Atlas (família de foguetes) - Atlas (rocket family)

Família atlas
Atlas EELV family.png
Comparação Atlas II, III e V
Função Sistema de lançamento expansível com vários aplicativos
Fabricante Convair
General Dynamics
Lockheed Martin
United Launch Alliance
Primeiro voo 17 de dezembro de 1957
Introdução 1957
Status Atlas V (atual)
Usuários primários Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço da Força Aérea dos Estados Unidos
Produzido 1957–2010 (década)
Variantes Atlas SM-65 Atlas
SM-65D
Atlas LV-3C
Atlas IIIA
Atlas V

Atlas é uma família de mísseis e veículos de lançamento espacial dos EUA que se originou com o SM-65 Atlas . O programa de mísseis balísticos intercontinentais Atlas (ICBM) foi iniciado no final dos anos 1950 sob a Divisão Convair da General Dynamics . Atlas era um foguete de propelente líquido queimando combustível RP-1 com oxigênio líquido em três motores configurados em um design incomum de "estágio e meio" ou "estágio paralelo": dois motores propulsores de popa foram descartados junto com estruturas de apoio durante a subida, enquanto o motor central de sustentação, tanques de propelente e outros elementos estruturais permaneceram conectados através do esgotamento do propelente e desligamento do motor.

O nome Atlas foi originalmente proposto por Karel Bossart e sua equipe de design que trabalhava na Convair no projeto MX-1593. Usar o nome de um poderoso titã da mitologia grega refletia o lugar do míssil como o maior e mais poderoso da época. Também refletiu a empresa-mãe da Convair, a Atlas Corporation .

Os mísseis tiveram apenas um breve serviço ICBM, e o último esquadrão foi retirado do alerta operacional em 1965. No entanto, de 1962 a 1963 os impulsionadores Atlas lançaram os primeiros quatro astronautas americanos a orbitarem a Terra (em contraste com os dois lançamentos suborbitais Redstone anteriores ). Os veículos de lançamento de satélites Atlas-Agena e Atlas-Centaur também foram derivados diretamente do Atlas original. O Atlas-Centaur evoluiu para o Atlas II , vários modelos dos quais foram lançados 63 vezes entre 1991 e 2004. Houve apenas seis lançamentos do Atlas III sucessivo , todos entre 2000 e 2005. O Atlas V ainda está em serviço, com lançamentos planejados para a década de 2020.

Mais de 300 lançamentos do Atlas foram conduzidos da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral na Flórida e 285 da Base da Força Aérea de Vandenberg na Califórnia.

Veículos de lançamento baseados no Atlas ICBM original

O Atlas foi usado como o sistema de lançamento dispensável com os estágios superiores Agena e Centaur para as sondas espaciais Mariner usadas para explorar Mercúrio , Vênus e Marte (1962-1973); e para lançar dez das missões do programa Mercury (1962–1963).

Míssil atlas SM-65

Míssil Atlas SM-65A, 1958

O primeiro teste de lançamento bem-sucedido de um míssil Atlas SM-65 foi em 17 de dezembro de 1957. Aproximadamente 350 mísseis Atlas foram construídos.

Os propulsores Atlas entrariam em colapso com seu próprio peso se não fossem mantidos pressurizados com gás nitrogênio nos tanques quando desprovidos de propelentes. O Booster Atlas era incomum no uso de tanques "balão". Os foguetes eram feitos de aço inoxidável muito fino que oferecia suporte mínimo ou nenhum suporte rígido. Foi a pressão nos tanques que deu a rigidez necessária para o vôo espacial. Para economizar peso, eles não eram pintados e precisavam de um óleo especialmente desenvolvido para evitar a ferrugem. Este foi o uso original do óleo de deslocamento de água WD-40 .

O SM-65 Atlas foi usado como um primeiro estágio para veículos de lançamento de satélites por meio século. Muitos foram eventualmente convertidos em veículos de lançamento orbitais após serem retirados de serviço como mísseis. Mísseis convertidos em "impulsionadores espaciais" Atlas E / F foram usados ​​para lançar os primeiros satélites GPS "Bloco I" .

Lançamento do SM-65B Atlas SCORE

Atlas-B com carga útil SCORE, em LC-11, 1958

Os primeiros foguetes Atlas também foram construídos especificamente para usos não militares. Em 18 de dezembro de 1958, um Atlas foi usado para lançar o satélite Signal Communication by Orbiting Relay Equipment ( SCORE ), que foi "o primeiro protótipo de um satélite de comunicações e o primeiro teste de qualquer satélite para aplicações práticas diretas". A carga útil de comunicações foi colocada em órbita baixa da Terra no Atlas número de série 10B sem um estágio superior. Atlas 10B / SCORE, com 8.750 lb (3.970 kg) foi o objeto artificial mais pesado em órbita, o primeiro satélite de retransmissão de voz e o primeiro objeto feito pelo homem no espaço facilmente visível a olho nu devido ao grande espelho polido tanque de aço inoxidável. Este foi o primeiro vôo do que seria uma longa carreira para o Atlas como lançador de satélites.

Lançadores baseados em Atlas-D

Lançamento do Mercury-Atlas 2 no LC-14 em fevereiro de 1961

Os SLV-3s derivados do míssil Atlas D foram usados ​​para lançamentos orbitais com os estágios superiores Agena e Centauro RM-81 . A modificado Atlas LV-3B foi usado para o elemento de orbital de Mercury , lançando quatro tripulados sonda Mercúrio em baixo órbita terrestre . Os lançamentos do Atlas D foram realizados a partir da Estação da Força Aérea do Cabo Canaveral, nos Complexos de Lançamento 11, 12, 13 e 14, e no Complexo de Lançamento da Base Aérea Vandenberg 576 .

Dois veículos suborbitais e meio foram usados ​​durante o Projeto FIRE como foguetes de sondagem .

Em 1979, as variantes do lançador espacial Atlas foram reduzidas para apenas o Atlas-Centaur e alguns ICBMs recondicionados. A taxa de lançamento dos Atlases diminuiu na década de 1980 devido ao advento do ônibus espacial , mas os lançamentos do Atlas continuaram até 2004, quando o último Atlas "clássico" com tanques de balão e a seção de booster descartável lançou um comsat para a Força Aérea.

Programa mercúrio

Mercury-Atlas 9 no Complexo de Lançamento 14

Boosters Atlas também foram usados ​​nas últimas quatro missões tripuladas do Projeto Mercury , o primeiro programa espacial tripulado dos Estados Unidos. Em 20 de fevereiro de 1962, lançou o Friendship 7 , que fez três órbitas terrestres transportando John Glenn , o primeiro astronauta dos Estados Unidos a orbitar a Terra. Boosters Atlas idênticos lançaram com sucesso mais três missões orbitais Mercury tripuladas de 1962 a 1963.

A Atlas viu o início de seu status de "burro de carga" durante as missões Mercury-Atlas , o que resultou no Tenente-Coronel John H. Glenn Jr. tornando-se o primeiro americano a orbitar a Terra em 1962 (Major Yuri A. Gagarin , um cosmonauta soviético , foi o primeiro humano em órbita em 1961.) O Atlas também foi usado em meados da década de 1960 para lançar os Veículos Alvo Agena usados ​​durante o programa Gemini .

Atlas-Agena

Atlas-Agena

Começando em 1960, o estágio superior Agena , movido por propelente hipergólico , foi usado extensivamente em veículos de lançamento Atlas. A Força Aérea dos Estados Unidos , o NRO e a CIA os usaram para lançar os satélites SIGINT . A NASA os usou no programa Ranger para obter as primeiras imagens em close-up da superfície da Lua e para a Mariner 2 , a primeira espaçonave a voar por outro planeta. Cada um dos veículos-alvo Agena usados ​​para as missões de prática de encontro espacial posteriores da Gemini foi lançado em um foguete Atlas.

Atlas-Centauro

Atlas-Centauro

O Atlas-Centaur era um sistema de lançamento descartável derivado do míssil Atlas SM-65D . Os lançamentos foram realizados a partir de duas plataformas do Complexo de Lançamento 36 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral , Flórida. Os motores do Atlas foram atualizados e a estrutura reforçada para o grande estágio superior, junto com tanques de propelente alongados.

A primeira tentativa de lançamento de um Atlas-Centauro em maio de 1962 falhou, com o foguete explodindo após a decolagem. Imagens disso foram mostradas na penúltima cena do filme de arte de 1983 Koyaanisqatsi , dirigido por Godfrey Reggio .

A partir de 1963, o hidrogénio líquido fustigada Centaur fase superior foi também utilizado em dezenas de lançamentos Atlas. A NASA lançou a espaçonave lunar do programa Surveyor e a maioria das espaçonaves do programa Mariner com destino a Marte com veículos de lançamento Atlas-Centauro.

Atlas E / F

Após a aposentadoria como um ICBM, o Atlas-E, junto com o Atlas-F , foi reformado para lançamentos orbitais .

O último lançamento da espaçonave Atlas E / F foi conduzido em 24 de março de 1995, usando um foguete que havia sido originalmente construído como um Atlas-E. O último lançamento do Atlas E / F a usar um foguete originalmente construído como Atlas-F foi realizado em 23 de junho de 1981.

O Atlas E / F foi usado para lançar a série Bloco I de satélites GPS de 1978 a 1985. O último veículo Atlas-F reformado foi lançado da base de passageiros de Vandenberg em 1995 transportando um satélite para o Programa de Satélites Meteorológicos de Defesa.

Tabulado

Nome do modelo Primeiro lançamento Último lançamento Total de lançamentos Sucessos Base ICBM Estágio superior Cargas úteis notáveis Observações
Atlas-Vega - - 0 0 Atlas E estágio de propelente armazenável Nenhum O desenvolvimento era essencialmente idêntico ao Atlas-Agena e cancelado em conformidade em 1959
Atlas-Capaz 1959 1960 3 0 Atlas-D / Capaz (Delta-A) Altair Nenhum 2 foguetes falharam durante o disparo estático e 3 durante as tentativas de lançar a espaçonave Pioneer para a Lua
Atlas LV-3A 1960 1968 49 38 Atlas D Agena Mariner 2 , programa Ranger , sistema de alarme de defesa contra mísseis O veículo básico da subfamília Atlas-Agena
Atlas LV-3B 1959 1963 9 9 Atlas D Nenhum Amizade 7 , Aurora 7 , Sigma 7 , Faith 7 Atlas LV-3A com classificação humana
Atlas SLV-3 1964 1968 51 46 Atlas D Agena Corona , KH-7 Gambit mesmo que LV-3A, exceto melhorias de confiabilidade
Atlas SLV-3 A 1969 1978 10 9 Atlas D Agena Canyon o mesmo que SLV-3, exceto esticado 2,97 m
Atlas SLV-3 B 1966 1966 1 1 Atlas D Agena D Orbiting Astronomical Observatory 1
Atlas LV-3C 1963 1967 11 8 Atlas D Centauro C ? O veículo básico da subfamília Atlas-Centaur
Atlas SLV-3C 1967 1972 17 14 Atlas D Centauro D ? Igual ao LV-3C alongado 1,3 m
Atlas SLV-3D 1973 1983 32 29 Atlas D Centauro D1A ? Igual ao SLV-3C, exceto Centaur atualizado e eletrônica Atlas integrada com Centauro
Atlas G 1984 1987 6 4 Atlas G Centauro D1A ? O mesmo que SLV-3D, mas Atlas mais longo em 2,06 m
Atlas I 1990 1997 11 8 Atlas G derivado Centauro D1A derivado CRRES O mesmo que Atlas G, exceto reforçado para carenagem de carga útil de 4,27 m e giroscópio a laser anel adicionado.
Atlas II 1991 1998 10 10 Atlas G derivado Centauro D1A derivado Eutelsat Igual ao Atlas I, exceto que o Atlas esticou 2,74 m, os motores foram aprimorados, adicionou controle de rolo de hidrazina, isolou a espuma fixa, removeu o vernier e o Centauro esticou 0,9 m. Desenvolvimento feito pela General Dynamics (agora parte da Lockheed Martin ).
Atlas IIA 1992 2002 23 23 Atlas G derivado Centauro D1A derivado - Igual ao Atlas II, exceto motores Centaur RL10 aumentados para 88 kN de empuxo e aumento de 6,5 Isp de bicos extensíveis RL10
Atlas IIAS 1993 2004 30 30 Atlas G derivado Centauro D1A derivado - Igual ao Atlas IIA, exceto 4 reforços de encaixe Castor IVA adicionados
Atlas D-OV1 1965 1967 7 6 Atlas D Nenhum ? ICBM recondicionado para lançamento orbital
Atlas E 1980 1995 23 21 Atlas E Nenhum ? ICBM recondicionado para lançamento orbital
Atlas F 1968 1981 23 22 Atlas F Nenhum ? ICBM recondicionado para lançamento orbital
Atlas H 1983 1987 5 5 Atlas G modificado Estágio Centauro removido ? Atlas G modificado para West Coast Avionics

SLC 3E modificado para sistema de retenção do Space Booster versus sistema de armas flyaway

Era RD-180

Atlas III

O primeiro estágio do Atlas III descontinuou o uso de três motores e 1.5 staging em favor de um único motor Energomash RD-180 de fabricação russa , mantendo a construção do tanque de balão do palco. O Atlas III continuou a usar o estágio superior Centaur, disponível com motores RL10 simples ou duplos .

Atlas V

Lançamento do Mars Reconnaissance Orbiter em 2005
Lançamento de um Atlas V 401 carregando o LRO e LCROSS

O Atlas V, atualmente em serviço, foi desenvolvido pela Lockheed Martin como parte do programa Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) da Força Aérea dos Estados Unidos . O primeiro foi lançado em 21 de agosto de 2002. Em 2006, a operação foi transferida para a United Launch Alliance (ULA), uma joint-venture entre a Lockheed Martin e a Boeing . A Lockheed Martin continuou a comercializar o Atlas V para clientes comerciais até setembro de 2021, quando anunciou que o foguete seria retirado após cumprir os 29 contratos de lançamento restantes. O Atlas V é construído em Decatur, Alabama , e mantém dois locais de lançamento: Complexo de Lançamento Espacial 41 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral e Complexo de Lançamento Espacial 3-E na Base da Força Aérea de Vandenberg .

O primeiro estágio do Atlas V é chamado de Common Core Booster (CCB), que continua a usar o Energomash RD-180 introduzido no Atlas III, mas emprega uma estrutura rígida em vez de tanques de balão. A fuselagem rígida é mais pesada, mas mais fácil de manusear e transportar, eliminando a necessidade de pressão interna constante. Até cinco Aerojet Rocketdyne strap-on foguetes de combustível sólido pode ser usado para aumentar primeiro impulso palco. O estágio superior continua sendo o Centauro , movido por um único ou duplo motor Aerojet Rocketdyne RL10 .

Nome do modelo Primeiro lançamento Último lançamento Total de lançamentos Sucessos Motores de primeiro estágio Motores de estágio superior Cargas úteis notáveis Observações
Atlas IIIA 2000 2004 2 2 1x RD-180 1x RL10 A Eutelsat W4 revisão principal do Atlas IIA, com novo motor de primeiro estágio RD-180 , encenação normal, primeiro estágio alongado 4,4 me reforçado. Primeiro único motor Centauro RL10.
Atlas IIIB 2002 2005 4 4 1x RD-180 1x RL10 A Igual ao Atlas IIIA, exceto pelo Centauro com 1,7 m de extensão e um Centauro de motor duplo opcional.
Atlas V 400 2002 - 54 53 1x RD-180 1x RL10 A revisão principal do Atlas III, com a nova estrutura de primeiro estágio ( CCB ) e com reforços de encaixe sólidos opcionais.
Atlas V 500 2003 - 18 18 1x RD-180 1x RL10 A revisão do Atlas V 400, com boosters sólidos opcionais e estágio Centaur encapsulado dentro da carenagem de carga útil de 5,4 m.
Atlas V N22 2019 - 1 1 1x RD-180 2x RL10 A revisão do Atlas V com dois boosters sólidos opcionais e nenhuma carenagem de carga útil Centaur de 5,4 m, mas a espaçonave Starliner .

RD-180 phaseout

Em 2014, o Congresso dos EUA aprovou uma legislação que restringe a compra e o uso do motor RD-180 fornecido pela Rússia, usado no reforço de primeira fase do Atlas V. Os contratos de estudo formais foram emitidos em junho de 2014 para vários fornecedores de motores de foguete dos EUA.

Em setembro de 2014, a ULA anunciou que havia firmado uma parceria com a Blue Origin para desenvolver o motor BE-4 LOX / metano para substituir o RD-180 no novo foguete Vulcan . O motor está em desenvolvimento há 8 anos pela Blue Origin, e a ULA espera que o novo estágio e o motor comecem a voar antes de 2021.

Em dezembro de 2014, a legislação para impedir a concessão de novos contratos de lançamento militar para veículos que usam motores de fabricação russa foi aprovada pelo Congresso dos Estados Unidos . O projeto de lei permite que a ULA continue a usar os 29 motores RD-180 já encomendados na época. Em setembro de 2021, a ULA anunciou que o Atlas V será aposentado após cumprir seus contratos de lançamento restantes, e que todos os RD-180s restantes para os foguetes restantes foram entregues.

Veículos de lançamento propostos anteriormente

Antes do anúncio do veículo de lançamento Vulcan em abril de 2015 , durante a primeira década desde que a ULA foi formada pela Lockheed Martin e Boeing, havia uma série de propostas e estudos de conceito de futuros veículos de lançamento. Nenhum foi posteriormente financiado para o desenvolvimento completo. Dois desses conceitos foram o Atlas V Heavy e o Atlas Phase 2 .

Atlas V Pesado

O Atlas V Heavy foi uma proposta de conceito de ULA que teria usado três estágios Common Core Booster (CCB) amarrados juntos para fornecer a capacidade necessária para elevar 25 toneladas de carga útil para a órbita baixa da Terra . A ULA afirmou que aproximadamente 95% do hardware necessário para o Atlas HLV já havia voado nos veículos Atlas V single-core.

Um relatório de 2006, preparado pela RAND Corporation para o Gabinete do Secretário de Defesa , afirmou que a Lockheed Martin decidiu não desenvolver um veículo de carga pesada Atlas V (HLV). O relatório recomendou à Força Aérea e ao Escritório de Reconhecimento Nacional "determinar a necessidade de uma variante de levantamento pesado EELV, incluindo o desenvolvimento de um Atlas V Pesado", e "resolver o problema do RD-180, incluindo coprodução, estoque ou Desenvolvimento nos EUA de uma substituição RD-180. "

A capacidade de levantamento do Atlas V HLV era para ser aproximadamente equivalente ao Delta IV Heavy . Este último utiliza motores RS-68 desenvolvidos e produzidos internamente pela Pratt & Whitney Rocketdyne .

Atlas V Fase 2

Depois de dezembro de 2006, com a fusão das operações espaciais da Boeing e da Lockheed-Martin na United Launch Alliance , o programa Atlas V ganhou acesso às ferramentas e processos para estágios de 5,4 m de diâmetro usados ​​no Delta IV . Um estágio de 5,4 m de diâmetro poderia ter aceito motores RD-180 duplos. O veículo conceitual de levantamento pesado resultante foi chamado de "Atlas Fase 2" ou "PH2" no Relatório Augustine de 2009 . Um Atlas V PH2-Heavy (três estágios de 5 m em paralelo; seis RD-180s) junto com um derivado do ônibus espacial , Ares V e Ares V Lite, foram considerados como um possível conceito de levantador pesado para uso em futuras missões espaciais no Relatório Augustine . O veículo-conceito Atlas PH2 HLV teria, teoricamente, sido capaz de lançar uma massa de carga útil de aproximadamente 70 toneladas métricas em uma órbita de 28,5 graus de inclinação . O conceito não avançou para o desenvolvimento total e nunca foi construído.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Gainor, Christopher, "The Atlas and the Air Force: Reassessing the Beginnings of America's First Intercontinental Ballistic Missile", Technology and Culture 54 (abril de 2013), 346-70.

links externos