アジェナ (ロケット)

アジェナ（RM-81 Agena）

概要

RM-81 Agenaは、アメリカ合衆国で開発され、1959年から1987年にかけて約30年間運用された多目的ロケットです。その主な役割は、衛星を軌道に乗せるための打ち上げロケット上段、あるいは人工衛星本体に組み込まれ、推進・電力・姿勢制御などを担うサポートバスとしての機能提供でした。当初はロッキード社が偵察衛星計画WS-117Lのために開発を進めていましたが、この計画は後にキャンセルされ、セイモス、コロナ、MIDASといった複数の計画へと分割されました。これにより、アジェナは様々な宇宙プロジェクトにおいて、衛星の重要な構成要素（推進・電力ユニットなど）として採用されることになりました。特にコロナ計画や、ジェミニ計画で使用されたアジェナ標的機において、その能力は最大限に活用されました。

アジェナは単体で使用されるだけでなく、アトラス、ソー、ソラド、タイタン IIIBなど、様々なキャリアロケットの上段として組み合わされて打ち上げられました。将来的にはスペースシャトルやアトラスVの上段としての活用も検討されていましたが、これらは実現しませんでした。1959年2月28日の初打ち上げから、1987年2月のアジェナDの最終打ち上げまでに、合計365基のアジェナが宇宙へと送られました。これらのミッションは、アメリカ航空宇宙局（NASA）とアメリカ空軍によって実行されました。

ペイロード（搭載物）の組み込み方にはいくつかの形態がありました。多くの場合、ペイロードはアジェナの上に直接搭載され、アジェナが電力、通信、三軸安定による精密な姿勢制御機能を提供しました。一方で、アセント・アジェナとして知られる形態では、ペイロードはアジェナの内部には統合されず、打ち上げ後に分離される運用も行われました。

技術的特徴

アジェナは直径1.5メートル（約5フィート）の円筒形をしており、特に偵察衛星のカメラ運用に不可欠な三軸安定制御が可能でした。搭載されていたBell 8096エンジンは、非対称ジメチルヒドラジン（UDMH）と抑制赤煙硝酸（IRFNA）という自己着火性のハイパーゴリック推進剤を使用し、点火システムを必要としない信頼性の高いエンジンでした。このエンジンは71キロニュートン（約16,000ポンド）の推力を発生し、軌道上で無線操作により複数回の再着火が可能という特筆すべき能力を持っていました。

エンジンの構造も革新的で、アルミニウム製でありながら、スロートとノズルを冷却するための再生冷却管がガンドリルで直線的に開けられていました。このエンジンは、コンベアB-58ハスラー爆撃機用に開発中止されたXLR81推進システムから派生したものです。かつてはDiscoverer VehicleやBell Hustlerという別称で呼ばれることもありました。また、アポロ計画で使用された有人月着陸船の上昇段エンジンは、アジェナのエンジン設計を参考にしています。

宇宙空間での姿勢制御は、3つのジャイロスコープ、2つの水平線センサー、窒素-フロン混合物を噴出するマイクロジェットを統合した慣性誘導パッケージによって行われました。ピッチングとローリングは密封された積算ジャイロで測定され、ヨーエラーはレート・ジャイロで検出されました。初期の水平線センサーに加え、後期型では太陽トラッカーやスター・トラッカーも追加され、ジャイロの誤差を補正することで、特に改良型コロナ衛星による高解像度撮影に求められる高い照準安定性を実現しました。

アジェナは軌道上で常に一定方向を向くように設計されていたため、静的な熱制御システムを採用していました。電力供給は主に酸化銀電池によって行われましたが、1960年代初頭からは電力不足を補うために太陽電池も併用されるようになりました。通信機能としてSバンドビーコンを備えており、地上からのコマンド受信や、内蔵記憶装置へのストア・実行が可能でした。

改良と派生型

アジェナは運用期間中に3世代にわたる改良が施されました。

アジェナ-A

最初に製造されたモデルで、Bell 8048 (XLR81)エンジンを搭載していました。このエンジンは2分間にわたって69キロニュートンの推力を発生しました。主にヴァンデンバーグ空軍基地から、ソーやアトラスロケットの上段として極軌道（太陽同期軌道）投入ミッションに使用されました。1959年から1961年にかけて運用されました。

アジェナ-B

第2世代のモデルで、軌道上再始動が可能なBell 8081エンジンを装備しました。推進剤搭載量が増加し、エンジンは合計4分間燃焼することができました。SAMOS衛星、MIDAS早期警戒衛星、そしてレインジャーやルナ・オービターといった月探査機など、より複雑なミッションに利用されました。

アジェナ-D

ロッキード社のローレンス・エドワーズの提案により標準化が図られたモデルです。誘導、ビーコン、電力、テレメトリなどの主要機器を収めたモジュール群、標準的なペイロードコンソール、そしてオプション機器（太陽電池、小型衛星、複数回再着火可能なエンジンなど）を搭載するためのリアラックを備えるという共通構成が採用されました。直径1.5メートル、全長6.3メートルで、内蔵電池は19,500ワット時の電力を供給しました。アジェナDはアメリカ製上段ロケットとして最も多く打ち上げられ、特別な生産ラインでは年間40基もの製造能力がありました。95パーセント以上の高い信頼性を達成し、KH-7ガンビット偵察衛星、マリナー計画の金星・火星探査機などの打ち上げに貢献しました。

その他の派生型

1970年代には、スペースシャトルのカーゴベイに搭載可能な大型化されたアジェナCが検討されましたが、製造には至りませんでした。また、近代化されたアジェナとしてアジェナ2000が設計され、アトラスVロケットの上段として想定されましたが、これも計画中止となり実現しませんでした。

アジェナ標的機

アジェナDを基に、ジェミニ計画におけるランデブーおよびドッキング試験の標的として特別に開発された派生型です。Bell Aerospace社の8247型エンジンを搭載し、15回の軌道上再着火が保証されていました。ジェミニ宇宙船がドッキングした後、標的機のアジェナエンジンを噴射して軌道高度を変更する試験も行われました。ジェミニ11号のミッションでは、これにより遠地点1,375キロメートル（約854マイル）という、当時の有人宇宙飛行における最高高度記録を達成しました（この記録は後にアポロ8号によって更新されました）。

アジェナは、その柔軟性、信頼性、そして再着火能力により、黎明期の宇宙開発において偵察から科学探査、有人宇宙飛行に至るまで、多岐にわたる重要なミッションを支えた功績的なロケットシステムです。

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