タイタンIIIE

	ボイジャー2号によるタイタンIIIEの打ち上げ
関数	使い捨て発射システム
メーカー	マーティン・マリエッタジェネラル・ダイナミクス; のコンベア航空宇宙部門（第3段セントールD-1Tの主契約者）;
原産国	アメリカ合衆国
サイズ
身長	48.8メートル（160フィート）
直径	3.05メートル（10.0フィート）
質量	632,970キログラム（1,395,460ポンド）
ステージ	3（オプションで4）
容量
低軌道へのペイロード
質量	15,400キログラム（34,000ポンド）
太陽中心軌道へのペイロード( TMI )
質量	3,700キログラム（8,200ポンド）
関連ロケット
家族	タイタン
発売履歴
状態	引退
発射場	発射施設 41; ケープカナベラル空軍基地; ケープカナベラル、フロリダ州
総打ち上げ数	7
成功	6
失敗	1
初飛行	1974年2月11日
最終便	1977年9月5日
乗客/貨物の種類	ボイジャー（1/2）バイキング（1/2 ）ヘリオス（ A / B）; ;
ゼロステージ – 固体ロケットブースター
搭載	UA1205ユナイテッドテクノロジーズ; 化学システム部門（2基、5セグメント、ストラップオンブースター）;
最大推力	5,339キロニュートン（1,200,000 lb f）; （各ブースター）
比推力	266秒
燃焼時間	117秒
第一段階 – コア第一段階
搭載	LR87-11（2機）; エアロジェット
最大推力	2,313キロニュートン（520,000 lb f）; または; 2,091キロニュートン（470,000 lb f）
比推力	301.1秒
燃焼時間	146秒
推進剤	N 2 O 4 /アエロジン50
第2ステージ – コア第2ステージ
搭載	LR91-11 (1台)); エアロジェット
最大推力	449キロニュートン（101,000 lb f）; または; 444.8キロニュートン（100,000 lb f）
比推力	318.7秒
燃焼時間	210秒
推進剤	N 2 O 4 /アエロジン50
第三段 –セントーD-1T
搭載	RL10A-3（2機）; ユナイテッド・エアクラフト・コーポレーションのプラット・アンド・ホイットニー航空機部門
最大推力	66.7キロニュートン（15,000 lb f）（各エンジン）
比推力	444秒
燃焼時間	470秒
推進剤	LH 2 / LOX
第4段階 –スター37E
搭載	固形; チオコール1 個
最大推力	68キロニュートン（15,000ポンドf）
比推力	283.6秒
燃焼時間	42秒
推進剤	固体
	[Wikidataで編集]

タイタンIIIEまたはタイタン3Eは、タイタンIII-ケンタウルスとしても知られ、アメリカの使い捨て打ち上げシステムでした。1974年から1977年の間に7回打ち上げられ、^[4]惑星探査機ボイジャーとバイキング、西ドイツとアメリカの共同宇宙船ヘリオスなど、いくつかの注目度の高いNASAのミッションを可能にしました。7回の打ち上げはすべてフロリダ州ケープカナベラルのケープカナベラル空軍基地発射施設41から行われました。

発達

1960年代初頭、NASAの長期計画では、再利用可能な打ち上げシステムまたは原子力上段ロケットが開発されるまで、アトラス・セントールを使い続けることになっていた。しかし、激化するベトナム戦争と新たな貧困との戦いに資金を提供するため、議会は民間宇宙計画への資金提供を大幅に削減した。さらに、再利用可能な打ち上げロケットのさらなる開発は延期された。NASAは、1970年代にバイキングやボイジャーのようなより重い惑星探査機を宇宙に送り込むために、アトラス・セントールよりも強力な打ち上げロケットを必要としていた。そこでNASAは、1967年にセントール上段ロケットとタイタンIIIロケットを組み合わせる可能性を検討し始めた。^[1]^{: 140} 6月26日、NASAはマーティン・マリエッタと実現可能性を調査する契約を結んだ。1969年3月までに、この組み合わせは有望に見えた。 NASAは、NASAルイス研究センター（現在はルイスフィールドのNASAジョンH.グレン研究センターとして知られている）に車両の管理を委託し、その後マーティン・マリエッタとタイタンIIIEの開発、ジェネラル・ダイナミクスとセントールD-1の改造に関する契約を結んだ。^[5]

より強力なブースターを搭載するために、セントーアにはいくつかの変更が必要でした。最も明白な変更は、上昇中にステージとペイロードを保護するためにセントーアを大きなシュラウドで覆ったことです。シュラウドによりセントーアの断熱性が向上し、アトラスセントーアで打ち上げられたときの30分から、タイタンIIIEでは軌道上での惰性時間が5時間以上に延長されました。セントーアはタイタンのコアステージよりも幅が広かったため、先細りのインターフェイスが必要でした。このインターフェイスには、タイタンの常温のハイパーゴリック推進剤がセントーアの極低温燃料を沸騰させないように断熱材が必要でした。セントーアステージには、打ち上げ機全体の誘導システムも含まれていました。

4段構成も利用可能で、スター37Eが追加の上段として使われた。これはヘリオスの2回の打ち上げに使用された。^[6]スター37E段はボイジャーの2回の打ち上げにも使用されたが、この段はロケットの一部ではなくペイロードの一部とみなされた。^[7]

フライト

1974 年 2 月 11 日のタイタン IIIE の最初の打ち上げは失敗に終わった。「試験飛行」として、1975 年に打ち上げが予定されていた火星へのバイキングミッションと同じ軌道を取る予定だった。当初の計画では、この飛行でバイキング宇宙船のモデルであるバイキングダイナミックシミュレータ (VDS) を搭載する予定だった。しかし、ルイス研究センターのエンジニアは最終的に同僚を説得し、 VDS に加えてスフィンクス衛星も飛行に搭載することにした。衛星の使命は、宇宙プラズマと衛星の高電圧表面との相互作用を測定することだった。タイタン段階の飛行は概ね問題なく、第 2 段のカットオフとセントーの分離は T+469 秒で行われた。しかし、セントーは始動に失敗した。T+525 秒のミサイルプログラマからのバックアップコマンドは、メインエンジンの始動を開始できなかった。^[1]^{: 145}セントールが自由落下中、アンティグアの射場安全ステーションはT+748秒に破壊命令を出した。^[1]^{: 145}

テレメトリデータの調査により、セントールの LOX ブーストポンプが起動せず、メインステージエンジンの適切な動作が達成されなかったことが判明しました。誘導システムは、加速が不十分であったため、最初のエンジン始動試行後にシャットダウンコマンドを発行しました。2 回目の試行後、軌道投入が達成されていた場合と同様に、惰性走行モードに入りました。セントールが第 2 ステージとの衝突によって損傷を受けたという当初の疑いは、加速度計データによって反証され、代わりに、緩んだ破片または氷がブーストポンプの固着を引き起こしたと疑われました。2 回目の故障の可能性を減らすために、セントールのポンプが自由で障害物がないことを確認するための打ち上げ前手順が実施されました。故障の原因が判明するまでに、ほぼ 4 年が経過しました。液体酸素 (LOX) タンク内の取り付けブラケットが不適切に取り付けられていたためです。このブラケットは LOX レギュレーターを固定していました。取り付けを担当した技術者は、ボルトを所定の位置にねじ込むために使用する通常のツールがブラケットに届かないことを発見しました。そこで彼は、届く範囲が広くなるように、少し長めのソケットレンチを使用しました。技術者は退職する前に、このことを後任者に伝えていませんでした。新しい技術者が組み立て手順書で指定されたレンチでボルトを取り付けようとしたところ、レンチが短すぎて、正しく締めることができませんでした。ボルトは緩んで落ち、LOXブーストポンプの1つに吸い込まれ、ポンプが詰まって動作しなくなりました。この失敗にもかかわらず、少なくとも1つの重要な目標は達成されました。セントールの膨らんだシュラウドは飛行中に空気力学的に安定していることが証明され、予定通りに適切に投棄されました。もう1つの小さな問題が明らかになりました。T+179秒で、タイタンの推力アセンブリ#2で2%の推力低下が発生しました。これには、ターボポンプの速度とガスジェネレータのパフォーマンスの小さな低下が伴いました。その結果、タイタンのコアステージは公称より2秒遅く停止しました。この異常は、打ち上げ中にタービン入口の未使用の計器ポートのカバーが緩み、ガス発生器からの高温ガスが漏れ出したことに起因していることが判明した。^[1]^{: 145–6}

タイタン IIIE の次の飛行は 1974 年 12 月 10 日で、ヘリオス A宇宙船を搭載していました。このミッションは、その後のすべての打ち上げと同様に成功しました。

ボイジャー1号の打ち上げは、タイタンの第2段の停止が早すぎたために1,200ポンド（540 kg）の燃料が燃え残ったため、ほぼ失敗に終わった。^[1]^{: 160}それを補うために、セントーア号の搭載コンピュータは予定よりはるかに長い燃焼を指示した。打ち上げ終了時点で、セントーア号の燃料切れまであと3.4秒だった。もし数週間前のボイジャー2号の打ち上げで同じ失敗が起きていたら、探査機が正しい軌道に到達する前にセントーア号の燃料が尽きていただろう。ボイジャー1号の打ち上げ時の方が、ボイジャー2号の打ち上げ時よりも、木星は地球に対してより有利な位置にあった。^[1]^{: 160}

発売履歴

スフィンクス搭載タイタン23E-1
ヘリオスAを搭載したタイタン23E-2
タイタン 23E-4 とバイキング 1
タイタン 23E-3 とバイキング 2
ヘリオスBを搭載したタイタン23E-5
タイタン 23E-7 とボイジャー 2 号
タイタン 23E-6 とボイジャー 1 号

デザイン

参考文献

^ abcdefghijklmn バージニア州ドーソン、マーク・ボウルズ (2004)。液体水素の制御: セントー上段ロケット 1958-2002 (PDF)。アメリカ航空宇宙局。
^ abcdefghijklm Convair Aerospace Division of General Dynamics; Martin Marietta Aerospace (1973 年 9 月). Titan IIIE/Centaur D-IT システム概要(PDF) (レポート).アメリカ航空宇宙局. 2022 年 4 月 15 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF)されています。2018 年6 月 5 日閲覧。
^ Krebs, Gunter (2011年2月14日). 「Star-37」. Gunter's Space Page . 2018年6月6日閲覧。
^ ウェイド、マーク。「タイタン」。Encyclopedia Astronautica。2008年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月25日閲覧。
^ JD Hunley (2013)。米国の宇宙打ち上げ機の推進技術の発展、1926-1991年。テキサスA&M大学出版局。p. 89。ISBN 9781603449878. 2018年6月6日閲覧。
^ クレッブス、グンター。「タイタン-3E ケンタウルス-D1T スター-37E」。グンターの宇宙ページ。 2009年1月25日閲覧。
^ Krebs, Gunter. 「Titan-3E Centaur-D1T」。Gunter's Space Page 。 2009年1月25日閲覧。

外部リンク

ウィキメディア・コモンズのタイタンIIIEに関連するメディア

[Hydrogen-1] バージニア州ドーソン、マーク・ボウルズ (2004)。液体水素の制御: セントー上段ロケット 1958-2002 (PDF)。アメリカ航空宇宙局。

[Summary-2] Convair Aerospace Division of General Dynamics; Martin Marietta Aerospace (1973 年 9 月). Titan IIIE/Centaur D-IT システム概要(PDF) (レポート).アメリカ航空宇宙局. 2022 年 4 月 15 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF)されています。2018 年6 月 5 日閲覧。

[3] Krebs, Gunter (2011年2月14日). 「Star-37」. Gunter's Space Page . 2018年6月6日閲覧。

[EA-4] ウェイド、マーク。「タイタン」。Encyclopedia Astronautica。2008年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年1月25日閲覧。

[5] JD Hunley (2013)。米国の宇宙打ち上げ機の推進技術の発展、1926-1991年。テキサスA&M大学出版局。p. 89。ISBN 9781603449878. 2018年6月6日閲覧。

[GSP-Star-6] クレッブス、グンター。「タイタン-3E ケンタウルス-D1T スター-37E」。グンターの宇宙ページ。 2009年1月25日閲覧。

[GSP-7] Krebs, Gunter. 「Titan-3E Centaur-D1T」。Gunter's Space Page 。 2009年1月25日閲覧。