アレスV

アレスV（Ares V）は、アメリカ航空宇宙局（NASA）が進めていた有人宇宙探査計画「コンステレーション計画」の一環として開発が構想されていた使い捨て型の貨物輸送用大型ロケットです。当初は単に「貨物ロケット（CaLV）」と呼ばれていましたが、後にギリシャ神話の戦神アレスにちなんで命名されました。英語での発音は「エアリーズ・ファイブ」に近いとされています。

このロケットは、2019年頃の初打ち上げを目指して開発が進められる予定でしたが、2010年にコンステレーション計画自体が中止されたことに伴い、その開発も打ち切られました。アレスVが担うはずだった大型貨物輸送の役割は、その後新たに開発が進められているスペース・ローンチ・システム（SLS）に引き継がれています。

コンステレーション計画における役割

コンステレーション計画は、人類を再び月に送り込み、将来の火星探査への足がかりとする壮大な計画でした。この中でアレスVは、主に人員輸送を担う小型ロケットであるアレスIを補完する形で、重量物や大型ペイロードを輸送する役割を担う、いわゆる「大重量打ち上げ機（HLV）」として位置づけられていました。

アレスVの主要な任務としては、国際宇宙ステーション（ISS）への新しいモジュールの軌道投入や、月面着陸船「アルタイル」、基地建設に必要な大型機材、資材などを月へ輸送することが挙げられていました。さらに、将来的な火星探査を見据えた打ち上げ機としての活用も視野に入れられていました。

月ミッションにおいては、アレスIとアレスVが連携するユニークな運用が計画されていました。まず、アレスVがアルタイル月面着陸機と、月遷移軌道投入用の第2段ロケットである地球離脱段（Earth Departure Stage, EDS）をまとめて地球低軌道（LEO）に打ち上げます。その後、アレスIによって打ち上げられたオリオン宇宙船が同じ軌道に到達し、これらとランデブーしてドッキング。一体となったところで地球離脱段のエンジンを再点火し、月への軌道に乗るという手順が想定されていました。アレスVは、旧アポロ計画で使用されたサターンVや旧ソ連のエネルギアを超える、LEOへ約188トン、月周回軌道へ約71トンという桁外れの輸送能力を持つことが期待されていました。

従来の宇宙計画、例えばサターンVやスペースシャトルでは、人員と貨物が同じロケットで打ち上げられるのが一般的でした。しかし、コンステレーション計画では、人員輸送用のアレスIと貨物輸送用のアレスVという異なる種類のロケットを用意することで、それぞれの目的に最適化された設計と運用を目指していました。これにより、より効率的で高性能な機体を開発できると考えられたのです。

月探査以外にも、アレスVの持つ大輸送能力を生かした利用計画がいくつか提案されていました。その一つが、地球と太陽のラグランジュ点（L2）に、直径8メートルを超える巨大な光学宇宙望遠鏡を設置する構想です。これはハッブル宇宙望遠鏡を大幅に凌駕する性能を持つ可能性がありましたが、アレスVならばサターンVがスカイラブ宇宙ステーションを打ち上げたように、1回の打ち上げで設置が可能になると見込まれていました。

機体設計

アレスVは、大きく分けて2つの段で構成されるロケットとして設計されていました。第1段は、2本の大型固体燃料ロケットブースターと、6基の液体燃料エンジンで構成されます。

固体ロケットブースターは、スペースシャトルの固体燃料ロケットブースター（SRB）を基にしていますが、シャトルが4セグメント構造であったのに対し、アレスVではこれを延長し、5セグメント、あるいは5.5セグメントとする計画でした。これにより、打ち上げ時の初期推力を大幅に強化します。液体燃料エンジンには、デルタIVロケットなどで使用実績のあるRS-68エンジンが6基採用される予定でした。これらはスペースシャトルの外部燃料タンクを大型化したような巨大な燃料タンクに取り付けられます。当初、NASAはスペースシャトルの主エンジン（SSME）の使用を検討していましたが、RS-68が持つ比較的シンプルな構造、大きな推力、そして低い製造コストを考慮し、最終的にRS-68が選ばれました。

第2段は、サターンIBやサターンVの上段として使用されたS-IVBステージの設計を基礎としており、「地球離脱段（Earth Departure Stage, EDS）」としても知られています。このステージには、アレスIの第2段にも使用される予定だったJ-2X液体燃料エンジンが1基搭載されます。EDSは、月着陸機アルタイルやその他の大型ペイロードを地球周回軌道に乗せる役割と、軌道上で再点火して月やさらに遠方へペイロードを送り出す役割を担います。

さらに、月着陸機アルタイルを基にした「キックモーター」（「セントール」とも呼ばれる）を用いることで、木星探査機ガリレオと土星探査機カッシーニ・ホイヘンスを合わせたほどの重量を持つ大型宇宙探査機を、直接太陽系外縁部へと送り出すことも可能になると考えられていました。

アレスVの開発においては、NASAの各研究センターがそれぞれの専門性を活かして役割を分担していました。ロケット全体および第2段の開発はマーシャル宇宙飛行センターが、ペイロードフェアリングに取り付けられる自己診断システムはエイムズ研究センターが担当。また、月着陸機の着陸段、アレスVの電力システムや推力偏向制御システム、ペイロードフェアリング自体はグレン研究センターが、そして機体の空力的な解析はラングレー研究センターが担っていました。

開発中止とその後

前述の通り、アレスVの開発はコンステレーション計画の中止によって幕を閉じました。しかし、アレスVのような大型ロケットの構想は、サターンVの退役後、長年にわたって様々な形で提案されてきました。例えば、火星移住に関する著書「The Case for Mars」で知られるロバート・ズブリン氏も、将来の大型打ち上げ機を「アレス」と名付けた構想を示しており、これはスペースシャトルの外部タンクに3基のSSMEを取り付け、2段目にRL-10エンジンを使用するという内容でした。

アレスV計画の終焉は、アメリカの有人宇宙飛行戦略に大きな転換をもたらしました。しかし、その設計思想や技術開発の一部は、後継となるスペース・ローンチ・システム（SLS）に引き継がれており、アレスVで培われた知見は、将来の深宇宙探査のための新たな大型ロケット開発に活かされています。

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