JPH11504298A - ロケット打ち上げに使用するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 宇宙へ搬送すべきペイロード（５）を搭載したロケットの打ち上げ、そして可能な場合はロケットの輸送に使用するための装置であって、浮き構造体（２０）から成り、該ロケットを水平姿勢で受け取り、打ち上げのために垂直姿勢（２７）に起立させるための設備を備えていることを特徴とする装置。ロケットの打ち上げのための準備を実施するのに必要なすべての手段又は実質的にすべての手段が、前記浮き構造体（２０）に搭載されており、浮き構造体（２０）は、ロケットを船から該浮き構造体のデッキ（２９）へ水平姿勢で移動させるための巻き揚げ機（２４）、及び格納庫（２５）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 ロケット打ち上げに使用するための装置技術分野 本発明は、宇宙へ搬送すべきペイロードを搭載したロケットの打ち上げ、そし て可能な場合はロケットの輸送に使用するための装置に関する。背景技術 宇宙へペイロードを搬送するための大型ロケットは、それぞれ別個に組立てら れる数個のロケット段から成る。例えばサテライト（人工衛星）のようなペイロ ードは、別途に組立てられた後、ロケットの据え付け基地へ運ばれてそこでロケ ットに組み込まれる。 宇宙へペイロードを搬送するための大型ロケットは、長さ５０ｍ以上にもなる ことがある。そのような大型ロケットは、重量に関して最適化され、長手方向に は相当大きな荷重に耐えられるように設計されているが、横方向には小さな荷重 に耐えられるようにしか設計されていない。従って、それらは、水平位置に置か れた状態では、燃料を積んだ完成ロケットの重量から受ける力及び曲げモーメン トに耐えるようには設計されていない。 これらのロケットは、機械系統、電気系統、光学系統等の多数の近代的システ ムを搭載しており、それらの装置の組立て作業は複雑であり、ロケットを打ち上 げるまでに多大の準備を必要とする。 従来技術では、ロケットの組立て、準備、輸送及び燃 料の充填作業をロケットの主軸線を垂直にして実施することによって、上述した 力及び曲げモーメントを回避する。組立てられたロケットは、垂直姿勢のまま（ 垂直に立てたまま）で打ち上げ基地へ運ばれ、発射される。 ロケットを垂直姿勢で組立て、準備するには、ロケットの各部分（ロケット段 ）にアクセスすることができるように足場等を設置する必要がある。しかも、大 型ロケットを垂直姿勢で長い距離を輸送することは、事実上不可能である。なぜ なら、大型ロケットのような高い構造物は、橋梁等の障害物に遭遇するだけでな く、輸送中水平方向の加速度に起因する巨大な力を受けるからである。従って、 従来技術では、ロケットの組立て及び準備は、ロケット打ち上げ基地の直ぐそば で行われる。 地球の自転を考えれば、ロケットを打ち上げるのに最も有利な場所は赤道付近 である。しかしながら、大型ロケットの組立て及び準備には、専門技術の面でも 、資材の点でも有力な供給源が必要とされるが、そのような供給源の大部分を入 手することができるのは赤道付近以外の地域からである。従って、実際には、ロ ケットの組立て、準備及び打ち上げは、赤道から打ち上げることの利点に優先し て、必要な供給源を容易に入手できる地域で行われるのが普通である。ロケット を赤道に近いところで打ち上げることもできるが、それだけ補給面での困難が増 大する。 米国特許第４，７４７，３３４号は、宇宙ロケットの ための浮き打ち上げ構造体を開示している。この構造体は、はしけ型半潜水船に 載せて打ち上げ基地へ輸送される。そこで、船を沈めて基地から離し、発射構造 体だけを水上に残す。しかしながら、この場合も、ロケットは、終始打ち上げプ ラットホーム（台）の上に垂直に立てられたままに保持され、予め組立てられて いることを前提としている。 米国特許第５，０４２，３５８号は、宇宙ロケットのための浮き打ち上げプラ ットホームを開示している。このプラットホームは、打ち上げ基地へ輸送される 間、はしけ型半潜水船によって支持され、基地にまで牽引される。その後、船を 沈めて基地から離し、プラットホームだけを水上に残す。この場合もやはり、ロ ケットは、終始打ち上げプラットホームの上に垂直に立てられたままに保持され 、予め組立てられていることを前提としている。 米国特許第４，９１６，９９９号は、ロケットを打ち上げるためのジャックア ップ（昇降）式打ち上げプラットホームを開示している。ロケットは、海岸の適 当な場所で可動構造体の上で垂直に組立てられる。組立てられたロケットは、ジ ャックアップ式プラットホーム上へ移送され、ロケットを載せたプラットホーム が海上の打ち上げ基地へ搬送される。そこで、プラットホームの支持脚が海中に 沈められて海底に固定され、ロケット打ち上げのための堅固な基礎を構築する。 上述した各先行特許は、ロケットの打ち上げを有利な位置、即ち、赤道から行 うことができる態様を開示しているが、ロケットを、特に大型ロケットをその長 手軸線を垂直にして搬送することに随伴する上述の欠点を伴うことなしに、有利 な態様で輸送することができる方法については何ら教示していない。発明の開示 本発明の目的は、宇宙へ搬送すべきペイロードを搭載したロケットの組立て及 び準備に必要とされる供給源に容易にアクセスすることができ、しかもなお、ロ ケットを赤道で打ち上げることの利点をも保持するような態様で、ロケットの打 ち上げ、そして可能な場合はロケットの輸送に使用するための装置を提供するこ とである。 この目的は、ロケットの打ち上げに使用するための装置であって、本出願の特 許請求の範囲に記載された特徴を有する装置によって達成される。 本発明は、大型ロケットに関するものであり、小型ロケットは、より簡単な設 計を有し、組立て、準備、輸送のいずれにおいても容易であるから、本発明の範 囲には入らない。 本発明によれば、複数のモジュールから成り、宇宙へ搬送すべきペイロードを 搭載したロケットの組立て及び準備と、ロケット打ち上げ基地への輸送を、いず れも、ロケットの主軸線（長手軸線）を水平にして実施する。燃料の重量によっ てロケットに及ぼされる大きな力と曲 げモーメントの問題は、１つには、曲げモーメントが減小されるような態様に重 量を分配させる１台又はそれ以上の特別誂えのクレードル（架台）又はサドルに ロケットを座置させることによって、１つには、燃料充填の大部分をロケットが 垂直姿勢に起立された後に実施することによって解決される。 ロケットの組立て及び準備、そして、できれば打ち上げ基地へのロケットの輸 送の全部又は一部は、輸送手段上で実施することができ、完成したロケットは、 その主軸線を水平にしたまま、浮き構造体へ移送される。次いで、その浮き構造 体は、随意選択として打ち上げ基地までの残りの距離を移動され、打ち上げ基地 で垂直姿勢に起立されて打ち上げられる。 かくして、赤道近傍の有利な打ち上げ位置へのロケットの輸送の一部又は全部 を輸送手段に載せて、又は浮き構造体に載せて簡単な態様で実施することができ る。 本発明の好ましい実施形態では、前記浮き構造体に、ロケットの打ち上げのた めの準備を実施するのに必要なすべての、又は実質的にすべての手段を設ける。 本発明の別の好ましい実施形態では、前記浮き構造体に、ロケットを船から該 浮き構造体のデッキへ水平姿勢で移動させるための巻き揚げ機を設ける。 本発明の別の好ましい実施形態では、前記浮き構造体に、ロケットが該浮き構 造体上に載せられた後、ロケットを水平姿勢で受け入れるための格納庫を設ける 。 本発明の更に別の好ましい実施形態では、前記浮き構造体は、好ましくはその 一方の側部に配置されたロケット打ち上げランプを有するものとする。 本発明の更に別の好ましい実施形態では、前記浮き構造体をプラットホームの 形とする。 以下に、本発明をその特定の実施態様を例にとって添付図に基づいて詳しく説 明する。図面の簡単な説明 図１は、ロケットの組立て、準備及び輸送のための船の側面図である。 図２は、ロケットを打ち上げるためのプラットホームの側面図である。発明を実施するための最良の形態 図１は、覆い付きデッキ６を有する船１の形とした輸送手段を示す。デッキ６ 上には、第１ロケット段２、第２ロケット段３、第３ロケット段４、及び、サテ ライト５の形としたペイロードが載せられている。各ロケット段は、船首又は船 尾のポート（図示せず）を通して船上に積載され、車輪付きトロリー又はキャリ ッジに載せられてデッキ６へ運ばれる。次いで、各ロケット段は、特別誂えのク レードル（架台）又はサドル７に座置される。クレードル又はサドル７は、車輪 付きトロリー又はキャリッジと一体にしてもよい。 ここではサテライト５として例示されているペイロードは、通常は、ロケット 段とは異なるポートを通して船 上に積載されるが、船腹のハッチを通して、又は、船首又は船尾の上記ポートの １つを通して船上に積載してもよい。ペイロード５も、車輪付きトロリー又はキ ャリッジに載せられ、特別誂えのクレードル又はサドルに座置される。 船上で、第１〜第３ロケット段２〜４とサテライト５とが、長手軸線（主軸線 ）を水平にした状態で１つのロケットに組立てられる。次いで、そのロケットの 機械系統、電気系統、光学系統等のシステムが、船に搭載された設備によって準 備される。ロケット及びサテライトは、適当な装置によって船内の制御室８に接 続されており、制御室８からモニターされるようになされている。 又、ロケットが船上で水平姿勢に置かれている間にロケットの固形又は液体燃 料の一部を充填することもできる。しかしながら、燃料の一部の充填は、その充 填によってロケットが受ける力及びモーメントに十分に配慮して行わなければな らない。なぜなら、ロケットは、その長手方向を横切る方向の力及びそれに随伴 するモーメントに関しては、限られた大きさの力及びモーメントにしか耐えられ ないように設計されているからである。 ロケットの組立が完了したならば、ロケットは、船首又は船尾のポート（図示 せず）を通してプラットホームへ移送される。その際、ロケットはそのサドルと 共に、レール上を走行する車輪付き装置によって該ポートを通して昇降ランプ上 へ搬出されてプラットホーム上へ載せ られる。その工程については、図２を参照して詳しく説明する。 図２は、半潜水プラットホーム２０の形とした浮き構造体を示す。プラットホ ームの主たる構成部品は、プラットホーム自体の機構によって駆動される推進プ ロペラ２２を備えた複数の水平ポンツーン２１である。ポンツーン２１に複数の 垂直シャフト２３が取り付けられ、それらのシャフト上にデッキ２９が支持され ている。プラットホーム２０は、又、巻き揚げ機２４と格納庫２５を備えている 。 ロケットは、船１からプラットホーム２０へ移送されるとき、上述したように 船のポートを通して昇降ランプ上へ搬出される。次いで、ロケットは、水平姿勢 で巻き揚げ機２４によってプラットホーム上へ持ち上げられ、必要に応じてロケ ットの準備を継続するための必要な設備を装備した格納庫２５内へ格納される。 ロケットは、船の制御室８から常時モニターされる。プラットホーム２０は、ロ ケットのための制御室８を除いては、ロケットの準備を完成するのに必要なすべ ての設備を備えている。 ロケットは、打ち上げ前に、好ましくはレール上を走行する搬送装置によって 格納庫２５から点線２６で示される位置へ、打ち上げランプ（架台）３０上へ搬 出される。この打ち上げランプ即ち打ち上げ構造体３０は、プラットホームの両 端の一方、好ましくは後尾に配置され る。後端とは、プラットホームの移動中後方になる端部である。プラットホーム をロケット打ち上げの火炎と熱から保護するために、打ち上げランプ３０のプラ ットホームに面する側に火炎遮蔽体又はそれに類する部材（図示せず）が設けら れている。 ロケットは、傾動／巻き揚げ機２８によって符号２７で示される垂直姿勢に起 立される。この時点までに、プラットホームの要員の大部分は、プラットホーム から退去している。プラットホームからの要員の退去は、プラットホーム２０と 船１の間の架け渡された道板又は梯子を用いて行うことができる。要員が退去し た後、ロケットの打ち上げをモニターするために、道板が外され、船は、プラッ トホームから安全な位置、例えば２０００ｍ離れた位置へ移動させる。 ロケットがその垂直姿勢に起立された後、例えば燃料の最終充填を含むロケッ トの最終準備が実施される。ロケットへの燃料の最終充填は、プラットホーム上 に設置されている容器から行われる。この最終段階で充填される燃料の量は、先 に述べたように、ロケットがその長手軸線を横切る方向に耐えることができる荷 重の大きさに応じて決められる。最少限として、この最終燃料充填は、液体酸素 の充填をも含む。液体酸素は周囲常温で急速に蒸発するからである。 この最終準備が終了した後、プラットホーム上の最終要員がプラットホームか らボート又はヘリコプターで船 １へ移送される。 実際のロケット打ち上げは、船１の制御室８から制御される。ロケットが大気 中へ一定距離上昇した後は、陸上基地ステーションがロケットの制御を船１の制 御室８から受け継いで担当する。 ここで、船１、そしてできればプラットホーム２０も、港へ帰港する。 以上に説明したように、ロケットの打ち上げ中必要な要員及び資材への容易な アクセスを可能にし、しかも、赤道でのロケットの打ち上げを実施するという本 発明の目的が達成される。 上記背景技術の項で述べた、プラットホームからロケットを打ち上げるという 従来の提案に比して、ロケットを水平姿勢で取扱い、格納する本発明の方法は、 多くの利点を提供する。第１に、ロケットの輸送は、「通常のサイズ」の船で実 施することができるので、はるかに簡単で、安価である。実際、既存の船、例え ばローロー船を改造して用いることができる。 更に、ロケットを水平姿勢で輸送した場合、水平方向の加速に起因する力はほ とんど曲げモーメントを発生しないので、水平方向の加速に対してはるかに優れ た防護をロケットに与えることができる。 更に、上部構造（スーパーストラクチャ）及びロケットの各部分（ロケット段 ）へのアクセスがはるかに安価になるので、ロケットの組立て、準備及び輸送を 気象条 件によって影響されることなく実施することができる。 最後に、ロケットの組立て、準備、モニター及び打ち上げを制御するために同 じ制御室を用いることによって得られる大きな利点に留意すべきである。即ち、 同じ制御室を用いることによってコンピュータと他の技術設備との間、及び制御 要員間の通信問題を解決する安価な解決法を提供する。 好ましい実施形態の上述した説明は、ロケットを船から浮き構造体（プラット ホーム）へ移送する場所については言及していない。船及び浮き構造体は、いず れもロケットの技術システム及びサテライトの技術システムを船の制御室からモ ニターするための接続設備を備えているので、完成したロケットを一定時間格納 することができるように設計されている。従って、例えば、船と浮き構造体の両 方が港に停泊している間にロケットを船から浮き構造体へ移送してもよく、ある いは、船と浮き構造体の両方が打ち上げ基地へ運ばれてから打ち上げ基地でロケ ットを船から浮き構造体へ移送してもよい。 図示の実施形態では、船は、１基のロケットを格納するだけの余地しかないも のとして示されているが、もちろん２基以上のロケットを格納するスペースを有 するものとすることができる。実用的な観点からは、最大限３基のロケットを格 納するスペースを設けるのが適当であろう。 以上、本発明を特定の実施形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示 した実施形態の構造及び形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲 から逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び 改変を加えることができる。例えば、本発明は、ロケットを船から浮き構造体へ 移送する態様を特に限定しない。例えば、図示の巻き揚げ機２４を用いずに、ロ ケットをリフト（昇降機）で船のデッキへ持ち上げ、後に、ブリッジによってプ ラットホームへ移送することもできる。あるいは、水平なベースを用いれば、大 型重量機械を移動させるのに特に設計されたエアクッション移送装置によってロ ケットを移動させることもできる。 図示の実施形態においては、プラットホームは半潜水プラットホームとして説 明されているが、本発明はこのタイプのプラットホームに限定されるものではな く、例えば、海底に着地することができる脚付きジャックアップ式プラットホー ムも、本発明の目的に適している。 変型実施形態として、浮き構造体上の格納庫２５を竪型にすることができ、そ れによって、ロケットを垂直姿勢に保持した状態で最終点検とテストを実施する ことを可能にし、打ち上げ介しのためのより安全なベースを提供することができ る。あるいは、格納庫全体を省除し、それによって、プラットホームをより安価 な設計とすることも可能である。これは、プラットホームを、最終点 検に依存する度合が少なく、気象条件に依存する度合が少ない比較的頑丈なロケ ットを打ち上げるのに使用する場合に適している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年５月９日 【補正内容】 本出願の請求の範囲の記載を以下の記載に代える。 『 請求の範囲 １．宇宙へ搬送すべきペイロード（５）を搭載した５０ｍ以上の長さのロケ ットの打ち上げ、そして可能な場合はロケットの輸送に使用するための浮き構造 体（２０）であって、該ロケットを水平姿勢で受け取り、打ち上げのために垂直 姿勢（２７）に起立させるための設備を備えており、 複数の水平ポンツーン（２１）と、複数の垂直シャフト（２３）と、該シャフ ト上に支持された少くとも１つのデッキ（２９）から成る半潜水プラットホーム であり、 ロケットを船から該浮き構造体のデッキ（２９）へ水平姿勢で移動させるため の巻き揚げ機（２４）と、 ロケットが該浮き構造体上に載せられた後、該ロケットを水平姿勢で受け入れ るための格納庫（２５）と、 該浮き構造体の一方の側部に配置されたロケット打ち上げランプ（３０）と、 該浮き構造体（２０）をロケット打ち上げ時に発生する火炎と熱から保護する ための火炎遮蔽体を備えていることを特徴とする浮き構造体。 ２．ロケットを前記格納庫（２５）から前記ロケッ ト打ち上げランプ（３０）へ水平姿勢で搬送するための、レール上を走行する搬 送手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の浮き構造体。 ３．自動推進のための機構を備えていることを特徴とする請求の範囲第１又 は２項に記載の浮き構造体。』

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 トームト，エギル ノールウェー，エヌ−1512 モス，スチュ ーベン ４エイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．宇宙へ搬送すべきペイロード（５）を搭載したロケットの打ち上げ、そ して可能な場合はロケットの輸送に使用するための装置であって、浮き構造体（ ２０）から成り、該ロケットを水平姿勢で受け取り、打ち上げのために垂直姿勢 （２７）に起立させるための設備を備えていることを特徴とする装置。 ２．ロケットの打ち上げのための準備を実施するのに必要なすべての手段又 は実質的にすべての手段が、前記浮き構造体（２０）に搭載されていることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．前記浮き構造体（２０）は、ロケットを船から該浮き構造体のデッキ（ ２９）へ水平姿勢で移動させるための巻き揚げ機（２４）を有することを特徴と する請求の範囲第１又は２項に記載の装置。 ４．前記浮き構造体（２０）は、ロケットが該浮き構造体上に載せられた後 、該ロケットを水平姿勢で受け入れるための格納庫（２５）を有することを特徴 とする請求の範囲第１〜３項のいずれか１つに記載の装置。 ５．前記浮き構造体（２０）は、好ましくは該浮き構造体の一方の側部に配 置されたロケット打ち上げランプ（３０）を有することを特徴とする請求の範囲 第１〜４項のいずれか１つに記載の装置。 ６．前記浮き構造体（２０）は、ロケットを前記ロケット打ち上げランプ（ ３０）へ水平姿勢で搬送するた めの搬送手段を有することを特徴とする請求の範囲第１〜５項のいずれか１つに 記載の装置。 ７．前記搬送手段は、レール上を走行することを特徴とする請求の範囲第６ 項に記載の装置。 ８．前記浮き構造体（２０）をロケット打ち上げ時に発生する火炎と熱から 保護するための火炎遮蔽体又はそれに類する部材を備えていることを特徴とする 請求の範囲第１〜７項のいずれか１つに記載の装置。 ９．移動自在であることを特徴とする請求の範囲第１〜８項のいずれか１つ に記載の装置。 １０．複数の水平ポンツーン（２１）と、複数の垂直シャフト（２３）と、該 シャフト上に支持された少くとも１つのデッキ（２９）から成る半潜水プラット ホームであることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 １１．海底にまで下降させることができる支持脚を備えたジャックアップ式プ ラットホームであることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 １２．自動推進のための機構を備えていることを特徴とする請求の範囲第９〜 １１項のいずれか１つ項に記載の装置。 １３．前記ロケット打ち上げランプ（３０）は、移動中後方となる前記プラッ トホームの後端に配置されていることを特徴とする請求の範囲第９〜１２項のい ずれか１つ項に記載の装置。