Titan 4B - čas odchodu nadešel.... (19.10.2005)
Raketa
Titan 4B byla nejvýkonnějším jednorázově použitelným raketovým nosičem USA.
Byla posledním článkem v dlouhém vývoji tohoto modelu rakety. S konstrukcí rakety
třídy Titan začala v roce 1955 tehdejší společnost Martin Company (nyní Lockheed
Martin Astronautics), když jí Letectvo USA udělilo kontrakt na postavení nové
mezikontinentální balistické rakety Titan 1, která by měla být dokonalejší než
rakety typu Atlas. Řada konstrukčních prvků z dvoustupňové rakety Titan 1 byla
převzata i do následujícího modelu Titan 2. Raketa Titan 2 byla první americkou
mezikontinentální balistickou raketou, umístěnou v podzemních silech v roce
1964. Celkem společnost Martin Company (či později Martin Marietta Corporation)
postavila na 140 exemplářů těchto balistických raket. S náhradou raket Titan
2 za modernější balistické rakety Minuteman bylo započato v roce 1982 a poslední
balistická raketa Titan 2 byla vyjmuta ze svého sila na Little Rock Air Force
Base v Arkansasu 23. června 1987.
Spolehlivá raketa Titan 2 byla v roce 1961 vybrána organizací NASA jako raketový
nosič pro pilotovaný program Gemini. V rámci tohoto pilotovaného se uskutečnilo
12 misí. Raketa Titan se však dále vyvíjela. Verze Titan 3 a Titan 3C (varianta
Titan 2 či 3A doplněná bočními urychlovacími stupni) vynesly v letech 1965 až
1982 na oběžnou dráhu na 82 civilních a vojenských družic. Verze Titan 3E kombinované
s horním stupněm Centaur se dvěma kyslíko-vodíkovými motory RL-10A-3 byly požity
organizací NASA v roce 1975 k vypuštění sond Viking k Marsu a v roce 1977 sond
Voyager ke vnějším planetám naší sluneční soustavy.
Ještě
výkonnější rakety Titan 4A a Titan 4B byly původně vyvíjeny v 80. letech jako
záloha ke kosmickému raketoplánu, ale po havárii raketoplánu Challenger se staly
základními nosnými prostředky USA pro hmotná či objemná užitečná zatížení zejména
zpravodajského charakteru.
Varianta Titan 4B vznikla na základě požadavků podstatně zdokonalit spolehlivost
existujících variant Titan 4 a snížit v operačním provozu dobu přípravy rakety
ke startu. Zvýšení nosnosti asi o 25% ve srovnání s variantou Titan 4A bylo
dosaženo inovací bočních urychlovacích stupňů, navěšovaných na centrální stupeň.
Raketové motory na tuhé pohonné látky SRMU (Solid Rocket Motor Upgrade) jsou
složené ze tří segmentů. Jejich spalovací komora je vyrobená z uhlíkových kompozitů.
Snížení počtu segmentů (například urychlovací motory rakety Titan 3C byly tvořeny
5 centrálními segmenty mezi horní sekcí a spodní sekcí s výtokovou tryskou,
u rakety Titan 34D měly urychlovací stupně dokonce 7 segmentů) vede též ke zvýšení
jejich bezpečnosti provozu. Tah každého motoru dosahuje hodnoty 7,71 MN (ve
vakuu). V první fázi letu, kdy pracují pouze oba urychlovací stupně, je raketa
řízena výkyvnými tryskami urychlovacích stupňů (u varianty 3C byly na urychlovacích
stupních použity fixní výtokové trysky odkloněné o 6° od osy stupně. Vektor
tahu motorů v počáteční fázi letu však bylo možné vychylovat bočním vstřikem
N2O4 do výtokových plynů v nadzvukové části trysky).
Ke
startu rakety dochází zážehem obou navěšených motorů SRMU. Ve 130 s letu, asi
10 s před ukončením činnosti SRMU, dochází k zážehu motorů centrálního stupně.
Centrální stupeň je odvozený od prvního stupně rakety Titan 2. Je poháněný dvojicí
motorů LR87-AJ-11, pracujícími s dlouhodobě skladovatelnými pohonnými látkami
N2O4 (okysličovadlo) a Aerozinem 50 (směs hydrazinu a
nesymetrického dimetylhydrazinu). Dědictví převzaté z původně balistické rakety
je výhodné v tom, že raketa může být natankována a připravená ke startu po delší
dobu, takže lze snadno reagovat na změnu startovního data. Druhý stupeň rakety
užívá jednoho motoru LR91-AJ-11 poháněného stejnými pohonnými látkami jako první
stupeň. Standardní konfigurace centrálního a druhého stupně rakety s návěsnými
urychlovacími stupni SRMU je unifikovaná pro všechny mise. Bez dalších stupňů,
pouze s aerodynamickým krytem o průměru 5 m (o 2 m větší než průměr 2. stupně
rakety) je raketa schopná vynést na nízkou oběžnou dráhu (výška 150 km, sklon
28,6° k rovníku) na 21 680 kg.
Pro vynášení družic na geostacionární dráhu či kosmických sond na meziplanetární
dráhy se používalo horních stupňů Centaur nebo IUS (který sám má dva stupně).
Ve Wadeově Astronautické encyklopedii se uvádí, že kombinace Titan 4B/Centaur
vynese na dráhu přechodovou ke geostacionární na 9000 kg užitečného zatížení.
Tentýž zdroj uvádí cenu za start 432 mil. USD (v cenových relacích z roku 1999).
Raketa
Titan 4B je vybavena i pokročilou avionikou, využívající nových technologií
jak výpočetní tak navigační techniky. Navigační systém využívá prstencových
laserových gyroskopů a palubní počítač má dvojnásobnou rychlost zpracování dat
ve srovnání se systémem u rakety Titan 4A. Pro řízení předstartovních příprav
a při odpočítávání se používá automatického pozemního systému PAGE (Programable
Aerospace Ground Equipment), který kontinuálně monitoruje stav všech systémů
nosiče a v případě nějakých problémů či selhání zastaví nebo přeruší odpočítávání,
pokud již nedošlo k zážehu urychlovacích stupňů.
Vylepšení a zdokonalení, kterých se dosáhlo u této poslední verze rakety Titan
4B, se většinou využila i při vývoji moderních jednorázově použitelných nosičů
EELV (Evolved Expendable Launch Vehicles), tj. u raket Delta 4 a Atlas 5.
Rakety typu Titan startovaly z mysu Canaveral na Floridě a ze základny Vandenberg
AFB v Kalifornii. Z mysu Canaveral odstartovalo celkem 168 raket Titan v různých
variantách. Z počátku šlo hlavně o zkušební starty balistických raket Titan
1 a 2. Raket Titan 1 odstartovalo 47 a 23 mezikontinentálních raket Titan 2.
V rámci programu Gemini pak startovalo dalších 12 raket Titan 2. Z variant rakety
Titan 3 vzlétly 4 rakety Titan 3A, 36 Titan 3C, 4 Titan 3 Commercial (šlo o
variantu Titan 3C bez 3. stupně), 7 raket Titan 3E a 8 raket Titan 34D.
Co
se týče nejsilnějších variant rakety Titan, tj. rakety typu Titan 4, odstartovalo
jich odtud 27. Poslední start této rakety Titan 4B (B-30) bez horních stupňů
se uskutečnil 30. 4. 2005 ze startovního komplexu 40 na Cape Canaveral Air Station.
Přitom byla vynesena na nízkou oběžnou dráhu o výšce asi 700 km a sklonu 57°
patrně radarová družice typu LACROSSE/ONYX ((2005-016A) USA-182), kterou pro
americký Národní úřad pro průzkum (NRO) vyrobila společnost Lockheed Martin.
Poznamenejme, že výhodou radarové družice je možnost sledovat i menší objekty
o rozměru několika metrů i skrze oblačnost, případně detekovat i podzemní struktury
jako vojenské bunkry. Po tomto startu byl startovní komplex 40 uzavřen a bude
patrně stržen.
Ze základny Vandenberg AFB odstartovalo celkem 200 raket typu Titan. Statistika
říká, že šlo o 20 balistických raket Titan 1 a 58 balistických raket Titan 2.
Byly to opět zkušební a cvičné starty těchto balistických střel.
Po vyřazení balistických raket Titan 2 z aktivní služby bylo 14 exemplářů upraveno
na nosiče kosmických zatížení. Z těchto upravených raket jich odtud odstartovalo
13 exemplářů (L+K 80 (2004), č. 1, s. 58).
Ovšem
nejvýznamnější starty potřebné pro dopravu vojenských průzkumných družic na
polární dráhy byly uskutečněny ze startovního komplexu SLC 4E pomocí raket Titan
3 a 4. Odstartovalo odtud 57 raket Titan 3B, 22 raket Titan 3D, 11 raket Titan
34B a 7 raket Titan 34D. Dále již následovaly nosiče ve verzi Titan 4, kterých
bylo 12.
Zcela poslední dvanáctá raketa Titan 4B (B-26), a v celkovém pořadí dvoustá
raketa typu Titan, čekala na svůj start od roku 2003. Z různých důvodů, patrně
souvisejících s několika úpravami jejího tajného užitečného zatížení amerického
Národního úřadu pro průzkum (NRO) byl start nejprve odložen na únor 2004 a poté
v průběhu roku 2005 postupně odkládán z 30. 6. na 10. 7. a nakonec na 19. 10.
Pak již k žádnému dalšímu odkladu nedošlo. Raketa startovala v konfiguraci 404,
tj. první stupeň se dvěma urychlovacími stupni a pouze s druhým stupněm. V této
konfiguraci, optimalizované pro starty ze základny Vandenberg, má raketa nosnost
na nízkou oběžnou dráhu přibližně stejnou jako z mysu Canaveral. Užitečné zatížení
bylo při tomto startu překryto aerodynamickým krytem zkráceným na asi 15 m.
Po 11 min 27 s po startu došlo k oddělení užitečného zatížení ((2005-042A) USA
- 186) od druhého stupně na oběžné dráze o přibližných parametrech 178 - 1032
km se sklonem 97,9° k rovníku. Dráha je synchronizována s otáčením Země kolem
Slunce tak, aby sledovaná část povrchu Země byla při každém přeletu osvětlená
pod stejným úhlem. Z typu této dráhy pozorovatelé spekulují, že jde o fotoprůzkumnou
družici typu Improved Crystal programu EIS (Earth Imaging System), jinak označovanou
jako Key Hole.
Tímto startem tedy definitivně skončila padesátiletá éra raket Titan. Úlohu
tohoto těžkého nosiče v budoucnu převezmou modernější raketové nosiče typu Delta
4 a Atlas 5, vyvinuté v rámci programu EELV.
Snad budou i levnější. Cena posledního Titanu 4 činila 411 mil. USD.
V nejbližších několika měsících dojde k dekontaminaci a demontáži některých
zařízení ze startovního komplexu SLC-4E. Poté bude komplex uzavřen. Co se týče
jeho dalšího osudu, není ještě jasný. Předpokládá se, že časem budou všechna
zařízení stržena.
Společnost Lockheed Martin ze základny Vandenberg AFB neodchází, neboť zde bude
zajišťovat starty nových raket Atlas 5. Společnost počítá, že pro přípravy raket
Atlas 5, startujících z Vandenberg AFB zde postačí na 159 zaměstnanců. Rakety
Atlas 5 však budou startovat ze startovního komplexu SLC - 3E, který původně
sloužil raketám Atlas 2AS. Startovní komplex byl rekonstruován od ledna 2004
nákladem 200 mil. USD. V rámci rekonstrukce byla upravena stávající pohyblivá
obslužná věž a startovní věž. Byla vybudována nová pevná startovní plošina a
rozšířen kanál pro odvod spalin z motorů při startu, který je pod startovní
plošinou.
Úpravy
komplexu SLC - 3E byly dokončeny v prosinci 2004 a po zkouškách byl startovní
komplex prohlášen za operační. S prvním startem z tohoto startovního komplexu
se počítá až někdy v první polovině roku 2006. Plánují se asi 4 starty ročně,
takže příprava rakety ke startu by měla být zhruba tříměsíční. Rakety Atlas
5 sérií 400 a 500 zde budou připravovány ke startu přímo na startovní plošině.
To je rozdíl od příprav těchto raket na Mysu Canaveral. Tam jsou rakety Atlas
5 připravovány ve vertikální poloze v montážní budově a pak vyvezeny na startovní
plošinu několik hodin před startem. Nepočítá se však, že by odtud startovala
nejsilnější verze Atlas 5 Heavy.
Připomeňme, že se série 400 a 500 liší aerodynamickými kryty o průměru 4 m
a 5 m. Jinak je první stupeň CCB (Common Core Booster) s ruským motorem RD -
180 doplňován různým počtem návěsných urychlovacích stupňů na tuhé pohonné látky,
maximálně třemi u série 400 a maximálně pěti u série 500. Verze Atlas 5 Heavy
má tři stupně CCB spojené vedle sebe. Druhý stupeň Centaur je používán u všech
verzí.
I když tedy staré verze raket Titan a Atlas definitivně skončily, jejich roli
již přebírají moderní rakety Delta 4 a Atlas
5, vyvinuté v rámci programu EELV. Tyto rakety, jejichž stavebnicová konstrukce
dovoluje vynášení užitečných zatížení různých tvarů i hmotností, by měly být
i méně nákladné.
(lek)
Publikováno v časopise Letectví a kosmonautika 81 (2005) č. 12, s. 76.
Aktualizováno : 29.01.2006
[ Obsah | Rakety
a kosmodromy | Titan ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/nosice/usa/titan/ll2.htm)
