リトル・ジョー (ロケット)について詳しく解説

導入

ホワイトサンズのA004便のリトル・ジョーII

リトルジョーロケットは、アメリカ宇宙機関 (NASA) によって開発された発射装置で、1959 年から 1966 年にかけて、アメリカのマーキュリー計画とアポロ計画による宇宙船の飛行の重要な段階、特に空気力学的圧力が高いときの挙動をテストするために使用されました。最大値 (最大 Q)。リトル・ジョーは、救助タワーの飛行資格確認とパラシュート展開に使用されました。

シンプルかつ安価に設計されたリトル・ジョーは、リクルート、ポラックス、キャスター、アルゴルなど、さまざまな数の既存の固体燃料ロケットステージをバンドル形式で組み合わせて構築されています。ランチャーの性能により、実物大の船舶モデルを超音速で放物線状の軌道で推進することができます。

発射装置の最初のバージョンであるリトル・ジョー I は、救助タワーを備えたマーキュリー・カプセルを高度160 kmまで推進することができ、1959 年から 1961 年の間に 8 回打ち上げられ、2 回失敗しました。アポロ計画用に開発された、より強力な 2 番目のバージョンであるリトル ジョー II は、1963 年から 1966 年の間に 5 回打ち上げられましたが、失敗に終わりました。どちらのバージョンも宇宙船の開発において重要な役割を果たしました。

リトル・ジョー

最初のリトル・ジョー I ロケットは実際にワロップス島で打ち上げられました: LJ-6 飛行

リトル・ジョー・ロケットの最初のバージョンの建設は、マキシム・ファゲットとポール・パーサーによって開発されたコンセプトに基づいたアメリカ初の有人宇宙計画であるマーキュリー計画の一環として開始されました。目的は、救助タワーの飛行資格取得とマーキュリーカプセルパラシュートの配備にかかるコストを制限することだ。マーキュリー計画で使用されたランチャーのコピー、マーキュリー・レッドストーン(100万ドル) とアトラス (250 万ドル) の単価は、当時、素朴なロケットで満足できるテストには高すぎるように思われました。既存の固体推進剤を無誘導の 1 段パッケージで組み合わせることで、プロジェクト マネージャーはマーキュリー レッドストーンと同等の性能を持つ発射装置を 5 分の 1 の価格で入手できます。

リトル・ジョー I ロケットの構造は、すべての例に共通しており、ランチャーの設計時にすでに生産されていた固体推進剤ロケット段のさまざまな組み合わせを組み合わせています。2 基から 4 基のポラックスまたはキャスター型ロケット (推力26 トン、持続時間 37 秒) ) 可変数のリクルートロケット (1 基から 4 基) (推力 17 トン、持続時間 1.53 秒) によって補完され、離陸時の推力が増加します。発射装置のみの質量は、構成に応じて 11 ～ 18 トンになります。 Castor ロケットと Pollux ロケットは、打ち上げ時にすべて点火するか、2段階で点火して、推進段階の継続時間を 2 倍にすることができます。

ロケット単体の寸法(アダプターと尾翼を除く高さ約 7.5 メートル、直径約 2 メートル) は、マーキュリー カプセルの直径 ( 1.90 m ) とキャスター スラスターの長さによって決まりました。発射装置、マーキュリーカプセル、救助タワーで構成されるアセンブリは、最高高さ 15 メートルです。尾翼はランチャーの飛行安定性を確保するために非常に重要で、ロケット本体から2メートル以上突き出ています。内部構造は、キャスターまたはポルックス ロケットを受け入れることを目的とした 4 つの垂直セルと、後者の間に位置しリクルート ロケットを受け入れることができる 4 つの小さなセルで構成されています。 NASA は発射装置建設の入札を開始し、1958 年 12 月末に北米の航空機メーカーのミサイル部門が落札した。

リトル・ジョー I の飛行年表

8回の飛行が行われ、4回のテストは失敗し、そのうち2回は発射装置に起因したものであった。打ち上げはすべてワロップス飛行施設で行われました。

リトル・ジョー ( LJ-1 ) の初飛行は1959 年 8 月 21 日に行われる予定でした。それにはマーキュリー・カプセルの模型と機能する脱出タワーが搭載されていました。その目的は、最も厳しい空気力学的圧力条件 (Max Q) の下でレスキュータワーの動作をテストすることです。しかし、離陸時間の 35分前にタワーのロケット エンジンが地上で誤って点火し、マーキュリー カプセルの模型が引き裂かれ、発射装置が地上に残されました。この誤ったスタートの原因は「蛇行」電流です。

同年の 1959年10 月に、8 月に発射できなかったランチャーが修理され、今度はロケットの動作を検証するために不活性救出タワーとともに発射されました。ポラックスの固体推進剤は 2 段階で点火され、最長の動力飛行時間を実現します。 LJ-6の飛行は2分半で高度74キロまで上昇し、その後ロケットが遠隔操作で破壊され、アセンブリが適切に機能していることが示された。

リトル・ジョー発射装置は認定され、1959 年 11 月に予定されていたLJ-1A飛行では、再びマックス Q 救難タワーの動作テストが試みられましたが、空気力学的圧力が予測の 10 分の 1 であったため、発射が 10 秒遅れてしまいました。テスト用に。分離、パラシュートの開放、着陸の順序は名目上の方法で行われます。他の目的を伴う2つの飛行がすでに予定されているため、レスキュータワーの認定は延期されます。

次の飛行であるLJ-2 は、宇宙飛行中の生物の行動をテストすることです。この目的のために、カプセルには、航空宇宙医学部が準備した実験の一環としてアカゲザルのサムと、種子、神経細胞の調製物などが使用されます…これは主に無重力状態の影響をテストする問題ですが、放射線の影響もテストします高地で。この飛行により、高高度および高速での救難タワーの動作や、大気圏再突入時の熱シールドの動作をテストすることも可能になるはずです。 1959 年 12 月 4 日、発射装置は推進段階の終わりに高度30 kmに到達しました。カプセルはその勢いで分離し、救助タワーのプロペラの助けも借りてなんとか高度98 kmまで上昇しましたが、目標高度より30 km低くなっていました。サムは 3 分間の無重力状態を経験し、カプセル内で約 6 時間滞在した後、生きて回収されます。この時間は彼の回復を担当した駆逐艦が船を発見する時間でした。飛行は成功です。

1960 年 1 月、 LJ-1B飛行により、最終的に公称条件下で Max Q 救助タワーの動作をテストすることが可能になりました。カプセルにはアカゲザルのミス・サムが乗せられており、飛行の最も厳しい段階で将来の宇宙飛行士の適性を証明することを目的としたテストを実施しなければならない。ランチャーがマッハ 3 の速度に達して高度17 kmに達すると、脱出タワーが作動し、タワーをロケットから引き剥がし、追加のデルタ v が75 m/sになります。船は離陸から8分半後に着陸し、サルは離陸から45分後にヘリコプターで出発地点に戻される。飛行の分析によると、サルは脱出タワーのスラスター作動後の30秒間を除いて適切に任務を遂行しており、飛行中にパラシュートが開く問題が発生した場合に宇宙飛行士が反応する能力に疑問が生じている。

1960 年 11 月のLJ-5便は、最初の量産マーキュリー カプセルを輸送しましたが、それは適格である必要がありました。飛行は失敗に終わり、救助タワーのロケットエンジンは離陸後15秒で早々に点火し、カプセルは発射装置から分離できなかった。どちらの事件も未解明のままだ。 1961 年 3 月のLJ-5A飛行は、アトラス ロケットを動力とするマーキュリー宇宙船の飛行条件をシミュレートすることによる、LJ-5 飛行のリハーサルでした。しかし、前の飛行中に発生した問題が再発しました。救助タワーのエンジンの早期点火と、ランチャーと救助タワーの分離の失敗でした。通常は推進フェーズの最後に使用されるカプセル分離モーターが点火され、分離が行われますが、その状況は計画とは大きく異なっていました。カプセルの側面の先端がランチャーに直撃されそうになり、レスキュータワーも失いました。アンテナコンパートメントとして機能し、異常な状況ではメインパラシュートと予備パラシュートの開閉をトリガーします。カプセルは正常に着地し、ほぼ無傷で回収されます。

入手可能な最後のリトル ジョー ロケットは 1961 年 4 月に打ち上げられました。チームにかかるプレッシャーはかなりのものでした。 LJ-5B便は、前のフライトから再調整されたマーキュリーカプセルを再利用します。ランチャーとの分離システムが見直され、レスキュータワーのモーターが時期尚早に点火しないことを保証するために広範なチェックが実施されました。ロケットが発射されると、目撃者は、発射装置の固体推進剤の1つが点火していないことに気づき、軌道が完全に変わり、計画よりもはるかに低くなります。レスキュータワーのエンジンがプログラムされた時間に点火されると、到達高度は比較的低くなり、その結果、空力圧力は計画の 2 倍になります。しかし、分離、パラシュートの展開、および着陸は名目上の方法で行われるため、救助タワーは遭遇するべき条件よりもはるかに厳しい動作条件で動作することになります。