Кіріспе

АҚШ Әуе күштері қолданатын бір реттік ұшыру жүйесі

"Титан IV" – Martin Marietta компаниясы әзірлеген және 1989 жылдан 2005 жылға дейін АҚШ Әуе күштері пайдаланған ауыр жүк көтеруге арналған ғарыш ұшыру құралдарының отбасы. Ұшырулар Флорида штатындағы Кейп-Канаверал әуе күштері базасы және Калифорния штатындағы Ванденберг әуе күштері базасынан жүзеге асырылды. "Титан IV" – Glenn L. Martin компаниясы 1958 жылы әзірлеген "Титан" зымырандарының соңғы ұрпағы болды. Ол 2005 жылы жоғары операциялық шығындар мен оның уытты гиперголикалық отынына қатысты алаңдаушылықтарға байланысты пайдаланудан шығарылды және EELV бағдарламасы аясында "Atlas V" және "Delta IV" ұшыру құралдарымен алмастырылды. Кейп-Канавералдан соңғы ұшыру (B 30) 2005 жылдың 29 сәуірінде, ал Ванденберг әуе күштері базасынан соңғы ұшыру 2005 жылдың 19 қазанында өтті. Lockheed Martin Space Systems компаниясы АҚШ үкіметімен жасалған келісімшарт бойынша Колорадо штатының Денвер қаласының жанында "Титан IV" құралдарын жасады.

Титан IV-B

Titan IV B Titan III отбасынан дамытылды және Titan 34D-ге ұқсас болды. Ұшыру құрылғыларының алғашқы екі онжылдықта өте жақсы сенімділік көрсеткіштері болғанмен, 1980-ші жылдары бұл өзгерді – 1985 жылы Titan 34D жойылды, ал 1986 жылы қатты отынды ракета қозғалтқышының (SRM) ақаулығынан қатаң жарылыс болды. Осыған байланысты, Titan IV B құралы жаңа композиттік қабықпен жаңартылған қатты отынды ракеталық қозғалтқыштарды пайдалануға көзделген. Дамудағы мәселелерге байланысты, алғашқы Titan IV B ұшырулары ескі үлгідегі UA1207 SRM-мен жүзеге асырылды.

Қатты ракеталық қозғалтқышты жаңарту сынақ стендісі

1988–89 жылдары R. M. Parsons компаниясы Titan IV қатты отынды қозғалтқышын жаңарту (SRMU) сынағы үшін толық көлемді болат мұнара және дефлектор кешенін жобалап, салды. SRMU-ның ұшырылуы және туындаған итеру күшінің Titan IV құрылғысына тигізетін әсері модельделді. Итеру күшінің мөлшерін бағалау мақсатында SRMU жүк өлшеу жүйелері арқылы болат мұнараға қосылып, орнынан ұшырылды. Бұл SRMU-ның Titan IV құрылғысына тигізетін әсерін симуляциялауға арналған алғашқы толық масштабты сынақ болды.

Ұсынылған алюминий-литий резервуарлары

1980 жылдардың басында General Dynamics компаниясы Early Lunar Access деген атпен айға қондыру аппаратын орбитада құрастыру жоспарын жасады. Ғарыш айлағы айға қондыру аппаратын орбитаға жеткізер еді, содан кейін модификацияланған Centaur G Prime сатысымен Titan IV зымыраны ұшырылып, кездесіп, біріктірілген болар еді. Жоспарға Ғарыш айлағы мен Titan IV зымыраларын жеңілдетілген алюминий-литий қорытпасынан жасалған жанармай бактерілеріне ауыстыру қажет болды. Аталған жоспар іске аспаса да, 1990 жылдары Ғарыш айлағының сыртқы багі Ресейдің "Мир" ғарыш станциясының тік бұрышты орбитасымен кездесу үшін алюминий-литий бактерілеріне өзгертілді.

Түрін анықтау

IV A (40nA) болат корпусты бустерлерді қолданды, IV B (40nB) композиттік корпусты бустерлерді қолданды (SRMU). 401 типінде Centaur 3-ші сатысы, 402 типінде IUS 3-ші сатысы қолданылды. Қалған 3 тип (үшінші сатысы жоқ) 403, 404 және 405 болды: 403 типі жоғарғы сатысы жоқ, төмен массалық жүктерді жоғары орбиталарға Ванденбергтен шығару үшін. 404 типі жоғарғы сатысы жоқ, Ванденбергтен төмен орбитаға ауыр жүктерді тасымалдау үшін. Бұл ракета тек үш әскери жүк тасымалдайтын және Centaur сатыларымен ғана, LC 41 ұшыру алаңынан Канавералдан ұшатын. Алайда, 1986 жылғы «Челленджер» апаты бір реттік ұшыру жүйелеріне деген тәуелділікті қайта жаңғыртып, «Титан IV» бағдарламасын едәуір кеңейтті. Ол пайда болған кезде «Титан IV» АҚШ Әскери-әуе күштері қолданатын ең үлкен және ең қабілетті бір реттік ұшыру құралы болды. «Челленджерден» кейінгі бағдарламаға Инерциялық жоғарғы сатысы (IUS) бар немесе жоқ «Титан IV» түрлері қосылды, ұшулар саны артты және «Титан IV» ұшырулары үшін LC 40 ұшыру алаңы жаңғыртылды. 1991 жылға қарай, жалпы сомасы қырыққа жуық «Титан IV» ұшырулары жоспарланған және жаңа, жақсартылған, жеңіл композиттік материалдардан жасалған қатты зымыран моторы (SRM) корпусы енгізілді.

Бағдарламаның құны

1990 жылы Titan IV таңдаулы сатып алу есебінде 65 Titan IV құрылғысын 16 жыл ішінде сатып алудың жалпы құны 18,3 миллиард АҚШ долларына бағаланды (инфляцияға орай түзетілгенде – миллиард АҚШ доллары).

Кассини-Хюйгенс ұшырылуы

1997 жылдың қазан айында "Титан IV B" зымыраны "Кассини" – "Хюйгенс" есімді Сатурнға жіберілген екі ғарыш зондын ұшырды. Бұл "Титан IV" зымырасын Қорғаныс министрлігіне қатысты емес миссия үшін пайдаланған жалғыз жағдай болды. 2005 жылдың 14 қаңтарында "Хюйгенс" зонды Титанға қонды. "Кассини" Сатурн айналысында қалды. "Кассини" миссиясы 2017 жылдың 15 қыркүйегінде аяқталды, содан кейін ғарыш аппараты Сатурн атмосферасына жіберіліп, жанып кетті.

Зейнеткерлік

"Титан IV" шаттлға қарағанда жақсырақ болғанымен, қымбатқа соқты және сенімсіз еді. 1990 жылдарға қарай, оның улы отынына байланысты қауіпсіздік алаңдаушылығы да артты. Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) бағдарламасы нәтижесінде Atlas V, Delta IV және Delta IV Heavy атқару құралдары жасалды, олар "Титан IV" және көптеген басқа да ескі атқару жүйелерін ығыстырды. Жаңа EELV-лер гиперголикалық отындарды қолдануды тоқтатты, шығындарды азайтты және ескі атқару құралдарынан гөрі әлдеқайда әмбебап болды.

Тірі қалған мысалдар

2014 жылы Огайо штатының Дейтон қаласындағы АҚШ Әуе күштері ұлттық мұражайы Титан IV B зымырасын қайта жаңғырту жобасын бастады. Бұл жұмыс сәтті аяқталды және көрме 2016 жылдың 8 маусымында ашылды. Басқа бар Титан IV бөліктері Денвер, Колорадодағы Wings Over the Rockies ғарыш және әуе мұражайында сақталған, онда екі Титан 1-ші саты қозғалтқышы, бір Титан 2-ші саты қозғалтқышы және сыртта көрсетілетін аралық бөлігі бар; сондай-ақ Орегон штатының Макминвилл қаласындағы Evergreen Aviation and Space Museum мұражайында, оның ішінде негізгі сатылары мен қатты отынды ракеталық қозғалтқыштар жинағының бөліктері бар.

Ұшыру тарихы

Күн / Уақыт (UTC) Ұшыру орны S/N Типі Пайдалы жүктеме Нәтижесі Ескермелер 14 маусым 1989 13:18 CCAFS LC 41 K 1 402A / IUS USA 39 (DSP 14) Қозғалтқыш сопласының жарылуы сәттілікке аз мүмкіндік қалдырды. 8 маусым 1990 05:21 CCAFS LC 41 K 4 405A USA 60 (NOSS) USA 61 (NOSS) USA 62 (NOSS) USA 59 Спутниктерді ұшыру диспенсері (SLDCOM) 13 қараша 1990 00:37 CCAFS LC 41 K 6 402A / IUS USA 65 (DSP 15) 8 наурыз 1991 12:03 VAFB LC 4E K 5 403A USA 69 (Lacrosse) 8 қараша 1991 07:07 VAFB LC 4E K 8 403A USA 74 (NOSS) USA 76 (NOSS) USA 77 (NOSS) USA 72 SLDCOM 28 қараша 1992 21:34 VAFB LC 4E K 3 404A USA 86 (KH 11) 2 тамыз 1993 19:59 VAFB LC 4E K 11 403A NOSS x3 SLDCOM SRM T+101 с-де жердегі техникалық қызмет көрсету кезінде зақымдануға байланысты жарылды. 7 ақпан 1994 21:47 CCAFS LC 40 K 10 401A / Centaur USA 99 (Milstar 1) 3 мамыр 1994 15:55 CCAFS LC 41 K 7 401A / Centaur USA 103 (Trumpet) 27 тамыз 1994 08:58 CCAFS LC 41 K 9 401A / Centaur USA 105 (Mercury) 22 желтоқсан 1994 22:19 CCAFS LC 40 K 14 402A / IUS USA 107 (DSP 17) 14 мамыр 1995 13:45 CCAFS LC 40 K 23 401A / Centaur USA 110 (Orion) 10 шілде 1995 12:38 CCAFS LC 41 K 19 401A / Centaur USA 112 (Trumpet) 6 қараша 1995 05:15 CCAFS LC 40 K 21 401A / Centaur USA 115 (Milstar 2) 5 желтоқсан 1995 21:18 VAFB LC 4E K 15 404A USA 116 (KH 11) 24 сәуір 1996 23:37 CCAFS LC 41 K 16 401A / Centaur USA 118 (Mercury) 12 мамыр 1996 21:32 VAFB LC 4E K 22 403A USA 120 (NOSS) USA 121 (NOSS) USA 122 (NOSS) USA 119 (SLDCOM) USA 123 Ғарыштық физикалық тәжірибелік спутнигі (TiPS) USA 124 (TiPS) 3 шілде 1996 00:30 CCAFS LC 40 K 2 405A USA 125 (SDS) 20 желтоқсан 1996 18:04 VAFB LC 4E K 13 404A USA 129 (KH 11) NROL 2 23 ақпан 1997 20:20 CCAFS LC 40 B 24 402B / IUS USA 130 (DSP 18) 15 қазан 1997 08:43 CCAFS LC 40 B 33 401B / Centaur CassiniHuygens 24 қазан 1997 02:32 VAFB LC 4E A 18 403A USA 133 (Lacrosse) NROL 3 8 қараша 1997 02:05 CCAFS LC 41 A 17 401A / Centaur USA 136 (Trumpet) NROL 4 9 мамыр 1998 01:38 CCAFS LC 40 B 25 401B / Centaur USA 139 (Orion) NROL 6 12 тамыз 1998 11:30 CCAFS LC 41 A 20 401A / Centaur NROL 7 (Mercury) Бақылау жүйесі T+40 с-де сырған сымға байланысты қысқа тұйықталып, көлік бақылауын жоғалтып, қауіпсіздік қызметімен жойылды. 9 сәуір 1999 17:01 CCAFS LC 41 B 27 402B / IUS USA 142 (DSP 19) Ғарыш кемесі IUS сатысынан ажырамады. 30 сәуір 1999 16:30 CCAFS LC 40 B 32 401B / Centaur USA 143 (Milstar 3) Centaur бағдарламалық қамтамасыз етуінің деректер базасының қатесі ұстанымды басқаруды жоғалтты, енгізілген күй дұрыс емес болды. Спутник пайдасыз орбитаға шығарылды. 22 мамыр 1999 09:36 VAFB LC 4E B 12 404B USA 144 (Misty) NROL 8 8 мамыр 2000 16:01 CCAFS LC 40 B 29 402B / IUS USA 149 (DSP 20) 17 тамыз 2000 23:45 VAFB LC 4E B 28 403B USA 152 (Lacrosse) NROL 11 27 ақпан 2001 21:20 CCAFS LC 40 B 41 401B / Centaur USA 157 (Milstar 4) 6 тамыз 2001 07:28 CCAFS LC 40 B 31 402B / IUS USA 159 (DSP 21) 5 қазан 2001 21:21 VAFB LC 4E B 34 404B USA 161 (KH 11) NROL 14 16 қаңтар 2002 00:30 CCAFS LC 40 B 38 401B / Centaur USA 164 (Milstar 5) 8 сәуір 2003 13:43 CCAFS LC 40 B 35 401B / Centaur USA 169 (Milstar 6) 9 қыркүйек 2003 04:29 CCAFS LC 40 B 36 401B / Centaur USA 171 (Orion) NROL 19 14 ақпан 2004 18:50 CCAFS LC 40 B 39 402B / IUS USA 176 (DSP 22) 30 сәуір 2005 00:50 CCAFS LC 40 B 30 405B USA 182 (Lacrosse) NROL 16 19 қазан 2005 18:05 VAFB LC 4E B 26 404B USA 186 (KH 11) NROL 20

Іске қосу қателері

"Титан IV" төрт рет қатаң апатқа ұшырады.

1993 жылғы бустерлік жарылыс

1993 жылғы 2 тамызда "Титан IV K 11" SLC 4E-ден NOSS SIGNIT спутнигін алып ұшты. Қорғаныс министрлігінің ұшырулары үшін ерекше жағдай, Әскери-әуе күштері азаматтық баспасөзді ұшыруды жабуға шақырды, бірақ ұшырудан кейін 101 секунд өткенде күшейткіш жарылып, жағдай күтпегендей үлкен мәнге ие болды. Тергеу көрсеткендей, екі SRM-нің бірі толығымен жанып кеткен, нәтижесінде аппарат бұрынғы 34D 9 ақаулығы сияқты қирады. Апаттың себебі дұрыс емес жөндеу жұмысы болды. "Титан 34D 9" кейінен, SRM-нің қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін кең ауқымды шаралар қабылданды, соның ішінде ұшыру алдындағы тексеру кезінде қозғалтқыш сегменттерін рентген сәулелерімен тексеру. K 11-ге орнатылған SRM бастапқыда Капе-Канавералға жеткізілді, онда рентген сәулелері бір сегменттегі қатты отын қоспасында аномалияларды көрсетті. Ақаулы бөлік отын блогында пішінделген кесу арқылы алынып тасталды. Алайда, сол кезде ЦДҚ-ның көптеген білікті мамандары бағдарламаны тастап кеткендіктен, жөндеу тобы тиісті процедураны білмеді. Олар отын блогындағы кесу жерін жаппады. Жөндеуден кейінгі рентген сәулелері CC мамандарына SRM-ді ұшуға жарамсыз деп тануға жеткілікті болды, бірақ SRM-дер Ванденбергке жіберілді және оларға рұқсат берілді. Нәтижесінде, 34D 9-дағы жағдай қайталанды: отын мен SRM корпусы арасында кеңістік қалды және ұшыру кезінде тағы бір жану орын алды.

1998 IV-A электрлік ақау

1998 жылы Титан К17 зымыраны, Капе-Канавералдан ұшуға 40 секундтай қалғанда, Әскери-теңіз күштерінің ЭЛИНТ Меркурий (спутнигі)мен бірге сәтсіздікке ұшырады. К17 бірнеше жылдық ескі зымыра болып, Titan IV A ұшырылған соңғы машина еді. Апаттан кейін жүргізілген тергеуде зымыраның ондаған зақымдалған немесе тозған сымдары бар екені анықталды және оның осы жағдайда ұшуға болмайтыны белгілі болды, бірақ Әуе күштері бағдарлама мерзімін сақтау үшін ұшыру экипаждарына қатты қысым көрсетті. Титанның корпусы сымдарды орнату, реттеу немесе алып тастау кезінде зақымдануын болдырмау мүмкін емес ететін көптеген өткір металл бөліктерімен толтырылған. "Титан" зымыраларын құрастырған Lockheed компаниясының Денвердегі зауытындағы сапаны бақылау "нашар" деп сипатталды. Апаттың негізгі себебі – T+39 секундта басқару компьютеріне қуаттың уақытша үзілуіне әкелген электр тізбегінің қысқа тұйықталуы болды. Қуат қайта қалпына келтірілгеннен кейін компьютер дұрыс емес төмен қарай бұрылу және оңға қарай бұрылу командасын жіберді. T+40 секундта Титан дерлік дыбыс жылдамдығымен қозғалып тұрды және конструкциялық зақымсыз осы әрекетті орындай алмады. Кенеттен төмен қарай бұрылу және одан туындаған аэродинамикалық күштердің салдарынан SRМ-нің бірі бөлініп кетті. ISDS (Кездейсоқ бөлінуді жою жүйесі) автоматты түрде іске қосылып, SRМ-ді қиратып, зымыраның қалған бөлігін алып кетті. T+45 секундта қашықтықтан қауіпсіздік офицері зымыраның қалған ірі бөліктерін жою үшін жою командасын жіберді. Апаттың себебін анықтау және құпия спутниктің сынықтарын жинау үшін кең ауқымды іздеу-құтқару жұмыстары жүргізілді. Титанның барлық сынықтары теңізге үш-бес миль қашықтықта түсті, ал зымыраның кемінде 30 пайызы теңіз түбінен құтқарылды. Көптеген сынықтар күндер бойы жағаға соғылып, құтқару операциясы 15 қазанға дейін жалғасты. Әуе күштері Қорғаныс министрлігінің жүктерін "талап бойынша ұшыру" бағдарламасын қолдады, бірақ Titan IV зымырасын дайындау және өңдеу үшін қажетті ұзақ уақытты (кемінде 60 күн) ескере отырып, мұны іске асыру өте қиын болды. 1994 жылы зейнеткерлікке шығар алдында генерал Чак Хорнер "Титан" бағдарламасын "қорлық" деп сипаттады. 1998-1999 жылдарға жоспарланған кестеде 12 айдың ішінде төрт ұшыру көзделген. Олардың біріншісі – 1998 жылдың 9 мамырында Orion SIGNIT спутнигін сәтті орбитаға шығарған Titan K25 болды. Екіншісі – К17 апаты, ал үшіншісі – К32 апаты.

Бөлудің сатылық сәтсіздіктері

Бұрынғы ақауды тергеуге байланысты кешігуден кейін, 1999 жылдың 9 сәуірінде K 32 ракетасы DSP ерте ескерту спутнигін орбитаға шығарды. ИСС екінші сатысы ажыратылмады, нәтижесінде спутник пайдасыз орбитада қалды. Осы ақаудың себебін зерттеу көрсеткендей, ИСС-тегі сымдардың шоғырлары электр таспасымен тым қатты оралған, соның салдарынан қосылыс толық ажыратылмады және екі ИСС сатысының бөлінуіне кедергі келтірді.

Бағдарламалау қатесі

1999 жылы 30 сәуірде K 26 төртінші ұшырылымы болды, ол Milstar байланыс спутнигін алып жүрді. Centaur инерциялық бөлігіндегі ұшу кезінде, RCS отыны таусылғанша, рульді басқару реактивті қозғалтқыштары ашық циклмен жұмыс істеді, нәтижесінде жоғарғы саты мен жүк тез айнала бастады. Қайта іске қосылғанда, Centaur бақылаусыз айналып, жүгін пайдасыз орбитаға жіберді. Бұл сәтсіздікке бағыттау компьютерінде қате бағдарламаланған теңдеу себеп болды. Қателік ұшу компьютерінің айналу жылдамдығы гироскопынан алынған деректерді қабылдамауына әкелді.