안타레스(로켓)

안타레스
안타레스 1호기
기본 데이터
운용국	아메리카 합중국
개발자	OSC 유쥬노에 설계국
운용 기관	오 비탈 ATK, NASA
사용 기간	2013년 -
사격장	츄부대 서양 지역 우주 기지 LC-0 A
발사 비용	$ 65 million[¹]
원형	원환체
공식 페이지	Antares
물리적 특징
단수	2단 또는 3단
총질량	290 t
전체 길이	40.5 m
직경	3.9 m
궤도 투입 능력
저궤도	4,200 kg / 7,000 kg 400 km / 28.7도
태양 동기 궤도	3,200 kg / 5,600 kg 400 km / 98도
정지 이행 궤도	2,400 kg[²]
ISS 궤도	약 5 t[³]
지구 중력권탈출 궤도	1,250 kg / 1,800 kg C3 = 0 km²/s²
각주
궤도 투입 능력은 표준형/확장형
템플릿을 표시

안타레스(영어: Antares, 자기 리즈)는 아메리카 합중국의 오 비탈・사이엔시즈사(OSC, 2015년 이후 오 비탈 ATK)에 의해 개발되어서 발사 되고 있는 중형 로켓.2013년 4월 21일에 첫발사를 해 성공한[⁴].

2011년 12월에 계획명의 원환체 II가, 전갈좌의 1등 별안타레스를 기념하여 안타레스(Antares)로 명칭 변경되게 되었다고 발표되었다.동사의 로켓은, Pegasus, Taurus, Minotaur와 같이 그리스 신화를 기념하여 명명되고 있던[⁵].

개요

안타레스는 미국 항공 우주국(NASA)의 상업 궤도 수송 서비스(COTS)의 계약에 준거해 시그너스 보급선을 쏘아 올리는 로켓으로서 개발되고 있어 델타 II와 거의 같은 규모, OSC가 보유하고 있는 로켓과 아틀라스 V나 델타 IV등의 대형 로켓의 사이를 묻는 궤도 투입 능력을 가지는 로켓으로서 자리 매김되고 있다.

기존의 컴퍼넌트를 활용하는 것으로 저비용으로 신뢰성의 높은 시스템을 구축할 방침으로 개발되고 있다.OSC의 보유하는 기존의 로켓의 성과를 이용하는 것으로 높은 즉응성을 실현해, 시그너스 외에도 우주 탐사기등을 포함한 과학 용도의 우주기, 군사위성, 상업용 위성 등의 각종 중형 미션에 대응한다.

2014년 10월 28일에 밀려온 안타레스 5호기는, 쏘아 올려에 실패했다.이것을 받아 러시아의 NK-33 엔진을 베이스로 한 AJ-26 엔진은 사용을 중지하게 되어, 대신의 엔진에 옮겨놓게 되었다.이 엔진을 갱신한 새로운 안타레스로켓트는 2016년초에 비행 재개를 할 수 있게 될 계획으로 여겨져[⁶], 2016년 10월 17일에 밀려온[⁷].

구성・제원

조립할 수 있었던 안타레스로켓트

안타레스는 제1단에 액체 연료를 이용하는 2단 또는 3단식 로켓이며, 전신의 원환체 로켓과는 크게 다른 것이 되고 있다.

제1단 엔진은 구소련이 유인월 비행을 목적으로 해 개발하고 있던 N-1 로켓용의 제1단 엔진 NK-33을 에어로 제트사가 구입해 전장계등의 개수를 실시한 AJ26-62 엔진을 2기사용해, 제1단 탱크는 우크라이나의 유쥬노에(Yuzhnoye) 및 유쥬마슈(Yuzhmash)가 제조하는 제닛트 제 1단 탱크의 전체 길이를 단축한 것이 이용된다.

제2단은 캐스터 120을 단축하는 것으로 ATK가 신규 개발한 캐스터 30을 채용했다.또, 확장형 제 2단으로서 플랫・앤드・휘트니・로켓 다인이 개발한 메탄을 연료로 하는 PWR35M 엔진을 사용하는 구성도 계획되고 있었지만, 2011년 4월에, 캐스터 30의 성능 향상형인 캐스터 30 XL를 채용할 방침으로 변경되었다. 최초의 2기의 시험 플라이트로는 제2단에 캐스터 30 A를 사용해, 다음 2기로는 캐스터 30 B를 사용.4호기로부터 캐스터 30 XL로 전환해 발사 능력을 강화한[⁸].

시그너스의 궤도 투입은 2단식의 안타레스에 의해서 행해질 예정이지만, 인공위성이나 우주 탐사기의 발사에 대하고는 옵션으로서 2 종류의 제3단이 준비되어 있다.표준형 제 2단을 이용한 통상의 인공위성의 발사의 경우에는, 궤도 투입 정도의 향상과 궤도 고도의 상승을 목적으로 하고, OSC가 STAR Bus의 추진계를 유용해 개발한 2액식 추진계 Bi-Propellant Third Stage (BTS)를 사용한다.혹성 탐사기등의 발사에 대하고는 ATK가 개발한 스타 48 BV를 킥 모터로서 사용한다.

아비오닉스로서는 OSC가 개발해, 동사의 로켓으로 사용해 비행 실적이 있는 MACH (Modular Avionics Control Hardware) 컴퍼넌트를 채용했다.

＼	주요 제원 일람
전체 길이	40.5 m
대표지름	3.9 m
완비 질량	290 t
단수(Stage)	제1단	제2단		제3단(옵션)		페어링
단수(Stage)	제1단	표준형	확장형	BTS	킥 모터	페어링
각 단전체 길이	27 m	3.5 m	7.0 m	2.9 m	2.07 m	9.9 m
각 단대표지름	3.9 m	2.36 m	3.9 m	2.4 m	1.24 m	3.9 m
각 단질량	269 t	14 t	18 t	1.5 t	2.2 t	0.972 t
사용 엔진	AJ26-62 (2기)	캐스터 30	PWR35M	BT-4[⁹] (3기)	스타 48 BV	N/A
추진제	LOX/RP-1	TP-H8299	LOX/LCH4	MON-3/N₂H₄	TP-H3340
추진제질량	256 t	12.8 t			2 t
건조 질량	18,715 kg	1,185 kg	1,818 kg	180 kg	155 kg
진공 평균 추진력	3,803 kN	258.9 kN	147 kN	1.33 kN	68.6 kN
진공비추진력	331 s	294.7 s	347 s	329 s	292.1 s
노즐 팽창비	27	50			54.8
유효 연소시간	213 s	143 s	375 s	3,100 s	88 s

형식

상단 엔진 캐스터 30의 연소 시험

최초의 2회의 발사로는 제2단에 캐스터 30 A를 사용했다.이후의 발사로는 캐스터 30 B 또는 캐스터 30 XL가 사용된다.로켓의 구성은 3자리수의 숫자로 나타내져 상위로부터 순서에 제1단, 제2단, 제3단에 대응하고 있는[¹⁰].제1단은, RD-181 적용형 블록 1으로는 RD-181의 추진력을 AJ26-62상당히 떨어뜨려 탑재하고 있다.블록 2로는 연료 탱크의 구조 강화를 실시하는 것으로 RD-181의 추진력을 본래의 레벨에 되돌려, 발사 능력을 향상할 예정인[⁶][¹¹].

Number	1자리수째	2자리수째	3자리수째
Number	( 제1단)	( 제2단)	( 제3단))/small>
0	미사용	미사용	없음
1	블록 1 （2 × AJ26-62）	캐스터 30 A 블록 1이후는 사용하지 않는[¹²]	BTS(2액식 제 3단) (3×IHI BT-4)
2	블록 1(RD-181 적용형) (2×RD-181)[¹²]	캐스터 30 B	스타 48 BV
3	블록 2 （RD-181）^[13]	캐스터 30 XL	미사용

발사

당초의 발사 예정은 2011년 10월이었지만, 동년 12월, 2012년 1월 23일, 2월, 7월 6일, 8월 9일, 9월 후반, 10월, 12월, 2013년 2월과 차례차례로 연기된[¹⁴][¹⁵].최종적으로 2013년 4월 21일 17시 00분 (EDT), 시그너스 보급선의 질량을 모의 한 더미 유료 하중을 탑재한 첫발사에 성공한[⁴].

호번	미션명	Version	발사 연월일(UTC)	유료 하중	결과	비고
1	A-One	110	2013년 4월 21일 21시 00분	리스크 경감을 위한 비행 시험(처음 발사해)으로서 시그너스의 더미 유료 하중과 CubeSat 4기(Dove 1, PhoneSat 3기)를 궤도에 투입	성공	^[4]
2	Orb-D1	110	2013년 9월 18일 14시 58분	시그너스의 첫비행	성공
3	CRS Orb-1	120	2014년 1월 9일 18시 07분	시그너스의 상업 보급 비행 1회째, 2단째를 캐스터 30 B로 바꾸어 발사 능력을 강화.	성공	^[16]
4	CRS Orb-2	120	2014년 7월 13일 12시 52분	시그너스의 상업 보급 비행 2번째, 전회와 같은 구성.	성공	^[17]
5	CRS Orb-3	130	2014년 10월 28일 22시 22분	시그너스의 상업 보급 비행 3번째.2단째를 캐스터 30 XL로 변경해 발사 능력을 강화.리승직후에 폭발 염상 했다.	실패	^[18]
6	CRS OA-5	230	2016년 10월 17일 23시 45분[⁷]	발사 재개 창간호기, 제1단 엔진에 RD-181을 채용.	성공

CRS Orb-3의 발사 실패와 향후의 대응

미디어를 재생한다

발사 실패에 의해 폭발 염상 하는 로켓

손상한 지상 시설

CRS Orb-3은, 안타레스와 시그너스 보급선에 의한 3번째의 ISS 보급 미션이었다.그러나, 2014년 10월 28일에 밀려온 안타레스 5호기는, 이륙으로부터 불과 15초 후에 1단째가 폭발.기체는 그대로 츄부대 서양 지역 우주 기지의 발사 시설로 추락한[¹⁹].피해를 억제하기 위해서 안타레스의 자폭이 시도되었지만, 작동한 것은 로켓이 지상에 격돌하기 직전이며, 폭발과 화재에 의해 기체와 유료 하중은 파괴되어[²⁰][²¹], 지상 시설도 심각한 피해를 받은[²²][²³].OSC는 사고 후, 즉시 원인 구명을 위한 사고 조사위원회를 형성한[²⁴].

Orb-3 미션은, 발사 직후에 1단 엔진의 2기 중 1기가 폭발해 추락해, 실패에 끝났다.이것을 받아 러시아의 NK-33 엔진을 베이스로 한 AJ-26 엔진은 사용을 중지하게 되어, 대신에 러시아제의 RD-181 엔진에 옮겨놓게 되었다.이 엔진을 갱신한 새로운 안타레스로켓트는 2016년초에 비행 재개를 할 수 있게 될 계획이며, 지금까지의 사이, 시그너스 보급선의 1기 혹은 2기는 아틀라스 V로켓을 조달해 쏘아 올리게 되었다.RD-181을 장비한 안타레스로켓트는, 궁극적으로는20% 발사 능력을 향상할 수 있을 전망이지만, 첫비행으로는 AJ-26으로 같은 레벨까지 추진력을 떨어뜨려, 1단 탱크의 구조를 강화하는 개량을 끝낼 때까지가 막간에 할 예정인[6^][1^1].

초기 구상

원환체 II의 초기 구상은 1994년에 OSC가 발표한 것으로, 제1단 및 제2단에 캐스터 120, 제3단에 당시 개발중에서 만난 아리안 5의 상단에 채용 예정의 에스타스를 이용한다고 하는 것이었다.이 구상으로는 궤도 경사각 28.5도, 고도 185 km의 저궤도에 2.3 t의 궤도 투입 능력을 갖고, 또, 보조 booster로서 캐스터 4를 최대 8개 이용하는 것으로 같은 궤도에의 투입 능력을 5 t까지 향상하는 것이 가능으로 되어 있었다.게다가 옵션으로서 스타 48을 제4단 킥스테이지로서 이용했을 경우에는, GTO에 1.84 t의 유료 하중을 투입 가능하다라고 되고 있던[²⁵].

이 구상은 NASA의 소형의 위성이나 탐사기의 발사를 목적으로 한 Med-Lite 계약을 향해서 발표된 것이었지만[²⁶], 그 후 OSC는 동계약을 향해 맥도넬・더글라스(MD)와 공동으로 같은 컨셉을 가지는 델타・라이트의 구상을 발표한[²⁷].1993 년 초두에 델타・라이트는 Med-Lite 계약을 획득해, 딥・스페이스 1호나 FUSE, 스타더스트등을 쏘아 올릴 예정이 되고 있었지만[²⁸], 1997년에 MD가 보잉에 흡수 합병되는 등의 정세로부터 계획은 동결되어 이러한 우주기는 델타 II로켓으로 발사 되었다.

출전・각주

^ 8th NRO/AIAA Space Launch Integration Forum Taurus II Development Status of a Medium-Class Launch Vehicle for ISS Cargo and Satellite Delivery (PDF, 2.1MB) - Davit Staffy (OSC). 2008.7.15
^문부 과학성 우주 개발 위원회 추진부회 GX로켓 평가 소위원회 제 8회 자료 각국의 중형 로켓등과 관계되는 동향(PDF, 415 KB)
^ Commercial firms await NASA's call to serve station (Spaceflight Now)
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^"Orbital Selects "Antares" as Permanent Name for New Rocket Created by the Taurus II R&D Program". OSC. 2011년 12월 12일 열람.
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^ Bergin, Chris (2012년 2월 22일). "Space industry giants Orbital upbeat ahead of Antares debut". NASA Spaceflight. 2012년 3월 29일 열람.
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^ Popular Mechanics Vol.171 No.11, Launchers Lighten Up, pp.26, 1994-11
^ Federation of American Scientists, Special Report: U.S. Small Launch Vehicles (PDF, 75.3KB) New U.S. Small Launch Vehicles, pp.4, 1996.
^ NASA McDonnell Douglas to Provide MED-LITE Launch Vehicle for STARDUST, 1996-10-08.

외부 링크

OSC - Antares(영어)
NASA - Commercial Crew and Cargo Program Office(영어)

「https://ja.wikipedia.org/w/index.php? title=안타레스_(로켓)&oldid=62532649」로부터 취득

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2017년 1월 18일 수요일