Введение

Семейство ракет-носителей, использовавшихся в ВВС США и космических программах (1959–2005)

"Титан" – семейство американских ракет-носителей, использовавшихся с 1959 по 2005 год. "Титан I" и "Титан II" входили в состав флота межконтинентальных баллистических ракет (МБР) ВВС США до 1987 года. Версии ракет-носителей для космических запусков обеспечили большинство из 368 запусков "Титан", включая все пилотируемые полеты проекта "Джемини" середины 1960-х годов. Ракеты-носители "Титан" также использовались для вывода на орбиту военных грузов США, разведывательных спутников гражданских ведомств и для отправки межпланетных научных зондов по всей Солнечной системе.

Ракета "Титан-1"

HGM 25A Titan I, построенный компанией Martin, был первой версией семейства ракет-носителей Titan. Изначально он разрабатывался как резервный проект межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) на случай задержки с SM 65 Atlas. Это была двухступенчатая ракета, состоявшая на вооружении с начала 1962 года до середины 1965 года, двигатель первой ступени LR 87 которой работал на RP-1 (керосине) и жидком кислороде (LOX). Наземное управление ракетой осуществлялось с помощью компьютера UNIVAC ATHENA, разработанного Сеймуром Крей и размещенного в укрепленном подземном бункере. Компьютер, используя данные радаров, вносил корректировки в траекторию во время работы двигателей. В отличие от выведенных из эксплуатации ракет Thor, Atlas и Titan II, весь парк Titan I был утилизирован и больше никогда не использовался для космических запусков или испытаний боеголовок, поскольку к 1965 году вся инфраструктура поддержки ракеты была переоборудована для семейства Titan II/III.

Ракета "Титан-2"

Большинство ракет-носителей "Титан" были ракетами "Титан II" МБР и их гражданскими модификациями для НАСА. На "Титан II" использовался двигатель LR 87-5, модифицированная версия LR 87, работающая на гиперголической смеси тетраоксида азота (NTO) в качестве окислителя и аэрозина-50 (50/50 смесь гидразина и несимметричного диметилгидразина (UDMH)) вместо жидкого кислорода и RP-1, использовавшихся в "Титан I". Первая система наведения "Титан II" была разработана компанией AC Spark Plug. Она использовала инерциальный измерительный блок, произведенный AC Spark Plug на основе оригинальных конструкций из Лаборатории Чарльза Старка Дрейпера при MIT. Компьютер управления ракетным комплексом (MGC) был IBM ASC 15. Когда запасные части для этой системы стало сложно достать, её заменили более современной системой наведения – Delco Electronics Universal Space Guidance System (USGS). USGS использовала инерциальный блок Карусель IV и компьютер Magic 352. USGS уже применялась на космическом носителе "Титан III", когда в марте 1978 года началась работа по замене системы наведения "Титан II". Основной причиной была необходимость снижения стоимости обслуживания на 72 миллиона долларов в год; модернизация была завершена в 1981 году.

Гиперголические двигатели

Жидкий кислород опасен в использовании в замкнутом пространстве, таком как ракетный шахт, и не может храниться длительное время в баке окислителя ускорителя. Несколько ракет Atlas и Titan I взрывались и уничтожали свои шахты, хотя обошлось без человеческих жертв. Компания Martin смогла улучшить конструкцию с помощью Titan II. Комбинация RP-1/LOX была заменена топливом комнатной температуры, окислитель которого не требовал криогенного хранения. Тот же ракетный двигатель первой ступени был использован с некоторыми модификациями. Диаметр второй ступени был увеличен, чтобы соответствовать диаметру первой ступени. Гиперголическое топливо и окислитель "Titan II" воспламенялись при контакте, однако они были высокотоксичными и коррозионными жидкостями. Топливом являлся Aerozine 50 – смесь 50/50 гидразина и UDMH, а окислителем – NTO.

Аварии в силосах

В силосах "Титан II" произошло несколько аварий, в результате которых погибли и/или получили серьезные травмы. В августе 1965 года 53 строителя погибли в пожаре в ракетном силосе к северо-западу от Сирси, штат Арканзас. Пожар начался, когда гидравлическая жидкость, используемая в "Титане II", воспламенилась от сварочной горелки. Ракеты с жидким топливом были склонны к развитию утечек токсичных компонентов топлива. В силосе недалеко от Рока, штат Канзас, 24 августа 1978 года произошел разрыв трубопровода перекачки окислителя НТО. Образовавшееся оранжевое облако пара вынудило 200 сельских жителей эвакуироваться из района. Один из сержантов группы технического обслуживания погиб при попытке спасения, и в общей сложности двадцать человек были госпитализированы. На другом объекте в Потвине, штат Канзас, в апреле 1980 года произошла утечка окислителя НТО без жертв, после чего объект был закрыт. В сентябре 1980 года, в силосе 374-7 "Титан II" недалеко от Дамаска, штат Арканзас, техник уронил розетку, которая упала с высоты 21 метра, отскочила от опорной платформы и пробила обшивку первой ступени ракеты, более чем за восемь часов до произошедшего взрыва. Прокол произошел около 18:30, и когда вскоре после этого была обнаружена утечка, силос был затоплен водой, а гражданским властям рекомендовано эвакуировать район. Во время устранения проблемы, около 3 часов ночи, погиб один человек и 21 получил ранения, все из группы экстренного реагирования с авиабазы Литтл-Рок. Взрыв поднял в воздух крышку пусковой шахты весом 740 тонн на высоту 61 метра и образовал кратер диаметром 76 метров.

Вывод ракет

54 ракеты Titan II в Аризоне, Арканзасе и Канзасе. Эти 54 ракеты Titan II находились на боевом дежурстве вместе с тысячей ракет Minuteman с середины 1960-х по середину 1980-х годов. Некоторые ракеты Titan I и Titan II были переданы в качестве музейных экспонатов в различные музеи по всей территории Соединенных Штатов.

Ракета-носитель "Титан-2"

Наиболее известным применением гражданской ракеты-носителя "Титан II" была программа NASA "Джемини" по пилотируемым космическим кораблям в середине 1960-х годов. Двенадцать ракет "Титан II GLV" были использованы для запуска двух американских беспилотных тестовых запусков "Джемини" и десяти пилотируемых кораблей с экипажем из двух человек. Все запуски прошли успешно.

Титан 23G

Начиная с конца 1980-х годов, некоторые из выведенных из эксплуатации ракет Titan II были переоборудованы в ракеты-носители для запуска полезных грузов правительственных ведомств США. Ракеты-носители Titan 23G состояли из двух ступеней, работающих на жидком топливе. Первая ступень была оснащена одним двигателем Aerojet LR87 с двумя камерами сгорания и соплами, а вторая ступень приводилась в движение двигателем LR91. На некоторых запусках космический аппарат включал в себя разгонный блок, как правило Star 37XFP ISS, однако также использовался и Star 37S. Последняя такая ракета-носитель вывела на орбиту метеорологический спутник в рамках программы Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) 18 октября 2003 года.

Авионика

Первая система наведения ракеты Titan III использовала инерциальный измерительный блок (ИМУ) компании AC Spark Plug и компьютер наведения IBM ASC 15, взятый с ракеты Titan II. Для Titan III барабанная память компьютера ASC 15 была расширена на 20 дополнительных дорожек, что увеличило объем памяти на 35%. Более совершенная ракета Titan IIIC использовала ИМУ Delco Carousel VB и вычислитель управления ракетной системой MAGIC 352 (MGC).

Титан IIIА

Titan IIIA был прототипом ракетного ускорителя и состоял из стандартной ракеты Titan II с верхней ступенью Transtage.

Титан IIIB

Титан IIIB в различных модификациях (23B, 24B, 33B и 34B) использовал базовый блок Титан III с верхней ступенью Agena D. Эта комбинация применялась для запуска серии разведывательных спутников KH-8 GAMBIT. Все запуски осуществлялись с авиабазы Ванденберг в южном направлении над Тихим океаном на полярные орбиты. Максимальная масса выводимой на орбиту полезной нагрузки составляла около 7500 фунтов (3000 кг).

Титан IIIC

Мощная ракета-носитель Titan IIIC использовала в качестве основы ракету Titan III и два больших твердотопливных боковых ускорителя для увеличения тяги при старте и максимальной массы выводимой полезной нагрузки. Твердотопливные ускорители, разработанные для Titan IIIC, являлись значительным инженерным достижением по сравнению с предыдущими ракетами на твердом топливе благодаря своим большим размерам и тяге, а также передовым системам управления вектором тяги.

Титан IIID

Titan IIID был версией ракеты Titan IIIC, используемой на базе ВВС Ванденберг, без ступени Transtage, и предназначался для вывода на полярные низкие околоземные орбиты спутников серии Key Hole, предназначенных для разведки.

Титан IIIЕ

Титан IIIE, оснащенный высокоэффективной верхней ступенью Centaur, использовался для запуска нескольких научных космических аппаратов, включая оба космических зонда "Вояджер" NASA к Юпитеру, Сатурну и за их пределы, а также обе миссии "Викинг" для вывода двух орбитальных аппаратов на орбиту Марса и двух посадочных аппаратов на его поверхность.

Титан 34D

Ракета-носитель Titan 34D оснащалась первой и второй ступенями, удлиненными и оснащенными более мощными твердотопливными двигателями UA1206. Были доступны различные верхние ступени, включая инерциальную верхнюю ступень, ступень выведения на переходную орбиту и Transtage. Первый полет Titan 34D состоялся 30 октября 1982 года с двумя спутниками связи DSCS, предназначенными для Министерства обороны США (DOD).

Коммерческий Титан III

Создан на базе Titan 34D и первоначально предназначался для использования в качестве ракеты-носителя средней грузоподъемности одноразового использования для ВВС США, которые предпочли ему Delta II. Разработка была продолжена как коммерческая система запуска, и первая ракета совершила полет в 1990 году. Коммерческий Titan III отличался от Titan 34D удлиненной второй ступенью и увеличенным обтекателем полезной нагрузки, позволяющим выводить на орбиту сразу два спутника.

Титан IIIM

Titan IIIM предназначался для запуска пилотируемой орбитальной лаборатории и других полезных нагрузок. Разработка была прекращена в 1969 году. Запланированные твердотопливные ускорители UA1207 в конечном итоге были использованы в ракете-носителе Titan IV.

Титан IV

Титан IV представлял собой удлинённую версию Титан III с твердотопливными ускорителями по бокам. Титан IV мог запускаться с разгонным блоком Centaur, инерциальным разгонным блоком ВВС США (IUS) или без разгонного блока вовсе. Эта ракета использовалась почти исключительно для запуска полезных нагрузок для вооружённых сил США или Центрального разведывательного управления. Однако она также была использована в чисто научных целях для запуска космического аппарата NASA/ESA «Кассини — Гюйгенс» к Сатурну в 1997 году. Основным разведывательным ведомством, нуждавшимся в возможностях запуска Титан IV, было Национальное разведывательное управление (NRO). Во время производства Титан IV была самой мощной беспилотной ракетой, доступной в Соединённых Штатах, с непропорционально высокими затратами на производство и эксплуатацию. К моменту ввода Титан IV в эксплуатацию потребность Министерства обороны и NRO в запусках спутников снизилась благодаря увеличению срока службы разведывательных спутников и уменьшению спроса на разведку после распада Советского Союза. В результате этих событий и технологических усовершенствований стоимость запуска Титан IV была очень высокой. Дополнительные расходы были связаны с наземными операциями и инфраструктурой для Титан IV на авиабазе Ванденберг для запуска спутников на полярные орбиты. Запуски Титан IV также осуществлялись с авиабазы Кейп-Канаверал во Флориде, которая часто использовалась для запусков на неполярные орбиты.

Концепция Titan V

Titan V был предлагаемой модернизацией ракеты-носителя Titan IV, в рамках которой рассматривалось несколько конструкций. Один из проектов Titan V предусматривал увеличение размеров Titan IV, способного выводить на орбиту до 300 тонн полезной нагрузки. Другой проект использовал криогенную первую ступень с использованием топлива LOX/LH2; однако для производства была выбрана ракета Atlas V EELV.

Вывод ракеты-носителя из эксплуатации

Большинство выведенных из эксплуатации МБР "Титан II" были модернизированы и использованы в качестве ракет-носителей для космических программ ВВС, продемонстрировав безошибочную серию успешных запусков. Для вывода на орбиту существовали значительные преимущества в использовании более мощных ракет, работающих на жидком водороде или RP-1 с жидким кислородом; высокая стоимость использования гидразина и тетроксида азота, а также необходимость соблюдения особых мер предосторожности из-за их токсичности, были дополнительными факторами. Компания Lockheed Martin приняла решение развивать семейство ракет Atlas вместо более дорогих "Титан", а также участвовать в совместных предприятиях для продажи пусковых услуг с использованием российской ракеты "Протон" и нового семейства ракет Delta IV средней и большой грузоподъемности, производимых компанией Boeing. "Титан IVB" стала последней ракетой семейства "Титан", остававшейся в эксплуатации, совершив предпоследний запуск с мыса Канаверал 30 апреля 2005 года, а затем заключительный запуск с авиабазы Ванденберг 19 октября 2005 года, доставив на орбиту оптико-разведывательный спутник USA 186 для Национального управления разведочной информации.