 |
| Kuva: NASA |
Alunperin General Dynamicsin NASAlle avaruusajan alkutaipaleella kehittämä voimakastehoinen LH2/LOX kryogeenimoottori mahdollisti entistä raskaampien kuormien lähettämisen avaruuteen. Vedyn todettiin tarjoavan parhaimman teho/painosuhteen. Kehitystyössä valjastettiin nestevedyn ja hapen voima ja voitettiin ne merkittävät haasteet jotka tekniikan hallitseminen asetti. Samalla se hyödytti monia muita tulevia rakettijärjestelmiä. Kryogeenipolttoaineita on käytetty mm. Saturn I, Saturn V, avaruussukkulassa sekä Titan- ja Delta-raketeissa. Centaur on siis ollut varsinainen edelläkävijä ja tiennäyttäjä. Centaur-ohjelma demonstroi nesteajoainemoottorin uudelleenkäynnistyksen eri vaiheissa lentoa ja se oli kriittinen saavutus myös Apollo-ohjelmalle ja monelle muulle monimutkaiselle lennolle.
Ensimmäinen laukaisu tapahtui toukokuussa vuonna 1962 mutta Centaur ei saanut mahdollisuutta toimia koska raketti räjähti minuutin päästä laukaisusta. Menestys seurasi seuraavassa laukaisussa marraskuussa 1963 kun Centaur nousi elliptiselle 290 x 840 mailin kiertoradalle ja siellä se kiertää Maata edelleen.
Kehitysohjelman vaikeimpia haasteita oli eristää Centaur siten että superkylmä nestemäinen vety pysyy -252,8 asteisena ja polttoaineen loiskumisen estäminen kun moottori käynnistetään uudelleen avaruudessa. Myös muita ongelmia ilmeni ensimmäisillä lennoilla. Ensimmäinen täysin onnistunut monen käynnistyksen lento oli 10. laukaisu.
Centaur on vienyt luotaimia ja muita tiedeinstrumentteja kohti Aurinkoa, Kuuta ja jokaista aurinkokuntamme planeettaa. Ensimmäiset operatiiviset hyötykuormat olivat seitsemän Surveyor-luotainta vuosien 1966-1968 välillä. Muita merkittäviä tiedetehtäviä olivat OAO (Orbiting Astronomical Observatory) ultraviolettiteleskooppi, Marinerit 6 ja 7 jotka vuonna 1969 Marsin ohilennollaan kuvasivat planeettaa sekä Mariner 9 josta tuli ensimmäinen luotain joka on kiertänyt vierasta planeettaa - Marsia. Sitten vuorossa olivat ulompaa aurinkokuntaa tutkivat Pioneer 10 ja 11 jotka laukaistiin Cape Canaveralista toukokuussa 1972 ja huhtikuussa 1973. Pioneer 10 ohitti Jupiterin ensi kertaa läheltä joulukuussa 1973. Pioneer 11 ohitti Jupiterin ja suoritti sen jälkeen ensimmäisen Saturnuksen ohilennon. Vuoden 1973 lopulla Mariner 10 laukaistiin kohti Venusta ja se ohitti planeetan käyttäen vetovoimavaikutusta hyväkseen ja saavutti Merkuriuksen.
Centauria käytettiin myös Titan-rakettiperheessä kolmosvaiheena viemään Viking 1 ja 2 luotain/laskeutujat vuonna 1975 matkoilleen kohti Marsia. Avaruusalukset toimivat vuodesta 1976 vuoteen 1980 lähettäen takaisin yli 50000 valokuvaa. Ehkäpä kuuluisimmat Titan/Centaur-kuormat ovat avaruusluotaimet Voyager 1 ja 2, jotka lähtivät matkalleen vuonna 1977. Kummatkin ohittivat Jupiterin, Saturnuksen, sitten Voyager 2 jatkoi kohti Uranusta ja Neptunusta. Nykyään luotaimet ovat kaukana aurinkokuntamme ulkopuolella.
Atlas-Centaurin perintöön kuuluvat myös avaruusluotaimet Pioneer 12 ja 13 joiden määränpää oli Venuksen kiertorata vuonna 1978. Samana vuonna Centaur vei kiertoradalle USA:n laivaston ensimmäinen laivuekommunikaatiojärjestelmän FLTSATCOM 1:n. Siitä lähtien järjestelmä on ollut toiminnassa ja sitä on päivitetty uudemmilla järjestelmillä. Seuraava 200. Centaur-lento jatkaa tätä perinnettä MUOS 1 satelliitin muodossa.
Viime vuosina korkean profiilin tiedemissiot kuten Cassini Saturnukseen, Mars Reconnaissence Orbiter ja Mars Science Laboratory, Plutoon matkaava New Horizons-luotain ja Jupiteriin matkaava Juno ovat onnistuneesti päässeet matkaan Centaurin avulla. Ja mitäs moottoria käytettiinkään apuna tarkoituksella Kuuhun törmänneessä LCROSS-tehtävässä? Centauria tietenkin!
Centaur on vienyt myös monia ja taas monia kaupallisia tietoliikenne, tv-, sää-, ja salaisia militäärisatelliitteja avaruuteen. Ja tietenkin myös X-37B minisukkulat!
Centaur-vaihe kehittyy edelleen: saatavilla ovat yksi- ja kaksimoottorivariantit jotka ovat lentäneet 176 kertaa Atlaksella ja 23 kertaa Titanilla. Ennen avaruussukkula Challengerin katastrofia suunniteltiin Centaurin käyttöä jopa avaruussukkulassa.
Centaur-vaiheen alkuperäinen RL10 moottori suunniteltiin tuottamaan noin 7,5 tonnin työntövoiman. Nykypäivänä uudistusten ja päivitysten avulla Atlas 5:n Centaur-vaiheen moottori RL10A-4-2 tuottaa noin 11 tonnin työntövoiman. Pratt & Whitney Rocketdyne valmistaa nykyään Centaurin RL10 moottorit. Silti moottorin perusrakenne on suunnilleen sama kuin alkuperäisen 60-luvulla esitellyn version. Kehitys on 50 vuodessa kulkenut huimasti eteenpäin: moottorin suorituskyky on parantunut huomattavasti ja polttokammion paine on tuplaantunut. Tyhjiöputkiperusteinen sytytysjärjestelmä on korvattu luotettavammalla nykyaikaisella järjestelmällä. Lisäksi RL10 moottorin suutinta liikuttelevat hydrauliset toimilaitteet on korvattu elektromekaanisilla. Elektroniikka on myös kehittynyt valtavasti monien sukupolvien aikana, nykyjärjestelmä perustuu erittäin suorituskykyiseen 8-prosessoriseen vikasietoiseen rengaslasergyronavigointijärjestelmään ja lentotietokoneeseen.
Centaur-vaihe on kasvanut myös mitoiltaan ja siihen mahtuu nykyään 50 prosenttia enemmän polttoainetta. Kaikki nämä muutokset viiden vuosikymmenen aikana merkitsevät että nyky-Centaur on suorituskyvyltään kolminkertainen alkuperäiseen verrattuna.
Centaur on myös hyvin luotettava. 199 laukaisusta vain 11 on epäonnistunut ja yli puolet noista ongelmista ilmenivät aivan alkutaipaleella 60- ja 70-luvulla. Viimeisin epäonnistuminen sattui vuonna 1999 kun Titan-Centaurin toimintahäiriö virheellisen ohjelmoinnin takia pilasi ilmavoimien MILSTAR-satelliitin lennon. Melkein puolet kaikista Centaur-laukaisuista on suoritettu kahdella viime vuosikymmenellä. ATLAS 2 ja 3 ohjelmat olivat luotettavuudeltaan virheettömiä, 69 onnistunutta laukaisua vuodesta 1990 vuoteen 2005. Lisäksi ATLAS 5 on laukaistu onnistuneesti 28 kertaa viime 9 vuoden aikana. Ensimmäiset 100 lentoa tulivat täyteen vuonna 1995 ja aikaa siihen kului siis 33 vuotta. Seuraavat 100 lentoa ovat tulleet vain 17 vuodessa.
Laukaisu numero 200 vie avaruuteen 7,5 tonnin painoisen MUOS 1 satelliitin joka on samalla raskain kuorma mikä Centaurilla on koskaan ollut kannettavana. Ensiksi Centaur puskee 8 minuutin ajan elliptiselle 90 x 337 mailin kiertoradalle, jonka inklinaatio on 28 astetta. Sen jälkeen seuraa passiivinen vaihe jonka jälkeen Centaur-vaiheen rakettimoottori käynnistetään uudelleen 6 minuutin ajaksi. Tällöin päästään hyvin elliptiselle 104 x 18600 mailin 26 asteen inklinaation siirtoradalle. Tämän jälkeen seuraa pitkä 2,5 tunnin passiivinen vaihe. Viimeinen ponnistus seuraa 2 tunnin ja 57 minuutin kohdalla 15000 mailia Intian valtameren yllä. Tämä kolmas ja viimeinen alle minuutin kestoinen poltto tuo satelliitin 1870 x 19323 mailin 19 asteen inklinaation kiertoradalle asiakkaan toiveiden mukaisesti.
Todellinen työjuhta siis.
lähde: http://www.spaceflightnow.com/atlas/av030/centaur/
Lisätietoja:
http://en.wikipedia.org/wiki/Centaur_%28rocket_stage%29
http://www.history.nasa.gov/SP-4230.pdf
http://www.pw.utc.com/products/pwr/assets/pwr_rl10a-4.pdf
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti