Titan — семейство одноразовых ракет США, использовавшихся в период с 1959 по 2005 год. Titan I и Titan II были частью парка межконтинентальных баллистических ракет (МБР) ВВС США до 1987 года. Версии космических ракет-носителей обеспечили большинство из 368 запусков Titan, включая все пилотируемые полеты проекта Gemini середины 1960-х годов. Ракеты Titan также использовались для подъема американских военных грузов, а также разведывательных спутников гражданских агентств и для отправки межпланетных научных зондов по всей Солнечной системе.
HGM-25A Titan I, построенная компанией Martin Company , была первой версией семейства ракет Titan. Она начиналась как резервный проект МБР на случай задержки SM-65 Atlas . Это была двухступенчатая ракета, эксплуатируемая с начала 1962 по середину 1965 года, чей ускорительный двигатель LR-87 работал на RP-1 (керосине) и жидком кислороде (LOX). Наземным наведением для Titan был компьютер UNIVAC ATHENA , разработанный Сеймуром Крэем , размещенный в укрепленном подземном бункере. [2] Используя данные радара, она вносила корректировки курса во время фазы сгорания.
В отличие от снятых с вооружения ракет Thor, Atlas и Titan II, ракеты Titan I были утилизированы и никогда не использовались повторно для космических запусков или испытаний ГЧ , поскольку вся вспомогательная инфраструктура для ракет была преобразована в семейство Titan II/III к 1965 году. [ необходима цитата ]
Большинство ракет Titan были МБР Titan II и их гражданские производные для NASA . Titan II использовал двигатель LR-87-5 , модифицированную версию LR-87 , которая использовала гиперголическую комбинацию топлива из тетраоксида азота (NTO) в качестве окислителя и Aerozine 50 (смесь 50/50 гидразина и несимметричного диметилгидразина (UDMH) вместо жидкого кислорода и топлива RP-1 Titan I.
Первая система наведения Titan II была создана AC Spark Plug . Она использовала инерциальный измерительный блок , созданный AC Spark Plug на основе оригинальных разработок из лаборатории Чарльза Старка Дрейпера в Массачусетском технологическом институте. Компьютером наведения ракеты (MGC) был IBM ASC-15 . Когда запасные части для этой системы стало трудно достать, ее заменили на более современную систему наведения, Delco Electronics Universal Space Guidance System (USGS). USGS использовала Carousel IV IMU и компьютер Magic 352. [3] USGS уже использовалась на космической ракете-носителе Titan III, когда в марте 1978 года начались работы по замене системы наведения Titan II. Основной причиной было сокращение расходов на техническое обслуживание на 72 миллиона долларов в год; преобразования были завершены в 1981 году. [4]
Жидкий кислород опасно использовать в замкнутом пространстве, например, в ракетной шахте , и его нельзя долго хранить в баке окислителя ускорителя. Несколько ракет Atlas и Titan I взорвались и разрушили свои шахты, хотя и без человеческих жертв. [ требуется ссылка ] Компания Martin Company смогла улучшить конструкцию с помощью Titan II. Комбинация RP-1/LOX была заменена топливом комнатной температуры, окислитель которого не требовал криогенного хранения. Был использован тот же ракетный двигатель первой ступени с некоторыми модификациями. Диаметр второй ступени был увеличен, чтобы соответствовать первой ступени. Гиперголическое топливо и окислитель Titan II воспламенялись при контакте, но они были высокотоксичными и едкими жидкостями. Топливом был Aerozine 50 , смесь гидразина и UDMH в соотношении 50/50, а окислителем был NTO.
В шахтах Titan II произошло несколько аварий, приведших к гибели людей и/или получению серьезных травм.
В августе 1965 года 53 рабочих-строителей погибли в пожаре в ракетной шахте к северо-западу от Сирси, штат Арканзас . Пожар начался, когда гидравлическая жидкость, используемая в Titan II, воспламенилась от сварочной горелки. [5] [6]
Ракеты на жидком топливе были склонны к утечкам токсичных компонентов топлива. В шахте за пределами Рока, Канзас , 24 августа 1978 года произошел разрыв линии передачи окислителя, по которой транспортировался NTO. [7] Образовавшееся оранжевое облако пара заставило 200 сельских жителей эвакуироваться из района. [8] Старший сержант бригады технического обслуживания погиб при попытке спасения, а двадцать человек были госпитализированы. [9]
На другом объекте в Потвине, штат Канзас, в апреле 1980 года произошла утечка окислителя NTO без смертельных исходов [10] , и впоследствии он был закрыт.
В сентябре 1980 года в шахте Titan II 374-7 около Дамаска, штат Арканзас , техник уронил 8-фунтовую (3,6 кг) розетку, которая упала с высоты 70 футов (21 м), отскочила от опоры тяги и прорвала обшивку первой ступени ракеты [11] более чем за восемь часов до возможного взрыва . [12] Прокол произошел около 6:30 вечера [13], и когда вскоре после этого была обнаружена утечка, шахта была затоплена водой, и гражданским властям было рекомендовано эвакуироваться из района. [14] Пока проблема решалась около 3 часов ночи, [13] вытекшее ракетное топливо воспламенилось и вынесло 8000-фунтовую (3630 кг) ядерную боеголовку из шахты. Она безвредно приземлилась в нескольких сотнях футов. [15] [16] [17] Один человек погиб, 21 получил ранения, [18] все из группы экстренного реагирования с авиабазы Литл-Рок . [13] [19] Взрыв подбросил крышку 740-тонной пусковой трубы на 200 футов (60 м) в воздух и оставил кратер диаметром 250 футов (76 м). [20]
54 ракеты Titan II [21] в Аризоне, Арканзасе и Канзасе [18] были заменены 50 твердотопливными ракетами MX «Peacekeeper» в середине 1980-х годов; последняя шахтная пусковая установка Titan II была дезактивирована в мае 1987 года . [22] 54 ракеты Titan II были развернуты вместе с тысячей ракет Minuteman с середины 1960-х до середины 1980-х годов.
Несколько ракет Titan I и Titan II были распространены в качестве музейных экспонатов по всей территории Соединенных Штатов.
Наиболее известным применением гражданского Titan II была программа NASA Gemini по запуску пилотируемых космических капсул в середине 1960-х годов. Двенадцать Titan II GLV использовались для запуска двух американских беспилотных испытательных запусков Gemini и десяти пилотируемых капсул с экипажами из двух человек. Все запуски были успешными.
Начиная с конца 1980-х годов некоторые из деактивированных Titan II были переоборудованы в космические ракеты- носители для запуска полезных грузов правительства США. Ракеты Titan 23G состояли из двух ступеней, сжигающих жидкое топливо . Первая ступень была оснащена одним двигателем Aerojet LR87 с двумя камерами сгорания и соплами, а вторая ступень приводилась в движение LR91 . В некоторых полетах космический корабль включал в себя толчковый двигатель, обычно Star-37XFP-ISS ; однако также использовался Star-37S . [23]
Тринадцать из них были запущены с космодрома 4W (SLC-4W) на авиабазе Ванденберг, начиная с 1988 года. [23] Последний такой аппарат запустил метеорологический спутник Программы оборонных метеорологических спутников (DMSP) 18 октября 2003 года. [24]
Titan III был модифицированным Titan II с дополнительными твердотопливными ракетными ускорителями . Он был разработан по заказу ВВС США (USAF) как тяжелая спутниковая пусковая установка, которая в основном использовалась для запуска американских военных полезных грузов и спутников гражданских разведывательных агентств, таких как спутники мониторинга запрета ядерных испытаний Vela Hotel , спутники наблюдения и разведки (для сбора разведданных) и различные серии оборонных спутников связи. [ необходима цитата ] Как проект USAF, Titan III был более официально известен как Программа 624A ( SSLS ), Стандартная космическая пусковая система , Стандартизированная космическая пусковая система , Стандартизированная космическая пусковая система или Стандартная космическая пусковая система (все сокращенно SSLS ). [25] [26] [27]
Ядро Titan III было похоже на Titan II, но имело несколько отличий. Они включали: [ необходима цитата ]
Семейство Titan III использовало те же базовые двигатели LR-87, что и Titan II (с улучшением производительности за эти годы), однако варианты, оснащенные SRB, имели над собой теплозащитный экран для защиты от выхлопных газов SRB, а двигатели были модифицированы для запуска в воздухе. [ необходима цитата ]
Первая система наведения для Titan III использовала IMU (инерциальный измерительный блок) компании AC Spark Plug и компьютер наведения IBM ASC-15 от Titan II. Для Titan III память барабана ASC-15 компьютера была удлинена, чтобы добавить еще 20 используемых дорожек, что увеличило емкость памяти на 35%. [28]
Более продвинутый Titan IIIC использовал инерциальный измерительный блок Delco Carousel VB и компьютер управления ракетой MAGIC 352 (MGC). [29] [30]
Titan IIIA был прототипом ракетного ускорителя и состоял из стандартной ракеты Titan II с верхней ступенью Transtage . [ необходима цитата ]
Titan IIIB с его различными версиями (23B, 24B, 33B и 34B) имел основной ускоритель Titan III с верхней ступенью Agena D. Эта комбинация использовалась для запуска серии разведывательных спутников KH-8 GAMBIT . Все они были запущены с авиабазы Ванденберг, строго на юг над Тихим океаном на полярные орбиты . Их максимальная масса полезной нагрузки составляла около 7500 фунтов (3000 кг). [31]
Мощный Titan IIIC использовал ракету Titan III с двумя большими навесными твердотопливными ускорителями для увеличения тяги и максимальной массы полезной нагрузки. Твердотопливные ускорители, разработанные для Titan IIIC, представляли собой значительный инженерный прогресс по сравнению с предыдущими твердотопливными ракетами из-за их большого размера и тяги, а также их передовых систем управления вектором тяги. [ необходима цитата ]
Titan IIID был версией Titan IIIC, разработанной на базе ВВС Ванденберг, без Transtage, которая использовалась для вывода спутников-разведчиков серии Key Hole на полярные низкие околоземные орбиты . [ требуется ссылка ]
Titan IIIE с верхней ступенью Centaur с высоким удельным импульсом использовался для запуска нескольких научных космических аппаратов, включая оба космических зонда NASA Voyager к Юпитеру, Сатурну и далее, а также обе миссии Viking по выводу двух орбитальных аппаратов вокруг Марса и двух оснащенных инструментами посадочных модулей на его поверхность. [32] [33]
Titan 34D имел ступень 1 и ступень 2, удлиненные более мощными твердотопливными двигателями UA1206 . Были доступны различные верхние ступени, включая инерциальную верхнюю ступень , переходную орбитальную ступень и Transtage . [34] Titan 34D совершил свой первый полет в 1982 году 30 октября с двумя спутниками связи DSCS для Министерства обороны США (DOD).
Созданная на основе Titan 34D и изначально предложенная в качестве средней подъемной одноразовой пусковой системы для ВВС США, которые выбрали Delta II. Разработка была продолжена в качестве коммерческой пусковой системы, и первая ракета полетела в 1990 году. Коммерческая Titan III отличалась от Titan 34D тем, что имела удлиненную вторую ступень и больший обтекатель полезной нагрузки для размещения двух спутниковых полезных нагрузок.
Titan IIIM был предназначен для запуска пилотируемой орбитальной лаборатории и других полезных нагрузок. Разработка была отменена в 1969 году. Проектируемые твердотопливные ракеты-носители UA1207 в конечном итоге были использованы на Titan IV . [35] [36]
Titan IV представлял собой удлиненный Titan III с твердотопливными ракетными ускорителями по бокам. Titan IV можно было запустить с верхней ступенью Centaur , инерциальной верхней ступенью USAF (IUS) или вообще без верхней ступени. Эта ракета использовалась почти исключительно для запуска грузов для армии США или Центрального разведывательного управления. Однако она также использовалась в чисто научных целях для запуска космического зонда NASA–ESA Cassini/Huygens к Сатурну в 1997 году. Основным разведывательным агентством, которому были нужны возможности запуска Titan IV, было Национальное разведывательное управление (NRO). [ необходима цитата ]
На момент производства Titan IV был самой мощной беспилотной ракетой, доступной Соединенным Штатам, с пропорционально высокими расходами на производство и эксплуатацию. К тому времени, когда Titan IV вступил в строй, требования Министерства обороны и NRO к запуску спутников снизились из-за улучшения долговечности разведывательных спутников и снижения спроса на разведку, последовавшего за внутренним распадом Советского Союза . В результате этих событий и усовершенствований в технологиях себестоимость единицы запуска Titan IV была очень высокой. Дополнительные расходы были вызваны наземными операциями и объектами для Titan IV на авиабазе Ванденберг для запуска спутников на полярные орбиты. Titan IV также запускались с авиабазы Кейп-Канаверал во Флориде, [37] место, часто используемое для запуска на неполярные орбиты. [38]
Titan V был предложенным развитием Titan IV, для которого было предложено несколько проектов. Одно предложение Titan V было для увеличенного Titan IV, способного поднимать до 90 000 фунтов (41 000 кг) полезной нагрузки. [39] Другое предложение использовало криогенную первую ступень с топливом LOX/LH2 ; [40] однако вместо этого для производства была выбрана Atlas V EELV .
Большинство выведенных из эксплуатации МБР Titan II были отремонтированы и использовались в качестве космических ракет-носителей ВВС, при этом показатели успешных запусков были безупречны. [41]
Для орбитальных запусков имелись существенные преимущества в использовании более производительного жидкого водорода или транспортных средств, работающих на жидком кислороде, работающих на RP-1 ; высокая стоимость использования гидразина и тетраоксида азота, а также особая осторожность, необходимая из-за их токсичности, были дополнительными соображениями. Lockheed Martin решила расширить семейство ракет Atlas вместо своих более дорогих Titan, а также принять участие в совместных предприятиях по продаже запусков на российской ракете Proton и новом классе Delta IV , построенном Boeing, для средних и тяжелых ракет-носителей. Titan IVB была последней ракетой Titan, оставшейся в эксплуатации, совершив свой предпоследний запуск с мыса Канаверал 30 апреля 2005 года, за которым последовал ее последний запуск с авиабазы Ванденберг 19 октября 2005 года, неся оптический спутник USA-186 для Национального разведывательного управления. [ необходима цитата ]
