Кіріспе
АҚШ Әуе күштері мен ғарыш бағдарламаларында қолданылған ұшыру құралдары отбасы (1959–2005)
Титан – 1959 мен 2005 жылдар аралығында пайдаланылған АҚШ-тың қайта қолданбалы зымырандар отбасы. Титан I және Титан II 1987 жылға дейін АҚШ Әуе күштерінің құрлық аралық баллистикалық зымырандары (ҚАБЗ) паркінің бір бөлігі болды. Ғарышқа ұшыру құралдарының нұсқалары 368 Титан ұшырылымының көп бөлігіне үлес қосты, оның ішінде 1960 жылдардың ортасындағы «Жобалық Близнецы» ғарыш кемелерінің барлық ұшуларын қамтамасыз етті. Титан құралдары АҚШ әскери жүктерін тасымалдауға, сондай-ақ азаматтық агенттіктердің барлау спутниктерін орбитаға шығаруға және Күн жүйесі бойынша ғылыми зондтарды жіберуге пайдаланылды.
Титан I зымыраны
HGM 25A Titan I, Martin компаниясы құрастырған, Titan отбасы зымырандарының алғашқы нұсқасы болды. Бұл SM 65 Atlas зымыранының кешігуіне жағдайда резервтік құрлық аралық баллистикалық зымыран (МБР) жобасы ретінде басталды. 1962 жылдың басынан 1965 жылдың ортасына дейін қолданылған екі сатылы зымыран, оның LR 87 бустерлік қозғалтқышы RP 1 (керосин) және сұйық оттегі (LOX) арқылы қуаттандырылды. Titan зымыранының жердегі басқаруы Сеймур Крей жобалаған UNIVAC ATHENA компьютері арқылы жүзеге асырылды, ол нығайтылған жер асты бункерінде орналасқан. Радар деректерін пайдаланып, ол күйдіру фазасында бағытты түзетулер жасады. Thor, Atlas және Titan II зымырандары пайдаланудан шығарылғаннан өзгеше, Titan I қоры жойылды және 1965 жылға қарай зымыранның барлық қолдау инфрақұрылымы Titan II/III отбасына ауыстырылғандықтан, ғарышқа ұшыру немесе RV сынақтары үшін қайта қолданылмады.
Титан II зымыраны
Титан зымырандарының көпшілігі Титан II құрлық аралық баллистикалық зымыраны (МБР) және олардың NASA үшін жасалған азаматтық түрлері болды. Титан II LR 87 5 қозғалтқышын пайдаланды, бұл LR 87 қозғалтқышының жетілдірілген нұсқасы. Ол окистендіргіш ретінде азот тетроксидін (NTO) және Aerozine 50 (гидразин мен симметриясыз диметилгидразиннің (UDMH) 50/50 қоспасы) қолданды, бұл Титан I зымыранындағы сұйық оттегі мен RP 1 отынының орнына болды. Алғашқы Титан II басқару жүйесін AC Spark Plug компаниясы жасады. Ол AC Spark Plug компаниясы жасаған инерциялық өлшеу блогын қолданды, ол MIT-дегі Чарльз Старк Дрейпер зертханасының бастапқы жобалары негізінде құрылған. Зымыра басқару компьютері (MGC) IBM ASC 15 болды. Бұл жүйеге қажетті қосалқы бөлшектерді алу қиын болғандықтан, ол Delco Electronics Universal Space Guidance System (USGS) деп аталатын жаңа басқару жүйесімен ауыстырылды. USGS Карусель IV IMU және Magic 352 компьютерін пайдаланды. 1978 жылдың наурыз айында Титан II басқару жүйесін ауыстыру жұмыстары басталғанда, USGS Титан III ғарыш зымырасында қолданылып жатты. Мұның басты себебі – жылдық техникалық қызмет көрсету шығындарын 72 миллион долларға төмендету болды; жаңарту жұмыстары 1981 жылы аяқталды.
Гиперголалық қозғалтқыштар
Сұйық оттекті жабық кеңістікте, мысалы зымыран шахтасында пайдалану қауіпті, және оны күштеуіш тотықтырғыш багінде ұзақ уақыт сақтауға болмайды. Бірнеше Atlas және Titan I зымырандары жарылып, олардың шахталарын қиратты, бірақ адам өміріне залал келтірмеді. Мартин компаниясы Titan II жобасын жетілдіре алды. RP 1/LOX комбинациясы бөлме температурасындағы отынмен алмастырылды, оның тотықтырғышына криогендік сақтау қажет болмады. Бірінші сатыдағы зымыран қозғалтқышы кейбір өзгерістермен қолданылды. Екінші сатының диаметрі бірінші сатының диаметрімен теңестірілді. Titan II-нің гиперголикалық отыны мен тотықтырғышы жанасқанда өзінен-өзі тұтанатын болды, бірақ олар өте улы және коррозиялық сұйықтықтар еді. Отын Aerozine 50 болды, гидразин мен УДМГ-нің 50/50 қоспасы, ал тотықтырғыш НТО болды.
Силоларда болған апаттар
Titan II силосында бірнеше апат болды, нәтижесінде адам өмірінен айырылды және/немесе ауыр жарақаттар алды. 1965 жылдың тамызында Арканзас штатының Сирси қаласының солтүстік-батысындағы ракеталық silo-дағы өрттен 53 құрылысшы қаза тапты. Өрт "Титан-2" зымыранында қолданылатын гидравликалық сұйықтықтың дәнекерлеу кезінде тұтанғаннан кейін басталды. Сұйық отынмен жабдықталған зымырандарда уытты отынның ағып шығуы жиі кездесетін жағдай болатын. 1978 жылдың 24 тамызында Канзас штатының Рок қаласынан тыс жердегі silo-да НТО тасымалдайтын тотықтыру желісі жарылды. Содан кейін пайда болған қызғылт түсті газ бұлты 200 ауыл тұрғынын аумақты эвакуациялауға мәжбүр етті. Құтқару тобының аға сержанты құтқару операциясы кезінде қаза тауып, барлығы жиырма адам ауруханаға жатқызылды. Канзастағы Потвиндегі тағы бір нысанда 1980 жылдың сәуірінде NTO тотықтырғышы ағып шықты, өлім болған жоқ, кейіннен жабылды. 1980 жылдың қыркүйегінде Арканзас штатының Дамаск қаласына жақын жердегі 374-ші Titan II silo-сында техник 70 фут (21 метр) биіктіктен шығыршық түсіріп, ол итергіш тіреуге соғылып, зымыранның бірінші сатысының қабығын бұзды, жарылысқа сегіз сағаттан астам уақыт қалғанда. Тесік шамамен сағат 18:30-да пайда болды, ал ағынның анықталғаннан кейін silo сумен толтырылды және жергілікті билік аумақты эвакуациялауға кеңес берді. Проблеманы шешуге тырысқан шамамен сағат 3-те, бір адам қаза тауып, 21 адам жарақат алды, барлығы Литтл-Рок әуе базасынан келген жедел жауап тобынан. Жарылыс 740 тонналық ұшыру түтігінің қақпағын 200 фут (61 метр) биіктікке лақтырып, диаметрі 250 фут (76 метр) кратер қалдырды.
Зымыранның шығарылуы
Аризона, Арканзас және Канзас штаттарындағы 54 Titan II зымыраны 1960 жылдардың ортасынан 1980 жылдардың ортасына дейін мыңдаған Minuteman зымырандарымен бірге құрамына енгізілді. Бірқатар Titan I және Titan II зымырандары АҚШ бойынша мұражайларда экспонаттар ретінде орналастырылған.
Titan II ұшыру аппараты
Титан II-нің ең танымал азаматтық қолданылуы 1960 жылдардың ортасында NASA-ның экипажды ғарыш капсулалары бағдарламасы – «Джемини» болды. Он екі Titan II GLV екі американдық пилотсыз «Джемини» сынақ ұшыруларын және екі адамнан тұратын экипажбен он экипаждық капсулаларды ұшыруға қолданылды. Барлық ұшырулар сәтті аяқталды.
Титан 23G
1980 жылдардың соңынан бастап, кейбір Titan II зымырандары АҚШ үкіметінің жүктерін ғарышқа шығару үшін пайдаланылатын ғарышқа ұшыру құралдарына айналдырылды. Titan 23G зымырандары екі сатыдан тұрып, сұйық отынды пайдаланды. Бірінші саты екі жану камерасы мен сопласы бар бір Aerojet LR87 қозғалтқышымен, ал екінші саты LR91 қозғалтқышымен жұмыс істеді. Кейбір ұшуларда ғарыш аппаратында, әдетте Star 37XFP ISS, қосымша жылдамдық беру қозғалтқышы (kick motor) болды; бірақ Star 37S да қолданылды. Осындай соңғы құрал 2003 жылдың 18 қазанында Қорғаныс метеорологиялық спутниктік бағдарламасының (DMSP) ауа райы спутнигін ұшырды.
Авионика
Titan III-нің алғашқы бағыттау жүйесі AC Spark Plug компаниясының IMU (инерциялық өлшеу бірлігі) және Titan II-ден алынған IBM ASC 15 бағыттау компьютерін пайдаланды. Titan III үшін ASC 15 компьютерінің барабандық жадысы 20 қосымша қолданылатын жолмен ұзартылды, бұл оның жад сыйымдылығын 35%-ға арттырды. Көбірек жетілген Titan IIIC Delco Carousel VB IMU және MAGIC 352 зымыранды басқару компьютерін (MGC) қолданды.
Титан IIIA
Titan IIIA – прототиптік зымыран күштеуіш, ол Transtage жоғарғы сатысымен жабдықталған стандартты Titan II зымыранынан құралған.
Титан IIIB
Титан IIIB және оның әртүрлі нұсқалары (23B, 24B, 33B және 34B) Agena D жоғарғы сатысымен Titan III негізгі бустерін қолданды. Осы комбинация KH 8 GAMBIT барлау спутниктерінің сериясын ұшыруға пайдаланылды. Олардың барлығы Ванденберг әуе базасынан, Тынық мұхитының үстінен оңтүстікке қарай полярлық орбитаға ұшырылды. Олардың максималды пайдалы жүгінің массасы шамамен 3000 кг (7500 фунт) құрады.
Титан IIIC
Қуатты Титан IIIC ракетасы, ұшыру күшін және максималды пайдалы жүк массасын арттыру үшін, Титан III негізгі ракетасымен қатар екі үлкен қатты отынмен іске қосылатын қосымша бустерлерді пайдаланды. Титан IIIC үшін әзірленген бұл қатты отын бустерлері, бұрынғы қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталарға қарағанда, үлкен өлшемдері мен итермелеу күші, сондай-ақ жетілдірілген итермелеу векторын басқару жүйелері арқасында маңызды инженерлік жетістік болды.
Титан IIID
Titan IIID – бұл Ванденберг әуе күштері базасы үшін жасалған Titan IIIC нұсқасы, бірақ ол Transtage-сыз болды және Key Hole сериялы барлау спутниктерін полярлық, төмен Жер орбитасына шығару үшін қолданылды.
Титан IIIE
Титан IIIE жоғары спецификалық импульстік Centaur жоғарғы сатысымен бірнеше ғылыми ғарыш кемелерін ұшыру үшін қолданылды, оның ішінде НАСА-ның екі Voyager ғарыш зонды Юпитер, Сатурн және одан әрі саяхаттады, ал екі Viking миссиясы Марс орбитасына екі орбиталды аппаратты және оның бетіне екі құралдық қондырғыны орналастырды.
Титан 34D
Titan 34D-нің 1-ші және 2-ші сатылары UA1206 қуатты қатты двигательдерімен ұзартылды. Инерциялық жоғарғы саты, орбитаға шығару сатысы және Транстаж сияқты жоғарғы сатылардың түрлі нұсқалары қолжетімді болды. Titan 34D АҚШ Қорғаныс министрлігі (DOD) үшін екі DSCS қорғаныс байланыс спутнигімен 1982 жылдың 30 қазанында алғашқы ұшуын жасады.
Коммерциялық Titan III
Titan 34D-ден туындаған және бастапқыда АҚШ Әуе күштері үшін орташа көтергіштігі бар, бір рет қолданылатын ұшыру жүйесі ретінде ұсынылған, бірақ олар Delta II-ні таңдады. Дамыту коммерциялық ұшыру жүйесі ретінде жалғастырылды және алғашқы зымыран 1990 жылы ұшты. Коммерциялық Titan III, Titan 34D-ден екінші сатысының ұзартылғандығымен және екі спутниктік жүк орналастыруға арналған үлкен жүк бөлімімен ерекшеленді.
Титан IIIM
Titan IIIM адаммен пілотталатын орбиталық зертхананы және басқа да жүктерді ұшыру үшін жоспарланған. 1969 жылы әзірлеме тоқтатылды. Жобаланған UA1207 қатты күшейткіш зымырандары кейін Титан IV зымыранында қолданылды.
Титан IV
Titan IV – екі жағында қатты ракеталық күштеуіштер орналасқан, Titan III-тің ұзартылған нұсқасы. Titan IV Centaur жоғарғы сатысымен, АҚШ Әскери-әуе күштерінің Инерциялық жоғарғы сатысымен (IUS) немесе жоғарғы сатысыз ұшырылуы мүмкін. Бұл ракета негізінен АҚШ әскери және Орталық барлау агенттігінің жүктерін ұшыру үшін қолданылды. Дегенмен, ол 1997 жылы НАСА-ның және Еуропалық ғарыш агенттігінің Кассини/Гюйгенс ғарыш зондын Сатурнға жіберу үшін таза ғылыми мақсатта да пайдаланылды. Titan IV-тің ұшыру мүмкіндіктеріне ең көп мұқтаж болған барлау агенттігі – Ұлттық барлау кеңсесі (NRO) болды. Өндіріс кезінде Titan IV – Америка Құрама Штаттарының қолжетімді ең қуатты пилотсыз ракетасы болып табылды, сонымен қатар өндіріс және пайдалану шығындары да жоғары болды. Titan IV пайдалануға кіріскен кезде, Қорғаныс министрлігі мен NRO-ның спутниктерді ұшыру қажеттілігі, барлау спутниктерінің қызмет ету мерзімінің ұзартылуы және Кеңес Одағының ыдырауынан кейін барлауға деген сұраныстың төмендеуіне байланысты азайды. Осы оқиғалар мен технологияның жетілдірілуі нәтижесінде Titan IV ұшыруының бірлігінің құны өте жоғары болды. Titan IV үшін Ванденберг әуе базасындағы жердегі операциялар мен құрылыстар, полярлық орбитаға спутниктерді ұшыруға байланысты қосымша шығындар тудырды. Titan IV ракеталары Флоридадағы Кейп-Канаверал әуе күштері стансасынан да ұшырылды, бұл көбінесе полярлық емес орбиталарға ұшыру үшін қолданылатын орын.
Titan V тұжырымдамасы
Titan V – Titan IV-тің жоспарланған жаңа нұсқасы болатын, соған байланысты бірнеше үлгілер ұсынылды. Titan V үлгілерінің бірі Titan IV-тің үлкейтілген нұсқасы еді, ол 500 тоннаға дейін жүк көтере алатын. Тағы бір үлгіде LOX/LH2 отынымен жұмыс істейтін криогендік бірінші саты қолданылған, бірақ өндіріс үшін Atlas V EELV таңдалды.
Ұшыру құралының қызметтен шығарылуы
Титан II құрсаулы ракеталарының көпшілігі жаңартылып, Әуе күштерінің ғарышқа ұшыру құралдары ретінде пайдаланылды, олардың барлық ұшырылымдары сәтті аяқталды. Орбиталық ұшырулар үшін жоғары тиімді сұйық сутек немесе сұйық оттегімен жанатын RP-1 отыны бар құралдарды пайдаланудың айқын артықшылықтары болды; гидразин мен азот тетроксидін қолданудың жоғары құны, сондай-ақ олардың улы болуына байланысты қажет болатын арнайы сақтық шаралары да ескерілді. Lockheed Martin компаниясы Titan-нан гөрі Atlas ракеталар отбасын кеңейтуге, сондай-ақ ресейлік Proton ракетасын сату бойынша бірлескен кәсіпорындарға қатысуға және Boeing компаниясының құрастырған Delta IV класты орта және ауыр салмақты ұшыру құралдарын пайдалануға шешім қабылдады. Titan IVB – Titan ракеталарының соңғы қызметте болған түрі, ол 2005 жылдың 30 сәуірінде Канавералдан, ал 2005 жылдың 19 қазанында Ванденберг әуе күштері базасынан ұшырылды, бортта Ұлттық барлау кеңсесі үшін арналған USA-186 оптикалық бейнелеу спутнигі болды.