は歴史の逆行ではなかったのか?と思います。100年に一度と言われる大恐慌の世の中ですから、なおさらです。
ではもし、ゴルバチョフがソ連の指導者とならず、他の指導者が、90年代以降の中国のように、うまいこと混合経済を取り入れて経済的に発展成長を続けていたら・・・エネルギアロケットの生産は続行され、上記のプロジェクトも実行されていたことでしょう。一見すると夢物語のようですが、ここでざくっと、必要なエネルギアロケットの数を数えてみましょう。
・ポリウス打ち上げ…年間5機?
・Globis・・・年間1機?
・オゾン層修復衛星・・・30~40機なので年間5機ぐらい?
・放射性廃棄物宇宙投棄・・・年間10~15機
・民生用ブラン・・・年間2機 こちら を参照
・軍用ブラン・・・ 当初予定では年間30機だったけど… 実際は5機ぐらい?
概略でも、ソ連が崩壊していなかったら、冷戦状態の展開にもよりますが、21世紀には、R-7並に、年間20~30機のエネルギアが打ち上げられていたことになります。これだけ打ち上げられれば、大量生産効果が顕著に現れるでしょう。エネルギアの一機あたりの値段は、R-7が15億円なので、大体100億円以下に収まっていたかも知れません。
・・・というわけで、今回も「もしソ連が崩壊せずに、エネルギアロケットが運用されていたら、こんな21世紀になっていただろう」というFlashアニメを作成しました。
ところで。我々団塊ジュニア世代でしたら、少年時代のノストラダムスブーム+中学時代の北斗の拳+米ソ核戦争の危機、とあいまって、80年代から「1999年7月の自分の姿」を空想していたと思います。そして、いざ1999年7月が到来したときは、携帯電話や職場のカレンダーなどの「1999年7月」の表示を見るたびに「自分は今、『子供の頃に夢想した未来の世界』にいるんだなぁ」と実感したはずです。そして多くの同年代同士が「おい。車、宙に浮いてねぇじゃねぇかよ。新婚旅行が宇宙旅行じゃねぇじゃねぇかよ。核戦争来なかったじゃねぇかよ」と会話したはずです。
では、私のHP閲覧者のうちかなりの割合を占めると考えられる、団塊の世代~高度成長期育ちの方からしたら、「2003年4月7日」 この日は、「子供の頃夢想した21世紀とぜんぜん違うじゃねぇかよ」と思ったはずです。なぜ4月7日か?アニメを見れば「あぁそんなこと少し話題になったな」と思い出してもらえるはず。
1.21MB。ナローバンドの方は、クリックしてから再生まで数秒かかります。