Titan war eine Familie amerikanischer Interkontinentalraketen (ICBM) und Trägerraketen mittlerer und schwerer Nutzlast, die von 1959 bis 2005 eingesetzt wurden. Die Titan I und Titan II dienten bis 1987 als Teil des ICBM-Arsenals der US-Luftwaffe , während spätere Varianten für Weltraumstarts angepasst wurden. Titan-Trägerraketen wurden insgesamt für 368 Missionen verwendet, darunter alle bemannten Flüge des Gemini-Programms Mitte der 1960er-Jahre sowie zahlreiche militärische, zivile und wissenschaftliche Nutzlasten der USA – von Aufklärungssatelliten bis hin zu Raumsonden, die im gesamten Sonnensystem eingesetzt wurden .

Titan-I-Rakete

Titan I Interkontinentalrakete

Die von der Martin Company gebaute HGM-25A Titan I war die erste Version der Titan-Raketenfamilie. Sie entstand als Ausweichprojekt für eine Interkontinentalrakete (ICBM), falls sich die Entwicklung der SM-65 Atlas verzögern sollte. Die zweistufige Rakete war von Anfang 1962 bis Mitte 1965 im Einsatz. Ihr LR-87- Boostertriebwerk wurde mit RP-1 (Kerosin) und flüssigem Sauerstoff (LOX) betrieben. Die Bodensteuerung der Titan erfolgte durch den von Seymour Cray entwickelten UNIVAC ATHENA-Computer , der in einem befestigten unterirdischen Bunker stationiert war. [ 2 ] Mithilfe von Radardaten nahm er während der Brennphase Kurskorrekturen vor.

Im Gegensatz zu den außer Dienst gestellten Raketen Thor, Atlas und Titan II wurde der Bestand der Titan I verschrottet und nie wieder für Weltraumstarts oder RV- Tests verwendet, da die gesamte Unterstützungsinfrastruktur für die Rakete bis 1965 auf die Titan II/III-Familie umgestellt worden war.

Titan II

Zur Titan II-Familie gehören die Titan II ICBM und zwei spätere, für Weltraumstarts angepasste Versionen, die Titan II GLV und die Titan 23G .

Titan II-Rakete

Die meisten Titan-Raketen waren die Titan II ICBM und ihre zivilen Derivate für die NASA . Die Titan II verwendete das LR-87-5- Triebwerk, eine modifizierte Version des LR-87 , das eine hypergole Treibstoffkombination aus Stickstofftetroxid (NTO) als Oxidationsmittel und Aerozin 50 (einem 50/50-Gemisch aus Hydrazin und unsymmetrischem Dimethylhydrazin (UDMH)) anstelle des flüssigen Sauerstoffs und des RP-1-Treibstoffs der Titan I verwendete.

Das erste Leitsystem der Titan II wurde von AC Spark Plug entwickelt . Es nutzte eine von AC Spark Plug hergestellte Inertialmesseinheit (IMU ), die auf Originalentwürfen des Charles Stark Draper Laboratory am MIT basierte. Der Raketenleitrechner (MGC) war ein IBM ASC-15 . Als Ersatzteile für dieses System schwer zu beschaffen waren, wurde es durch ein moderneres Leitsystem, das Universal Space Guidance System (USGS) von Delco Electronics, ersetzt. Das USGS verwendete eine Carousel IV IMU und einen Magic 352-Computer. [ 3 ] Das USGS war bereits auf der Titan III-Trägerrakete im Einsatz, als im März 1978 die Arbeiten zur Ablösung des Titan II-Leitsystems begannen. Hauptgrund dafür war die Senkung der Wartungskosten um 72 Millionen US-Dollar pro Jahr; die Umrüstungen wurden 1981 abgeschlossen. [ 4 ]

Hypergole Treibstoffe

Flüssiger Sauerstoff ist in geschlossenen Räumen wie Raketensilos gefährlich und kann nicht über längere Zeit im Oxidatortank der Booster gelagert werden. Mehrere Atlas- und Titan-I-Raketen explodierten und zerstörten ihre Silos, jedoch ohne Todesopfer. Die Martin Company konnte die Konstruktion mit der Titan II verbessern. Die RP-1/LOX-Kombination wurde durch einen bei Raumtemperatur lagerfähigen Treibstoff ersetzt, dessen Oxidator keine kryogene Lagerung erforderte. Das gleiche Triebwerk der ersten Stufe wurde mit einigen Modifikationen verwendet. Der Durchmesser der zweiten Stufe wurde an den der ersten Stufe angepasst. Der hypergole Treibstoff und Oxidator der Titan II entzündeten sich bei Kontakt, waren aber hochgiftige und korrosive Flüssigkeiten. Der Treibstoff war Aerozine 50 , ein 50/50-Gemisch aus Hydrazin und UDMH, und der Oxidator war NTO.

Unfälle in Silos

In den Silos der Titan II kam es zu mehreren Unfällen, die zu Todesfällen und/oder schweren Verletzungen führten.

Im August 1965 kamen 53 Bauarbeiter bei einem Brand in einem Raketensilo nordwestlich von Searcy, Arkansas, ums Leben . Das Feuer entstand, als Hydraulikflüssigkeit, die in der Titan II verwendet wurde, durch einen Schweißbrenner entzündet wurde. [ 5 ] [ 6 ]

Die mit Flüssigtreibstoff betriebenen Raketen neigten zu Leckagen ihrer giftigen Treibstoffe. In einem Treibstoffsilo bei Rock, Kansas , platzte am 24. August 1978 eine Oxidator-Transferleitung, die NTO transportierte. [ 7 ] Die daraufhin entstehende orangefarbene Dampfwolke zwang 200 Anwohner zur Evakuierung des Gebiets. [ 8 ] Ein Stabsfeldwebel des Wartungsteams kam bei einem Rettungsversuch ums Leben, insgesamt wurden zwanzig Personen ins Krankenhaus eingeliefert. [ 9 ]

An einer weiteren Anlage in Potwin, Kansas, trat im April 1980 NTO-Oxidationsmittel aus, ohne dass es zu Todesfällen kam. [ 10 ] Die Anlage wurde später geschlossen.

Im September 1980 ließ ein Techniker im Titan-II-Silo 374-7 nahe Damascus, Arkansas , eine 3,6 kg schwere Hülse fallen, die aus 21 m Höhe stürzte, von einer Schubhalterung abprallte und die Außenhaut der ersten Stufe der Rakete beschädigte [ 11 ] . Dies geschah über acht Stunden vor der Explosion [ 12 ] . Die Beschädigung ereignete sich gegen 18:30 Uhr [ 13 ] . Kurz darauf wurde ein Leck entdeckt, woraufhin das Silo geflutet und die Zivilbevölkerung zur Evakuierung des Gebiets aufgefordert wurde [ 14 ] . Während gegen 3:00 Uhr morgens an der Behebung des Problems gearbeitet wurde [ 13 ] , entzündete sich austretender Raketentreibstoff und schleuderte den 3.630 kg schweren Atomsprengkopf aus dem Silo. Er landete einige hundert Meter entfernt, ohne Schaden anzurichten. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] Es gab einen Todesfall und 21 Verletzte, [ 18 ] alle Angehörige des Notfallteams der Little Rock AFB . [ 13 ] [ 19 ] Die Explosion schleuderte die 740 Tonnen schwere Abdeckung des Startrohrs 60 m (200 Fuß) in die Luft und hinterließ einen Krater mit einem Durchmesser von 76 m (250 Fuß). [ 20 ]

Raketenausmusterung

Die 54 Titan II [ 21 ] in Arizona, Arkansas und Kansas [ 18 ] wurden Mitte der 1980er Jahre durch 50 MX "Peacekeeper" Feststoffraketen ersetzt; das letzte Titan II-Silo wurde im Mai 1987 deaktiviert. [ 22 ] Die 54 Titan II waren zusammen mit tausend Minuteman- Raketen von Mitte der 1960er bis Mitte der 1980er Jahre im Einsatz.

Eine Reihe von Titan I- und Titan II-Raketen wurden als Museumsausstellungsstücke in den gesamten Vereinigten Staaten verteilt.

Titan II Trägerrakete

Die bekannteste zivile Titan II kam Mitte der 1960er-Jahre im Rahmen des NASA- Gemini-Programms mit bemannten Raumkapseln zum Einsatz. Zwölf Titan II GLVs wurden für das Gemini-Projekt verwendet . Zwei Flüge waren unbemannt, die übrigen zehn beförderten jeweils zwei Personen. Alle Starts verliefen erfolgreich.

Titan 23G

Ab Ende der 1980er-Jahre wurden einige der deaktivierten Titan II-Raketen zu Trägerraketen umgebaut, um Nutzlasten der US-Regierung ins All zu befördern. Die Titan 23G-Raketen bestanden aus zwei Stufen, die mit flüssigem Treibstoff betrieben wurden . Die erste Stufe wurde von einem Aerojet LR87 -Triebwerk mit zwei Brennkammern und Düsen angetrieben, die zweite Stufe von einem LR91 . Bei einigen Flügen war ein Hilfstriebwerk (Kickmotor) an Bord, üblicherweise der Star-37XFP-ISS ; es kam jedoch auch der Star-37S zum Einsatz. [ 23 ]

Dreizehn wurden ab 1988 vom Startkomplex 4W (SLC-4W) der Vandenberg Air Force Base gestartet. [ 23 ] Die letzte dieser Raketen brachte am 18. Oktober 2003 einen Wettersatelliten des Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) ins All. [ 24 ]

Titan III

Die Titan III war eine modifizierte Titan II mit optionalen Feststoffraketen . Sie wurde im Auftrag der United States Air Force (USAF) als Schwerlast-Satellitenträgerrakete entwickelt und sollte hauptsächlich amerikanische Militärnutzlasten sowie Satelliten ziviler Nachrichtendienste wie die Vela-Hotel -Satelliten zur Überwachung des Atomteststopps, Beobachtungs- und Aufklärungssatelliten (zur Informationsgewinnung) und verschiedene Serien von Verteidigungskommunikationssatelliten ins All befördern. Als USAF-Projekt war die Titan III offiziell unter den Bezeichnungen Programm 624A ( SSLS ), Standard Space Launch System , Standardized Space Launching System oder Standard Space Launching System (alle abgekürzt SSLS ) bekannt. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

Der Titan-III-Rumpf ähnelte dem des Titan II, wies aber einige Unterschiede auf. Dazu gehörten:

  • Dickere Tankwände und Ablationsschürzen zur Unterstützung des zusätzlichen Gewichts der Oberstufen
  • Funkgestützte Bodenführung anstelle der Trägheitsnavigation bei ICBM Titan IIs
  • Leitfadenpaket auf den oberen Stufen (falls vorhanden)
  • Entfernung von Bremsraketen und anderer unnötiger ICBM-Hardware
  • Etwas größere Treibstofftanks in der zweiten Stufe für längere Brenndauer; da sie sich in einen ungenutzten Raum im Avionikträger ausdehnten, blieb die tatsächliche Länge der Stufe unverändert.

Die Titan III-Familie verwendete die gleichen LR-87-Grundmotoren wie die Titan II (mit im Laufe der Jahre vorgenommenen Leistungsverbesserungen). Allerdings verfügten die mit SRB ausgestatteten Varianten über einen Hitzeschild zum Schutz vor den SRB-Abgasen und die Motoren wurden für den Luftstart modifiziert.

Avionik

Das erste Leitsystem für die Titan III nutzte die IMU (Inertialmesseinheit) der Firma AC Spark Plug und einen IBM ASC-15-Leitrechner der Titan II. Für die Titan III wurde der Trommelspeicher des ASC-15-Rechners erweitert, um 20 weitere nutzbare Spuren hinzuzufügen, wodurch sich seine Speicherkapazität um 35 % erhöhte. [ 28 ]

Die weiterentwickelte Titan IIIC verwendete eine Delco Carousel VB IMU und einen MAGIC 352 Raketenleitrechner (MGC). [ 29 ] [ 30 ]

Titan IIIA

Die Titan IIIA war ein Prototyp einer Raketenstufe und bestand aus einer Standard-Titan-II-Rakete mit einer Transtage -Oberstufe.

Titan IIIB

Die Titan IIIB in ihren verschiedenen Versionen (23B, 24B, 33B und 34B) besaß die Titan III-Kernstufe mit einer Agena D- Oberstufe. Diese Kombination wurde für den Start der KH-8 GAMBIT- Serie von Aufklärungssatelliten verwendet. Alle Satelliten wurden von der Vandenberg Air Force Base aus in südlicher Richtung über dem Pazifik in polare Umlaufbahnen gestartet . Ihre maximale Nutzlastmasse betrug etwa 3.000 kg. [ 31 ]

Titan IIIC

Die leistungsstarke Titan IIIC nutzte eine Titan-III-Kernrakete mit zwei großen Feststoffboostern, um ihren Startschub und die maximale Nutzlastmasse zu erhöhen. Die für die Titan IIIC entwickelten Feststoffbooster stellten aufgrund ihrer Größe, ihres Schubs und ihrer fortschrittlichen Schubvektorsteuerung einen bedeutenden technischen Fortschritt gegenüber früheren Feststoffraketen dar.

Titan IIID

Die Titan IIID war die Version der Titan IIIC der Vandenberg Air Force Base ohne Transtage, die dazu diente, Mitglieder der Key Hole- Serie von Aufklärungssatelliten in polare niedrige Erdumlaufbahnen zu bringen .

Titan IIIE

Die Titan IIIE mit ihrer Centaur -Oberstufe mit hohem spezifischem Impuls wurde für den Start mehrerer wissenschaftlicher Raumsonden eingesetzt, darunter die beiden Voyager-Raumsonden der NASA zu Jupiter, Saturn und darüber hinaus sowie die beiden Viking- Missionen zur Stationierung von zwei Orbitern um den Mars und zwei instrumentierten Landern auf seiner Oberfläche. [ 32 ] [ 33 ]

Titan 34D

Die Titan 34D verfügte über eine verlängerte erste und zweite Stufe mit leistungsstärkeren UA1206 -Feststoffmotoren. Verschiedene Oberstufen standen zur Verfügung, darunter die Inertial Upper Stage (IOSS) , die Transfer Orbit Stage (TOS) und die Transtage . [ 34 ] Die Titan 34D absolvierte ihren Jungfernflug am 30. Oktober 1982 mit zwei DSCS- Verteidigungskommunikationssatelliten für das US- Verteidigungsministerium (DOD).

Kommerzieller Titan III

Die kommerzielle Titan III, abgeleitet von der Titan 34D und ursprünglich als Trägerrakete mittlerer Nutzlast für die US Air Force geplant, die sich jedoch für die Delta II entschied, wurde als kommerzielles Trägersystem weiterentwickelt. Der Erstflug fand 1990 statt. Die Titan III unterschied sich von der Titan 34D durch eine verlängerte zweite Stufe und eine größere Nutzlastverkleidung für den Transport von zwei Satelliten.

Titan IIIM

Die Titan IIIM sollte das bemannte Orbitallabor und weitere Nutzlasten ins All befördern. Die Entwicklung wurde 1969 eingestellt. Die geplanten Feststoffraketen vom Typ UA1207 kamen schließlich bei der Titan IV zum Einsatz , während der verlängerte Raketenkern in den Varianten 3B und 34B der Titan IIIB verwendet wurde . [ 35 ] [ 36 ]

Titan IV

Die Titan IV war eine verlängerte Titan III mit seitlich angebrachten Feststoffraketen. Sie konnte mit einer Centaur- Oberstufe, der Trägheitsoberstufe (IUS) der US-Luftwaffe oder ohne Oberstufe gestartet werden. Diese Rakete wurde fast ausschließlich für den Start von Nutzlasten des US-Militärs oder der CIA eingesetzt. Sie diente jedoch auch rein wissenschaftlichen Zwecken und wurde 1997 für den Start der NASA/ESA- Raumsonde Cassini/Huygens zum Saturn verwendet . Der wichtigste Abnehmer der Startkapazität der Titan IV war das National Reconnaissance Office (NRO).

Zum Zeitpunkt ihrer Entwicklung war die Titan IV die leistungsstärkste unbemannte Rakete der USA, was mit entsprechend hohen Herstellungs- und Betriebskosten einherging. Bis zur Inbetriebnahme der Titan IV sanken die Anforderungen des Verteidigungsministeriums und des NRO an Satellitenstarts aufgrund der verbesserten Lebensdauer von Aufklärungssatelliten und der nach dem Zerfall der Sowjetunion rückläufigen Nachfrage nach Aufklärung . Infolgedessen waren die Kosten für einen Titan-IV-Start sehr hoch. Zusätzliche Kosten entstanden durch die Bodenanlagen und Einrichtungen der Titan IV auf der Vandenberg Air Force Base für den Start von Satelliten in polare Umlaufbahnen. Titan IV-Raketen wurden auch von der Cape Canaveral Air Force Station in Florida gestartet [ 37 ] , einem Standort, der häufig für Starts in nicht-polare Umlaufbahnen genutzt wird. [ 38 ]

  • Titan IV-A
    Titan IV-A
  • Titan IV-B
    Titan IV-B

Titan V-Konzept

Die Titan V war eine geplante Weiterentwicklung der Titan IV, für die mehrere Entwürfe vorgelegt wurden. Ein Vorschlag sah eine vergrößerte Titan IV vor, die bis zu 41.000 kg Nutzlast befördern konnte. [ 39 ] Ein anderer Entwurf verwendete eine kryogene erste Stufe mit LOX/LH2 -Treibstoff; [ 40 ] letztendlich wurde jedoch die Atlas V EELV für die Serienproduktion ausgewählt.

Außerdienststellung der Trägerrakete

Die meisten der außer Dienst gestellten Titan II Interkontinentalraketen wurden überholt und für Trägerraketen der US-Luftwaffe verwendet, wobei eine makellose Startbilanz erzielt wurde. [ 41 ]

Für Orbitalstarts boten leistungsstärkere Trägerraketen mit flüssigem Wasserstoff oder RP-1-Treibstoff und flüssigem Sauerstoff deutliche Vorteile . Die hohen Kosten für Hydrazin und Stickstofftetroxid sowie die aufgrund ihrer Toxizität erforderliche besondere Vorsicht spielten dabei eine weitere Rolle. Lockheed Martin entschied sich daher, die Atlas- Raketenfamilie anstelle der teureren Titan-Raketen weiterzuentwickeln und sich an Joint Ventures zu beteiligen, um Starts mit der russischen Proton-Rakete und der neuen, von Boeing gebauten Delta-IV -Klasse mittelschwerer und schwerer Trägerraketen zu verkaufen. Die Titan IVB war die letzte im Einsatz befindliche Titan-Rakete. Ihr vorletzter Start erfolgte am 30. April 2005 von Cape Canaveral, gefolgt vom letzten Start am 19. Oktober 2005 von der Vandenberg Air Force Base. An Bord befand sich der optische Bildgebungssatellit USA-186 für das National Reconnaissance Office.

Siehe auch

Anmerkungen

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Referenzen

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