Atlas (raketa)

Porovnanie rakiet Atlas II, III a V

Atlas je dlhá vývojová línia nosných rakiet pôvodne vyrábaných divíziou Convair spoločnosti General Dynamics, neskôr firmou Lockheed Martin.

Pôvodne bola raketa Atlas koncom päťdesiatych rokov 20. storočia navrhnutá ako medzikontinentálna balistická raketa. Išlo o jeden a pol stupňovú raketu spaľujúcu kvapalný kyslík a kerozín (RP-1). Raketa bola vybavená dvoma motormi Rocketdyne LR-89 a jedným LR-105, pričom dva LR-89 sa počas vzostupu odhadzovali (preto jeden a pol stupňová). Spolu s raketami Redstone a Vanguard tvorila chrbticu amerického vesmírneho programu v jeho začiatkoch na prelome 50. a 60. rokov. V porovnaní so svojimi súčasníkmi bola najsilnejšia a to ju predurčilo na vynášanie ťažších nákladov. Medzi jej prvenstvo patrí úspešný orbitálny let s ľudskou posádkou, vypustenia prvých špionážnych satelitov, prvých sond k Mesiacu, Venuši, Merkúru, Marsu, Jupiteru a Saturnu. Neskôr boli pridané horné stupne Agena a potom Centaur.

Rakety Atlas sú historicky najúspešnejšie komerčne využívané nosné rakety používané prevažne na vynášanie komunikačných satelitov. V dnešnej dobe (rok 2021) je v aktívnej službe iba Atlas V.

História

SM-65 Atlas-B

Začiatky SM-65

Atlas, pomenovaný podľa Atlasa z gréckej mytológie, začínal ako štúdia zadaná US Army Air Corps z októbra 1945 na strelu dlhého doletu. 10. januára 1946 boli upresnené požiadavky a projekt bol rozdelený na dva varianty s doletom 6000 námorných míľ. Prvý mal byť podzvukový, okrídlený a poháňaný prúdovým motorom a druhý variant mal byť poháňaný raketovým motorom, dosahovať supersonickú rýchlosť a lietať po balistickej dráhe. Projekt vyžadoval vyvinutie nových technológií ako napríklad veľmi ľahkých nádrží, systému kĺbového zavesenie motorov, oddeliteľnú sekciu s bojovou hlavicou a vysoko výkonné motory. V roku 1947 dostal Convair kontrakt na balistickú raketu, projekt podzvukovej strely prebrali firmy Northrop a Martin. Projekt balistickej rakety vyústil do troch testovacích prototypov MX-774, ale tesne pred prvými letovými skúškami v júli 1947 bolo zastavené financovanie a program bol zrušený. Posledné zvyšky dotácií išli na testovanie vo White Sands Proving Ground od júla do decembra 1947. Ďalší vývoj prebiehal veľmi pomaly a financovali ho z rozpočtu spoločnosti Convair.

Raketa Atlas štartuje z bunkra základne Vandenberg v Kalifornii.

Oživenie programu prišlo sa začiatkom studenej vojny a v septembri 1951 dostal Convair novú zákazku na medzikontinentálnu strelu založenú na poznatkoch z programu MX-774. Hlavným problémom bol nespoľahlivý systém zapaľovania, ktorého úspešnosť sa pohybovala okolo 50 %. Preto vznikol jeden a pol stupňový koncept, v ktorom sa všetky tri motory zapálili spoločne ešte pred vzletom a dva motory boli odhodené počas letu. Naplno sa projekt rozbehol v roku 1955, keď informácie spravodajských služieb potvrdili, že Sovietsky zväz pokročil vo vývoji svojej vlastnej medzikontinentálnej rakety R-7. Program v tom čase niesol názov WS107A-l a stal sa národným projektom najvyššej priority. Testy pohonného systému a prvé letové skúšky prebiehali v roku 1956. Prvý let Atlasu-A sa konal 11. júna 1957. Program Atlas bol vo svojej dobe najrozsiahlejším projektom a v období najintenzívnejších prác na ňom pracovalo 33 000 ľudí a celkové náklady sa vyšplhali na 8 miliárd dolárov.

Raketa mala pôvodné vojenské označenie "XB-65", čo ju radilo medzi bombardéry; od roku 1955 bola preznačená na "SM-65" a od roku 1962 na "CGM-16". Písmeno "C" označovalo "coffin" alebo "Container", pretoža raketu uskladňovali v čiastočne chránenom kontajneri, z ktorého ju vztyčovali na štart. Raketa Atlas-F (HGM-16) bola uskladnená vo vertikálnej polohe pod zemou, ale štartovala až po vynesení na povrch.

Vesmírne lety

Štart misie Mercury-Atlas 6

Convair a USAF sa roku 1955 zúčastnili so svojim projektom Orbital Research and Test Vehicle (ORTV) výberového konania na vypustenie prvej umelej družice pri príležitosti Medzinárodného geofyzikálneho roku 1957-1958. Vtedy sa výberového konania zúčastnil ešte program Vanguard námorníctva a Program Orbiter/Redstone riadený Wernherem von Braunom a armádou. Atlas vtedy komisia ministerstva obrany odmietla, pretože išlo o najdôležitejšie programy národného významu a spomalenie programu kvôli vedeckému projektu bolo nemysliteľné (rovnako dopadol projekt Redstone).

Zlom prišiel až po vypustení družice Sputnik 4. októbra 1957. Rakety Vanguard boli neúspešné a vybuchovali krátko po štarte a von Braunova raketa Juno I (štvorstupňový Redstone) dokázala vyniesť len malý satelit, kým Sovieti dokázali vypustiť 1,3 tonový Sputnik 3. Program ORTV bol tak znova oživený a hlavným cieľom bolo čo najrýchlejšie upraviť Atlas na orbitálny nosný prostriedok, aby tak očistil pošramotenú povesť USA. V decembri 1958 odštartoval Atlas-B so satelitom SCORE (Signal Communication by orbiting Relay Equipment) a umiestnil ho na stabilnej orbite. Satelit zostal spojený s Atlasom a dohromady tak tvorili štvortonovú masu. USA sa mohli pochváliť najťažšom vyneseným objektom, hoci samotný satelit vážil iba 70 kg.

Ďalší rozvoj nasledoval s projektom Mercury, kde Atlas-D slúžil ako nosič v letoch s ľudskou posádkou na obežnú dráhu. Pridaním novo vyvinutých horných stupňov Agena a Centaur získal Atlas vyššiu nosnosť a dlhý čas pôsobil ako hlavný nosný systém v službách NASA v projektoch lodí s ľudskou posádkou, prieskumu planét a ďalších vedeckých projektoch. Vďaka tomu, že sa studená vojna nezmenila na skutočnú vojnu, zostala väčšina pôvodných rakiet SM-65 Atlas vo svojich silách a po vyradení boli využívané na komerčné a vládne vesmírne aplikácie. Posledná z takto upravených rakiet vzlietla roku 1995, teda 33 rokov po svojom dokončení.

Časová os rakiet Atlas

Varianty

Atlas F

Atlas

Pôvodná medzikontinentálna raketa SM-65 Atlas bola prestavaná na vesmírnu nosnú raketu spočiatku pre kozmické lode programu Mercury a na vynášanie prvých satelitov. Na začiatku raketa nedisponovala žiadnymi ďalšími stupňami a jej nosnosť bola veľmi obmedzená. Využívala sa preto na dopravu satelitov na balistickú dráhu, pričom satelity mali vlastný pohonný systém. Mohla sa používať pre užitočný náklad s hmotnosťou do 1400 kg. Konštrukcia Atlasu bola vo svojej dobe v mnohých smeroch unikátna a mnoho prvkov sa používa dodnes na stupni Centaur. Pôvodná raketa SM-65 Atlas bola niekoľkokrát modifikovaná. Hlavné úpravy spočívali vo zväčšovaní palivových nádrží a výmenách motorov. Najpoužívanejšie verzie boli Atlas D a Atlas E/F, ktoré vznikli prestavbou vyradených balistických striel a ďalej verzia Atlas Centaur a Atlas Agena, ktoré boli upravené na použitie druhých stupňov Centaur a Agena. Neskoršie verzie už dosahovali vysokú spoľahlivosť. Všetky typy Atlas boli po technickej stránke takmer identické až do verzie Atlas III, ktorá síce stále používa osvedčenú koncepciu balónových nádrží, ale už nemá odhadzovací polstupeň a používa nový ruský motor RD-180.

Jednotlivé verzie prvého stupňa

• Atlas A - Pôvodne testovacia verzia vojenskej medzikontinentálnej balistickej rakety, neskôr bolo niekoľko rakiet prerobených pre vesmírne aplikácie. Motory boli dva XLR-89-1. Posledný let sa uskutočnil roku 1958.
• Atlas B - Testovacia verzia pre komplexné overenie všetkých letových systémov. Boli vybavené motormi XLR-105-5. Niekoľko nosičov prerobených pre vesmírne aplikácie. Posledný štart v roku 1959.
• Atlas C - Testovacia verzia pre overenie rádiového riadenia a tenkostenných nádrží.
• Atlas D - Používané ako medzikontinentálna balistická raketa aj vesmírny nosný systém. Spolu 252 štartov, posledný v roku 1967, celkove 33 zlyhaní.
• Atlas LV-3B/Mercury - Upravená verzia Atlasu D pre program Mercury.
• Atlas E - Medzi rokmi 1960 - 1966 slúžila ako hlavná americká medzikontinentálna balistická strela, po vyradení bola po ďalších 20 rokov používaná ako prvý stupeň nosných rakiet.
• Atlas F - Ľahko modifikovaná verzia Atlas E, hlavnou úpravou bola možnosť odpaľovania z podzemných síl. Pre použitie ako vesmírneho nosiča sa od verzie Atlas E takmer nelíši a niekedy sa uvádza ako Atlas E/F. Spolu sa uskutočnilo 202 štartov medzi rokmi 1959 - 1995
• Atlas G/H/I - Predĺžená verzia s upravenými motormi LR-105-7. Používaná až do roku 1997.
• Atlas Agena LV-3/SLV-3 - Upravená verzia pre pripojenie stupňa Agena.
• Atlas Centaur LV-3/SLV-3 - Upravená verzia pre pripojenie stupňa Centaur.

Atlas Agena

Atlas Able

Trojstupňový variant. K vlastnej rakete Atlas D boli pripojené druhý a tretí stupeň rakety Vanguard. Raketa mala slúžiť pre vynášanie až 680 kg na nízku obežnú dráhu, 230 kg na Mesiac alebo 130 kg na únikovú dráhu. Žiadny z piatich (niekde uvádzané 4 pokusy) pokusov o vypustenie sa nepodaril a raketa bola stiahnutá v roku 1960. Prvá havária sa stala pri statickom teste motora, ďalšie potom boli spôsobené prílišným namáhaním konštrukcie prvého stupňa spôsobeným vysokým dynamickým zaťažením pri prelete hustými vrstvami atmosféry. Ďalšie problémy nastávali pri oddelení druhého stupňa, keď dochádzalo k jeho poškodeniu a následnej explózii. Pri nepodarených štartoch boli zničené sondy P-3, P-30 a P-31 programu Pioneer.

Atlas Agena

K základnému stupňu Atlas SFC-3 (upravená verzia Atlasu D) bol ako druhý stupeň pripojený stupeň Agena. Projektu Atlas Agena predchádzala štúdia Atlas Vega z roku 1959, ktorú nechala vypracovať NASA ako dočasné riešenie, kým bude hotový stupeň Centaur. Než však mohla vzlietnuť prvá raketa, bolo zistené, že CIA a USAF už prevádzkujú podobnú koncepciu pod názvom Hustler pre program špionážnych satelitov CORONA, a preto došlo k zlúčeniu projektov a premenovaniu na Agena. Táto dvojstupňová kombinácia sa používala na vypúšťanie medziplanetárnych sond Pioneer, Mariner, Ranger s hmotnosťou do 260 kg, družíc s hmotnosťou do 2600 kg alebo ako cieľový objekt pre nácvik orbitálneho spojenia v programe Gemini. Od roku 1961 sa vypustilo viac ako 100 rakiet Atlas Agena. Boli používané verzie Agena A/B/D a varianty základného nosiča Atlas SLV-3/SLV-3A a Atlas E/F. Posledný štart sa konal v roku 1966 a stupeň Agena bol nahradený výkonnejším a účinnejším stupňom Centaur

Atlas Centaur

Atlas Centaur so sondou Pioneer 10

Na konci 60. rokov 20. storočia stupeň Agena postupne nahradil stupeň Centaur. Obe verzie sa používali súčasne, ale výhody Centauru jasne prevažovali a neskoršie verzie rakiet Atlas vychádzali z práve z tejto koncepcie. Trup rakety Atlas bol v hornej časti predĺžený a na neho bol usadený druhý stupeň Centaur. Ten mal dva svoje kyslíkovodíkové motory RL-10, ktoré spoločne vyvinuli ťah 133,5 kN. Základný stupeň bol používaný postupne vo verziách Atlas D neskôr Atlas Centaur LV-3C a SFC-3c. Centaur bol používaný vo verziách Centaur C/D/E/I. Raketa spočiatku slúžila pre vysielanie medziplanetárnych sond s hmotnosťou do 500 kg, neskôr pre vypúšťanie ťažších stacionárnych družíc do 830 kg. Medzi jej najdôležitejšie misie patrili sondy k Mesiacu v programe Surveyor, medziplanetárne sondy programov Mariner a Pioneer, ďalej sa výrazne podieľala na vynášaní komunikačných satelitov Intelsat.

Atlas Burner

K základnému stupňu Atlas bol pripojený tretí stupeň Burner (firemné značenia Star 37), používaný ako tretí stupeň rakiet Delta. Tým vznikla dvojstupňová (verzia Atlas Burner 2A bola trojstupňová) raketa schopná dopraviť na obežnú dráhu zariadenia do 750 kg. Celkovo sa uskutočnili len dva štarty, pričom pri prvom v roku 1968 zlyhal aerodynamický kryt a bolo tak zničených deväť satelitov, ktoré mali byť dopravené na obežnú dráhu. Ďalší a posledný štart v roku 1972 bol úspešný. Prvý variant, Atlas Burner 2 bol zložený zo základného stupňa Atlas Agena SFC-3, ktorý bol prevzatý z projektu Atlas Agena. Druhý stupeň tvoril stupeň Burner 2, ktorý sa používal ako tretí stupeň na raketách Thor a Delta. Variant Atlas Burner 2A bol trojstupňov7, prvý stupeň bol Atlas E/F, druhý stupeň bol Burner 2 a tretí stupeň bol Star 26 nazývaný Burner 2A.

Priebeh letu rakety Atlas I, misia Beppu-SAX 30. apríla 1996

Atlas I

Bola to vylepšená verzia rakety Atlas Centaur. Väčšina kľúčových komponentov je rovnaká, ale navádzací a ovládací systém boli výrazne vylepšené. Staré analógové výpočtové jednotky boli nahradené novými plne digitálnymi. Konštrukčne išlo o staršiu verziu Atlas G/H, s pripojeným druhým stupňom Centaur. Bola používaná v rokoch 1990 až 1997.

Atlas II

Atlas V - 551

Atlas II bola posledná verzia Atlasu využívajúca 1,5 (resp. 2,5 a 3,5) stupňový koncept. Vykonala celkom 63 štartov (všetky verzie) a posledný sa konal 31. augusta 2004. Do roku 1997 sa používali súbežne s raketou Atlas I a od roku 2000 bola využívaná súbežne s raketou Atlas III. Bola vyrábaná v troch verziách: trojstupňový Atlas II, dvojstupňový Atlas IIA a Atlas IIASA so štyrmi prídavnými motormi Castor pre ťažšie náklady.

Atlas III

Atlas III bola americká nosná raketa, používaná v rokoch 2000-2005. Po predchádzajúcich členoch rodiny zdedila balónové nádrže, usmerňovací systém a druhý stupeň Centaur, ktorý sa používa už takmer 50 rokov. Najvýznamnejšou zmenou je však použitie ruských motorov RD-180 s uzavretým cyklom. Spolu sa uskutočnilo 6 štartov a všetky boli úspešné.

Atlas V

Atlas V je dvojstupňová nosná raketa pôvodne vyrobená spoločnosťou United Launch Alliance. Prvý stupeň sa nazýva CCB (angl. Common Core Booster) a spaľuje RP-1 (petrolej) a kvapalný kyslík, o jeho pohon sa stará jeden motor ruskej konštrukcie RD-180. Druhý stupeň je Centaur V1 s motormi RL-10A-4-2 na kvapalný vodík a kyslík. Pomocné rakety boli vyvinuté spoločnosťou Aerojet výlučne pre Atlas V a nazývajú sa jednoducho Atlas V SRB (angl. Atlas V Solid Rocket Booster). Prvý štart sa konal v auguste 2002 a od tej doby štartovali celkom 12 krát s takmer 100% úspešnosťou.

Výrobcovia

Stupeň Centaur pred montážou na raketu Atlas II

Vývojom pôvodnej rakety Atlas bola v roku 1946 poverená spoločnosť Consolidated Vultee Aircraft Corporation, inak známa ako Convair. Než však došlo na výrobu testovacích rakiet, bola prevzatá spoločnosťou General Dynamics, ktorá výrobu rakiet odpredala Lockheedu. Dnes je výroba a prevádzka v réžii spoločnosti United Launch Alliance.

Hlavní výrobcovia

• Convair - základná štúdia.
• Convair Division General Dynamics - od roku 1953 bol Convair súčasťou General Dynamics. Divízia Convair pokračovala vo vývoji a výroba bola prenesená do ostatných zariadení General Dynamics.
• Lockheed Martin - výroba a vývoj rakiet Atlas II a III.
• United Launch Alliance - súčasný výrobca a prevádzkovateľ Atlasu V. Podnik bol založený spoločnosťami Boeing a Lockheed Martin.

Dodávatelia

• Lockheed - bývalý výrobca stupňa Agena.
• Boeing - výrobca stupňa Burner 2.
• Pratt&Whitney Rocketdyne - výrobce radu motorov LR-89, LR-105 a RL-10.
• Thiokol - dodávateľ motorov Star 38, Star 37, Star 27.
• Bell Aircraft Corporation - dodávateľ motorov Bell 8000 pre stupeň Agena.
• NPO Energomaš - dodávateľ motorov RD-180 pre rakety Atlas III a Atlas V.
• Honeywell - navigačný systém, rádiové ovládanie a neskôr navádzací počítač.
• Aerojet - pomocné motory Atlasu V SRM (Solid Rocket Motor)

Rampy pre Atlasy

Odpaľovací komplex 41 na Cape Canaveral

Cape Canaveral

Pre testy balistickej rakety SM-65 Atlas boli na Cape Canaveral postavené štyri odpaľovacie komplexy. Do služby ich uvádzali postupne, od augusta 1957 do apríla 1958, išlo o komplexy 11, 12, 13, 14, pričom komplex 14 začal slúžiť ako prvý, už 11. júna 1957. Prebiehali tu testovacie lety rakiet Atlas A až Atlas F a trvali až do začiatku 60. rokov, kedy boli odpaľovacie komplexy postupne upravené a odovzdané NASA, ktorá ich vyžívala na štarty rakiet programov Atlas Mercury a Atlas Agena. Komplexy 11, 12 a 14 sa uzavreli v roku 1967 a komplex 13 v roku 1978. V apríli 1984 boli komplex 14 a rampa komplexu 13 vyhlásené za národnú historickú pamiatku.

Demolácia veže komplexu 36A

Odpaľovacie komplexy 36A 36B boli navrhnuté pre štarty rakiet Atlas Centaur a prevádzkovala ich NASA. Prvý bol dokončený komplex 36A a 8. mája 1962 tu prebehol prvý a neúspešný štart konfigurácie Atlas Centaur. Druhý komplex, 36B, bol postavený medzi februárom 1963 a júnom 1964. Oba komplexy slúžili mnoho rokov a uskutočnilo sa tu niekoľko štartov dôležitých misií. V roku 1989 boli oba prevedené na USAF a General Dynamics a ďalej slúžili pre komerčné štarty rakiet Atlas I až Atlas V. Rampy boli roku 2006 zdemolované, servisné veže nasledovali v júni 2007. Komplex 41 sa od roku 1965 používal pre štarty rakiet Titan a od augusta 2002 ho využíva United Launch Alliance pre rakety Atlas V.

• Rampa 11 - Testovacie lety rakiet Atlas B/D/E/F
• Rampa 12 - Testovacie lety rakiet Atlas A/C/D, Atlas Agena, Atlas Able
• Rampa 13 - Testovacie lety rakiet Atlas B/C/D a Atlas Agena
• Rampa 14 - Počiatočné testy rakiet Atlas A/B/C. Ďalej tu štartovali rakety Atlas LV-3B / Mercury a rakety Atlas Agena
• Rampa 36A/B - Na rakety Atlas Centaur (programy Surveyor, Mariner, Pioneer), Atlas II, Atlas IIA a IIASA na komerčné štarty (komunikačné satelity Intelsat)
• Rampa 41 pre rakety Atlas V

Vandenberg Air Force Base

Vandenberg AFB - Kalifornia 15. septembra 1994

Na základni Vandenberg Air Force Base bolo na začiatku 60. rokov postavených niekoľko odpaľovacích komplexov pre testy rakiet SM-65 Atlas a základňa bola zároveň prvým stanovišťom medzikontinentálnych balistických striel. Ako prvé boli do prevádzky uvádzané komplexy SLC3W, SLC3E a SLC4E. Neskôr rampy komplexu 576, OSTF1 a OSTF2. V polovici 60. rokov bolo niekoľko stanovíšť zariadených pre potreby testov ABRES (Advanced Ballistic reentry System - Pokročilý balistický návratový systém) a niekoľko rámp bolo upravených pre štarty vesmírnych rakiet Atlas Agena programu CORONA a ďalších. Komplexy SLC3E a SLC3W potom slúžili na vojenské, vedecké a komerčné štarty.

• 576 - Komplex niekoľkých rámp pre testovanie SM-65 Atlas a prvá aktívna raketová základňa Atlasu
• OSTF1 a OSTF2 - Testovacie raketová silá
• SLC3 West - Atlas Agena, programy CORONA, Samos a ďalší
• SLC3 East - Atlas I, Atlas II, Atlas Agena, a v súčasnosti Atlas V

White Sands

Na základni White Sands sa v roku 1948 konali prvé suborbitálne testy rakety MX-774. Išlo o tri testy, štarty prebiehali na odpaľovacie komplexu 33 a všetky boli neúspešné.

Letecká základňa Edwards

Na leteckej základni Edwards sa 21. a 22. júna 1956 konali skúšky motora. Prvé testovacie zážihy boli pre poruchu palivového systému neúspešné, ale druhý deň už prebehlo všetko hladko a motor bol na štyri sekundy úspešne zapálený.

Vojenské raketové základne

• Altus Air Force Base
• Dyess Air Force Base
• Fairchild Air Force Base
• Forbes Air Force Base
• Francis E. Warren Air Force Base
• Lincoln Air Force Base
• Offutt Air Force Base
• Plattsburgh Air Force Base
• Schilling Municipal Airport
• Walker Air Force Base

Zdroje

• Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Rakety Atlas na českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).
• LÁLA, Petr; VÍTEK, Antonín. Malá encyklopedie kosmonautiky. Praha : Mladá fronta, 1982.

Pozri aj

• Agena
• Centaur (raketový stupeň)
• Redstone
• Mercury
• Delta (raketa)

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Atlas (raketa)

Externé odkazy

Kozmonautický portál

• Informácie na kosmo.cz (po česky)
• Encyclopedia Astronautica (po anglicky)
• Gunter's Space Page (po anglicky)
• krátke video o paťdesiatročnej histórii rakiet Atlas dĺžka - 8:33 (po anglicky)