アポロ ミルクスツールって何ですか?

ロケットが発射台の上にそびえ立ち、人類を月へ運ぶ準備を整えている光景は、アポロ時代を象徴する力強いイメージです。同じ発射台の上に置かれたスツールにロケットが座っている光景は、アポロ時代としてはやや迫力に欠け、不自然かもしれませんが、象徴的であることに変わりはありません。ミルクスツールは型破りだったかもしれませんが、それでも NASA がアポロ計画の最後の痕跡を終わらせるのに役立った重要な技術でした。

サターンロケットの復習

ミルクスツールの物語は、サターン ロケット ファミリーの物語と密接に関係しています。これらの打ち上げロケットは、1960 年春にヴェルナー フォン ブラウンと陸軍弾道ミサイル局が宇宙局に移管されたときに、米国陸軍から NASA に移行しました。当時、サターンロケットは一連のコンセプト ロケットとして存在していましたが、その正確な構成は流動的でした。NASA は、水星に続く計画の詳細をまだ検討中でしたが、その会話は、ジョン F. ケネディ大統領がアメリカに月を約束した 1 年後、さらに複雑になりました。NASA には目標がありましたが、そこに到達する方法を正確には知りませんでした。

アポロ計画の詳細が徐々に明らかになるにつれ、月面着陸には巨大なロケットが必要であることがすぐに明らかになりました。そこで、1961 年後半、NASA はフォン ブラウンの C-5 の開発に着手しました。

C-5 は 3 段式ロケットで、第 1 段には 5 基の F-1 エンジン、第 2 段には 5 基の J-2 エンジン、第 3 段には 1 基の J-2 エンジンが搭載されていました。このロケットは、低地球軌道に 249,000 ポンド、または月に 90,000 ポンド以上を運ぶことができ、月周回飛行や有人着陸ミッションに十分な質量を持つ、さまざまなミッションに対応できるロケットでした。

しかし、このロケットには、こうした大胆なミッションを開始する前にテストする必要のある要素が多数ありました。そこで NASA は、C-5 の小型版をテストベッドとして使用することを決定しました。

最初の反復は CI で、これは車両開発ミッション用に設計されたロケットでした。SI の第 1 段と S-IV 上段を備えたこの 2 段式ロケットは、軌道上で特定の月探査機の要素をテストし、デフォルトで地球に落下する際に地球への再突入段階をテストすることができました。2 番目の暫定車両は、より大型の C-1B でした。この 2 段式ロケットは CI とほぼ同じでしたが、S-IV の代わりにより強力な S-IVB 上段を使用しました。C-IB は月に向かう宇宙船のハードウェアをテストするだけでなく、S-IVB の軌道再点火機能もテストしました。これは非常に重要でした。設計上、月着陸ミッションは月に行く前に地球の軌道上で停止するため、宇宙船を月に向けて送るために軌道上で再点火できるロケット ステージが必要でした。この再点火機能がなければ、アポロは軌道を離れることができませんでした。

1962 年 7 月 11 日、NASA は、アポロ月面着陸計画では、1 回の飛行につき 1 機の C-5 を使用し、月周回ランデブー方式で月に向かうことを発表しました。同日、NASA は C-1B ロケットを C-5 ハードウェアの地球周回軌道テストベッドとして正式に承認しました。

1963 年初頭、アポロ計画が具体化する中、NASA 本部は C シリーズの大型ロケットに新しい命名法を発表しました。フォン ブラウン設計の木星ロケットに続いて、数字による命名法はそのまま残りましたが、シリーズ全体は太陽系の次の惑星にちなんでサターンと改名されました。C-1 はサターン I、C-1B はサターン IB、C-5 はサターン V と改名されました。当時開発中だった、8 基の F-1 エンジンで第 1 段を動かすさらに大型のロケット、ノヴァについては言及されませんでした。

サターン I は、軌道上でサターン V とアポロのハードウェアをテストするという当初の任務を果たしました。サターン IB も同様の任務を果たしましたが、このロケットには、初の有人アポロ ミッションの打ち上げという追加の責任が課されました。

1968 年 10 月 11 日、アポロ 7 号の乗組員はサターン IB ロケットに乗って地球を離れました。彼らは、前年の 1 月にアポロ 1 号の乗組員が打ち上げ前の火災で同じくサターン IB ロケットに乗って死亡した発射台である発射施設 34 から打ち上げられました。このミッションは、月面着陸ミッションをサポートするために設計されたアポロ ブロック II のコマンド モジュールとサービス モジュールの地球周回軌道での試運転でした。その時点でまだ完成していなかった月着陸船は存在しませんでした。サターン IB ロケットは、いずれにしても完全なスタックを軌道に打ち上げることはできなかったのです。

月着陸船の完成が大幅に遅れたため、次のミッションであるアポロ 8 号も司令船と機械船のみで飛行する予定だった。しかし、アポロ 8 号は両方の宇宙船を月まで運ぶため、サターン V ロケットで打ち上げる最初のミッションとなり、ロケットが大型化したため、はるかに大型のロケットを運用するために建設された 34 号複合施設ではなく、39 号複合施設から打ち上げることになった。

月の後に何をする？

サターン V による月探査ミッションが次々と予定されていたため、NASA はサターン IB をアポロではなくアポロ応用プログラム (アポロのハードウェアを月探査ミッション以外にも応用することを目的としたプログラム) の打ち上げロケットとして引き続き使用することを決定しました。しかし、AAP ミッションは 1970 年代初頭に予定されていました。数年にわたる休止期間中に 34 番発射施設と発射台クルーを維持することは、特に NASA の資金が着実に減少していたことを考えると、費用のかかる事業でした。

別の選択肢として、ケネディ宇宙飛行センターの高度プログラム オフィスは、複合施設 39 を AAP ミッションの打ち上げに使用したいと考えていました。しかし、これは難しいことでした。この新しい発射施設のすべてが、サターン V の巨大なサイズのため、サターン IB には大きすぎ、不適合でした。また、この発射施設は移動式発射施設に合わせて設計されていました。サターン IB が発射台で組み立てられている間、サターン V は、移動式発射プラットフォーム上のビークル アセンブリ ビルディングの制御された環境で積み重ねられ、発射台まで這って移動しました。

サターン IB を打ち上げるためにコンプレックス 39 を改造するのは困難だが、不可能ではない。1969 年 2 月に行われたコンプレックス 39 からのサターン IB の打ち上げに関する研究では、小型ロケットに高さ 128 フィートの台座を取り付け、S-IVB ステージとアポロ宇宙船をサターン V 用に設計されたサービス アームとアンビリカル ケーブルと一列に並べるという斬新な解決策が生まれた。台座ソリューションの費用は約 500 万ドルと見積もられ、これは新しいコンプレックスを開発する費用の約 3 分の 1 だった。

より大きな問題は、ロケットの力学がこの発射台にどのような影響を与えるかということでしたが、最終的には問題にはならないことが判明しました。台座の暫定的なレイアウト、構造、応力分析の設計評価により、台座を建設できるだけでなく、アポロ アプリケーション プログラムの打ち上げを遅らせることもないことが判明しました。つまり、スカイラブ宇宙ステーションに最初の乗組員を送り込むミッションです。1970 年 5 月 15 日、NASA はサターン IB 用に発射施設 39 を改造する正式な議会承認を得ました。

ミルクスツールとして知られるようになった台座は、250 トンの鋼鉄構造で、4 本の脚と一連の水平および斜めのパイプがメイン プラットフォームを支えていました。このプラットフォームには、直径約 28 フィートの排気口と、サターン IB の打ち上げ準備に必要なすべてのサポート アーム、燃料パイプ、および電気配線が備わっていました。また、その構築は困難でした。ミルクスツールは、その上でロケットが打ち上げられるストレスで曲がらないように十分に頑丈である必要があっただけでなく、その重量は、その速度で進むサターン V の SI ステージと同じだけしか許容されませんでした。それ以上重くなると、移動式打ち上げプラットフォームは重量を支えることができません。その他の改造には、サターンVの下段に機能していた5本のスイングアームを1本の延長アームに交換すること、アンビリカルケーブルと回収機構を発射施設34から持ち込むこと、そしてサターンIBが処理できるよりも多くの液体酸素を毎分送り出すメインシステムの代わりにサターンVの液体酸素補充システムを使用することが含まれていた。

改造は功を奏し、スカイラブ宇宙ステーションは、1973 年 5 月 14 日に、地球を離れた最後のサターン V ロケットで打ち上げられました。スカイラブの最初の乗組員は、1973 年 5 月 25 日にそのすぐ後に続きました。ミルクスツールから打ち上げられた最初のサターン IB ロケット (無人テストは行われなかった) は、問題なく打ち上げられました。その後の 2 回の有人ミッションと、アポロ ソユーズ テスト プロジェクトのアポロ半分でも、地球周回ミッションを成功させる過程でミルクスツールが使用されました。

出典: 宇宙での生活と仕事: スカイラブの歴史、スカイラブ サターン IB 飛行マニュアル