Титан IIIE
Система запуска одноразового использования, используемая НАСА

Запуск Titan IIIE с Voyager 2
ФункцияСистема запуска одноразового использования
ПроизводительMartin Marietta
Convair Aerospace Division of General Dynamics
(главный подрядчик по третьей ступени Centaur D-1T )
Страна происхожденияСоединенные Штаты
Размер
Высота48,8 метров (160 футов) [1] : 142 
Диаметр3,05 метра (10,0 футов) [1] : 142 
Масса632 970 кг (1 395 460 фунтов)
Этапы3 с возможностью 4
Емкость
Полезная нагрузка на низкую околоземную орбиту
Масса15 400 кг (34 000 фунтов)
Полезная нагрузка на гелиоцентрическую орбиту ( TMI )
Масса3700 кг (8200 фунтов)
Связанные ракеты
СемьяТитан
История запусков
СтатусУшедший на пенсию
Стартовые площадкиСтартовый комплекс 41,
база ВВС на мысе Канаверал,
Кейп-Канаверал, Флорида
Всего запусков7
Успех(и)6
Неудача(и)1
Первый полет11 февраля 1974 г.
Последний полет5 сентября 1977 г.
Тип пассажиров/грузаВояджер ( 1 / 2 )
Викинг ( 1 / 2 )
Гелиос (A / B)
Нулевая ступень – твердотопливные ракетные ускорители
Питаться отUA1205
Chemical Systems Division of United Technologies [1] : 142 
(два, пятисегментных, накладных усилителя)
Максимальная тяга5339 килоньютонов (1200000 фунт- сил )
(каждый ускоритель) [2] : 2–1 
Удельный импульс266 сек [2] : 2–1 
Время горения117 секунд [2] : 1–2 
Первый этап – Основной первый этап
Питаться отLR87-11 (два)
Аэроджет [1] : 142 
Максимальная тяга2313 килоньютонов (520000 фунт -сил ) [2] : 2–1 
или
2091 килоньютонов (470000 фунт -сил ) [1] : 142 
Удельный импульс301,1 сек [2] : 2–1 
Время горения146 секунд [2] : 1–2 
ПропеллентN 2 O 4 / Аэрозин 50 [2] : 2–1 
Второй этап – Основной второй этап
Питаться отLR91-11 (один))
Aerojet [1] : 142 
Максимальная тяга449 килоньютонов (101 000 фунт -сила ) [2] : 2–1 
или
444,8 килоньютонов (100 000 фунт -сила ) [1] : 142 
Удельный импульс318,7 сек [2] : 2–1 
Время горения210 секунд [2] : 1–3 
ПропеллентN 2 O 4 / Аэрозин 50 [2] : 2–1 
Третья ступень – Центавр Д-1Т
Питаться отRL10A-3 (два)
Pratt & Whitney Aircraft Division Объединенной авиастроительной корпорации [2] : 1–6 
Максимальная тяга66,7 килоньютонов (15 000 фунт- сил ) (каждый двигатель) [1] : 142 
Удельный импульс444 сек.
Время горения470 секунд
ПропеллентЛГ 2 / ЛОКС [2] : 1–4 
Четвертая ступень – Star 37E
Питаться от1 твердый
тиокол
Максимальная тяга68 килоньютонов (15 000 фунт- сил )
Удельный импульс283,6 сек [3]
Время горения42 секунды
ПропеллентТвердый
[править на Wikidata]

Titan IIIE или Titan 3E , также известная как Titan III-Centaur , была американской одноразовой пусковой системой . Запущенная семь раз в период с 1974 по 1977 год, [4] она позволила осуществить несколько громких миссий НАСА , включая планетарные зонды Voyager и Viking , а также совместный западногерманско-американский космический аппарат Helios . Все семь запусков были проведены с пускового комплекса 41 на мысе Канаверал, штат Флорида .

Разработка

В начале 1960-х годов долгосрочный план NASA состоял в том, чтобы продолжать использовать Atlas-Centaur до тех пор, пока не будет разработана многоразовая система запуска или верхняя ступень с ядерным двигателем . Чтобы помочь финансировать эскалацию войны во Вьетнаме и новую войну с бедностью , Конгресс резко сократил финансирование гражданской космической программы. Кроме того, дальнейшая разработка многоразовой ракеты-носителя была отложена. NASA требовалась ракета-носитель, более мощная, чем Atlas-Centaur, для отправки в космос более тяжелых планетарных зондов, таких как Viking и Voyager, в 1970-х годах. Поэтому в 1967 году NASA начало рассматривать возможность стыковки верхней ступени Centaur с Titan III . [1] : 140  26 июня NASA заключило контракт с Martin Marietta на изучение ее осуществимости. К марту 1969 года эта комбинация выглядела многообещающей. НАСА поручило управление транспортным средством Исследовательскому центру НАСА имени Льюиса (теперь известному как Исследовательский центр НАСА имени Джона Х. Гленна в Льюис-Филд) с последующими контрактами с Martin Marietta на разработку того, что стало Titan IIIE, и General Dynamics на адаптацию Centaur D-1. [5]

Несколько модификаций Centaur были необходимы для размещения более мощного ускорителя. Наиболее очевидным изменением было заключение Centaur в большой кожух для защиты ступени и полезной нагрузки во время подъема. Кожух позволил улучшить изоляцию Centaur и тем самым увеличить его время нахождения на орбите с тридцати минут при запуске на Atlas-Centaur до более чем пяти часов на Titan IIIE. Поскольку Centaur был шире основной ступени Titan, требовался сужающийся интерфейс. Этот интерфейс нуждался в изоляции, чтобы предотвратить выкипание гиперголических топлив Titan при температуре окружающей среды криогенного топлива Centaur . Ступень Centaur также содержала систему наведения для всей ракеты-носителя.

Была доступна четырехступенчатая конфигурация, при этом Star-37E была дополнительной верхней ступенью. Она использовалась для двух запусков Helios. [6] Ступени Star-37E также использовались для двух запусков Voyager, но ступени считались частью полезной нагрузки, а не частью ракеты. [7]

Рейсы

Первый запуск Titan IIIE 11 февраля 1974 года оказался неудачным. В качестве «испытательного полета» планировалось, что он будет иметь ту же траекторию, что и миссия Viking на Марс, запуск которой был запланирован на 1975 год. Первоначальный план состоял в том, чтобы этот полет нести Viking Dynamic Simulator (VDS), модель космического корабля Viking. Однако инженеры Исследовательского центра Льюиса в конечном итоге убедили своих коллег включить спутник Sphinx в полет в дополнение к VDS. Миссия спутника состояла в том, чтобы измерить взаимодействие космической плазмы с высоковольтными поверхностями спутника. Фаза полета Titan прошла в основном без происшествий, и отключение второй ступени и отделение Centaur были затронуты в T+469 секунд. Однако Centaur не стартовал. Резервная команда от программиста ракеты в T+525 секунд не смогла инициировать запуск основного двигателя. [1] : 145  Когда «Кентавр» находился в свободном падении, станция безопасности полигона в Антигуа отправила команду на уничтожение в T+748 секунд. [1] : 145 

Проверка данных телеметрии показала, что насос подкачки LOX Centaur не активировался, что не позволило добиться надлежащей работы двигателя основной ступени. Система наведения выдала команду на отключение после первой попытки запуска двигателя из-за недостаточного ускорения. После второй попытки он перешел в режим движения по инерции, как если бы был достигнут орбитальный вывод. Первоначальные подозрения, что Centaur был поврежден в результате столкновения со второй ступенью, были опровергнуты данными акселерометра, и вместо этого возникло подозрение, что свободный мусор или лед вызвали заклинивание насоса подкачки. Чтобы уменьшить вероятность второго отказа, были реализованы предстартовые процедуры для проверки того, что насосы Centaur были свободны и не были заблокированы. Прошло почти четыре года, прежде чем была определена причина отказа: неправильно установленный монтажный кронштейн внутри бака с жидким кислородом (LOX). Этот кронштейн удерживал регулятор LOX на месте. Технический специалист, ответственный за его установку, обнаружил, что обычный инструмент, используемый для завинчивания болтов, был слишком коротким, чтобы достать до кронштейна. Поэтому он использовал немного более длинный торцевой ключ, который давал ему больше возможностей. Перед уходом на пенсию техник не сообщил об этом своему преемнику. Когда новый техник попытался прикрепить болт гаечным ключом, указанным в инструкции по сборке, ключ оказался слишком коротким и не позволил ему правильно его закрутить. Болт ослаб, упал и попал в один из насосов подкачки жидкого кислорода, что заклинило насос и помешало его работе. Несмотря на неудачу, по крайней мере одна важная цель была достигнута. Было доказано, что раздутый кожух Centaur был аэродинамически устойчив во время полета и был правильно и по расписанию сброшен. Была очевидна еще одна небольшая проблема: в момент T+179 секунд узел тяги Titan № 2 испытал падение тяги на 2%. Это сопровождалось небольшим падением скорости турбонасоса и производительности газогенератора. В результате основная ступень Titan отключилась на две секунды позже номинала. Аномалия была отслежена из-за того, что крышка неиспользуемого инструментального порта на входе турбины отсоединилась во время запуска, что позволило горячему газу из газогенератора вытечь из него. [1] : 145–6 

Следующий полет Titan IIIE состоялся 10 декабря 1974 года с космическим аппаратом Helios-A . Эта миссия прошла успешно, как и все последующие запуски.

Запуск Voyager 1 едва не провалился, потому что вторая ступень Titan отключилась слишком рано, оставив 1200 фунтов (540 кг) топлива несгоревшими. [1] : 160  Чтобы компенсировать это, бортовые компьютеры Centaur приказали продлить время работы, которое было намного дольше запланированного. В момент отключения Centaur находился всего в 3,4 секундах от исчерпания топлива. Если бы та же ошибка произошла во время запуска Voyager 2 несколькими неделями ранее, у Centaur закончилось бы топливо до того, как зонд достиг правильной траектории. Юпитер находился в более выгодном положении по отношению к Земле во время запуска Voyager 1 , чем во время запуска Voyager 2. [ 1] : 160 

История запусков

Дата/Время (GMT)Серийный номерПолезная нагрузкаИсходЗамечания
ТитанКентавр
11 февраля 1974 г.
13:48:02		23Е-1ТС-1СфинксОтказНеисправность турбонасоса жидкого кислорода Centaur . Уничтожение RSO через T+742 секунды.
10 декабря 1974 г.
07:11:02		23Е-2ТС-2Гелиос-АУспехПервый космический зонд, орбита которого находится ближе к Солнцу, чем орбита Меркурия .
20 августа 1975 г.
21:22:00		23E-4ТС-4Викинг 1УспехДоставил на Марс орбитальный аппарат и посадочный модуль «Викинг-1» .
9 сентября 1975 г.
18:39:00		23E-3ТС-3Викинг 2УспехДоставил на Марс орбитальный аппарат и посадочный модуль «Викинг-2».
15 января 1976 г.
05:34:00		23E-5ТС-5Гелиос-БУспехКогда-то был рекордсменом по скорости космического зонда относительно Солнца. Сейчас его удерживает Parker Solar Probe .
20 августа 1977 г.
14:29:44		23E-7ТС-7Вояджер 2УспехДополнительно усилен верхней ступенью Star 37E .
Пролетел мимо Юпитера , Сатурна , Урана и Нептуна , тем самым завершив программу Mariner Jupiter-Saturn . Покинул Солнечную систему в ноябре 2018 года.
5 сентября 1977 г.
12:56:01		23E-6ТС-6Вояджер 1УспехНеисправность Titan вызвала преждевременное отключение двигателя второй ступени, но была успешно компенсирована продленным горением Centaur.
Дополнительно усилен верхней ступенью Star 37E. Пролетел мимо Юпитера и Сатурна. Вышел за пределы гелиосферы
Солнечной системы в 2012 году. Самый удаленный от Земли объект, созданный человеком.

Дизайн

Схемы Titan IIIE с двумя твердотопливными ракетными двигателями (ступень 0) и базового блока Titan III ступеней I и II

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmn Доусон, Вирджиния; Боулз, Марк (2004). Укрощение жидкого водорода: верхняя ступень ракеты Centaur 1958-2002 (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства .
  2. ^ abcdefghijklm Convair Aerospace Division of General Dynamics; Martin Marietta Aerospace (сентябрь 1973 г.). Titan IIIE/Centaur D-IT Systems Summary (PDF) (Отчет). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано (PDF) из оригинала 15 апреля 2022 г. . Получено 5 июня 2018 г. .
  3. ↑ Кребс, Гюнтер (14 февраля 2011 г.). «Звезда-37». Космическая страница Гюнтера . Получено 6 июня 2018 г.
  4. ^ Уэйд, Марк. «Титан». Энциклопедия Astronautica. Архивировано из оригинала 5 августа 2008 г. Получено 25 января 2009 г.
  5. ^ JD Hunley (2013). Развитие технологии движения для американских космических аппаратов, 1926-1991. Texas A&M University Press. стр. 89. ISBN 9781603449878. Получено 6 июня 2018 г. .
  6. ^ Кребс, Гюнтер. "Titan-3E Centaur-D1T Star-37E". Космическая страница Гюнтера . Получено 25 января 2009 г.
  7. ^ Кребс, Гюнтер. "Titan-3E Centaur-D1T". Космическая страница Гюнтера . Получено 25 января 2009 г.

Медиа, связанные с Titan IIIE на Wikimedia Commons

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Titan_IIIE&oldid=1250346996"