Atlas (Rakete)

Die Atlas, einst entwickelt als ballistische Interkontinentalrakete, ist eine Trägerrakete, die v.a. in den 1960er Jahren beim Mercury- und Gemini-Programmen eingesetzt wurde. Weiterentwicklungen der Atlas-Rakete sind auch heute noch als Trägerraketen für Satelliten im Einsatz.

Geschichte

Interkontinentalrakete

Die Entwicklung der Atlas begann im März 1946, als die Firma Convair mit dem Bau einer Interkontinentalrakete mit einer Reichweite von 8000 km beauftragt wurde (Projekt MX-774 oder Hiroc). Das Projekt wurde aber nach kurzer Zeit aus Geldgründen auf Eis gelegt, jedoch 1951 angesichts der sowjetischen Aufrüstung wiederbelebt (als Projekt MX-1593 oder Atlas). Der erste Start einer Atlas fand am 11. Juni 1957 statt. Aufgrund eines Fehlers im Treibstoffsystem musste die Rakete aber 51 Sekunden nach dem Start zerstört werden. So blieb der erste erfolgreiche Flug einer Interkontinentalrakete der Sowjetunion vorbehalten.

Die U.S. Air Force zog aber noch im selben Jahr, am 17. Dezember 1957, mit dem ersten geglückten Flug der Atlas A nach. Ein Jahr später absolvierte die Atlas B am 29. November 1958 den ersten Flug über die volle Distanz. Im selben Jahr wurde beschlossen, die Atlas als Trägerrakete für das Mercury-Programm zu benutzen. Im Mai 1960 stellte die Atlas D mit einer Flugstrecke von fast 14500 km den bis dato gültigen Rekord für den weitesten bekannten Flug einer Interkontinentalrakete auf.

Raumfahrt-Trägersystem 1. Generation

Der erste Start einer Mercury-Atlas-Rakete fand am 29. Juli 1960 statt, schlug jedoch fehl. Dabei kam als Erststufe eine Atlas-D-Interkontinentalrakete zum Einsatz. Nach fast eineinhalb Jahren und weiteren Teststarts wurde am 29. November 1961 der Affe Enos erfolgreich mit der Mercury Atlas 5 in einen Orbit gebracht und bestand damit erfolgreich die Generalprobe für den ersten bemannten Flug. Diesen absolvierte Lt. Col. John H. Glenn am 20. Februar 1962 im Rahmen der Mercury 6 Mission und wurde damit zum ersten Amerikaner in einem Orbit. Auch die drei darauf folgenden Mercury-Missionen wurden mit einer Atlas-Rakete durchgeführt.

Eine Atlas mit der Agena-Oberstufe startete seit 1960 zahlreiche militärische und NASA-Nutzlasten. Auch beim Gemini-Programm beförderte eine Atlas-Agena ihre Agena-Oberstufe in den Orbit, die dort den bemannten Gemini-Raumschiffen als ein Andockziel diente.

Die Atlas-Rakete wurde in Verbindung mit der Centaur-Oberstufe auch zum Start der Surveyor-Mondsonden, Mariner 9, Pioneer-Venus, Pioneer 10 und 11 eingesetzt. Außerdem startete sie kommerzielle und militärische Kommunikationssatelliten in den Geotransferorbit.

Vornehmlich vom Militär wurde auch eine Atlas-Rakete mit einer kleineren Festtreibstoff-Oberstufe genutzt. Diese brachte NOAA-Wettersatelliten und militärische Nutzlasten von Vandenberg AFB aus in einen polaren Orbit.

Raumfahrt-Trägersystem 2. Generation

Als nach der Challenger-Katastrophe klar wurde, dass man ein unbemanntes Trägersystem zum Starten von Kommunikationssatelliten und mittelschweren militärischen Nutzlasten brauchte (Titan IV übernahm die schweren, Delta II die leichteren Nutzlasten), wurde 1990 die größtenteils auf der Atlas-Centaur basierte Atlas I eingeführt. Gleichzeitig wurde das Entwicklungsrisiko von der NASA auf den privaten Hersteller übertragen. Von nun an wurde die Entwicklung der Rakete nicht mehr von der NASA finanziert, sondern wurde indirekt durch das Buchen von mehreren Raketen des zu entwickelnden Types durch die NASA und das Verteidigungsministerium subventioniert.

Ein Jahr später folgte die etwas stärkere Atlas II, die über ein verbessertes Triebwerk in der ersten Stufe verfügte. Es folgten die Atlas IIA, die eine verbesserte Centaur-Stufe verwendete und die Atlas IIAS, die zudem über vier Castor-IVA-Feststoffbooster als Starthilfe verfügte. Die Atlas II flog in den Jahren 1991 bis 2004 63 Einsätze, die sämtlich erfolgreich verliefen.

Die zunächst als eine Weiterentwicklung der Atlas II geplante Atlas III (frühere Bezeichnung Atlas IIAR) wurde nach dem Beschluss, Atlas V zu entwickeln, als eine Übergangslösung zur Atlas V angesehen. Sie sollte einen Großteil von neuen Technologien testen, die in der späteren Atlas V zum Einsatz kommen sollten. Atlas III verwendete als erste US-amerikanische Rakete ein russisches RD-180-Haupttriebwerk, das von dem Triebwerk der Zenit-Rakete abgeleitet wurde. Durch den sehr viel höheren Schub des RD-180 konnte die Rakete schwerer werden, die Tanks wurden erheblich verlängert, um mehr Treibstoff aufzufassen. 2000 startete die erste Atlas IIIA, 2002 die Atlas IIIB, deren Centaur-Stufe so ausgelegt war, dass sie wahlweise mit einem oder zwei RL-10-Triebwerken angetrieben werden konnte (SEC = Single Engine Centaur, DEC = Dual Engine Centaur). Diese Technik kommt auch in der Atlas V zum Einsatz. Da Atlas III nur eine Übergangslösung war, wurde ihre Produktion nach der Einführung der Atlas V wieder eingestellt. Sie absolvierte bis 2005 lediglich sechs Starts, alle erfolgreich.

Alle Atlas-Raketen der zweiten Generationen wurden mit Centaur-Oberstufen ausgestattet. Da die Stufe standardmäßig zur Rakete gehörte, wurde ihr Einsatz nicht mehr wie bei der Atlas-Centaur der ersten Generation besonders gekennzeichnet.

Weiterentwicklung

Als Weiterentwicklung entstand die Atlas V, die 2002 ihren Erstflug absolvierte und aufgrund der großen Unterschiede in einem eigenen Artikel beschrieben wird. Eine Atlas IV gab es nicht, vermutlich wurde diese Ziffer übersprungen, um nicht mit der Titan IV verwechselt zu werden, die ebenfalls vom gleichen Hersteller kommt.

Technik

Die Atlas der ersten Generation wog bei einer Höhe von 29,1 Metern etwa 116 Tonnen und konnte damit eine Nutzlast von 1,4 Tonnen transportieren. Sie wurde in einer 1,5-stufigen Bauweise gefertigt und bestand aus einem Haupt- und zwei zusätzlichen Starttriebwerken, wobei letztere nach ca. 130 s abgeworfen wurden, während das Haupttriebwerk weiterarbeitete. Dieses ungewöhnliche, in den 1950ern entwickelte Stufenkonzept folgte aus der Befürchtung heraus, ein Raketentriebwerk würde im Vakuum des Weltraums nicht zuverlässig gezündet werden. Deshalb wählte man ein Konzept, bei dem alle drei Triebwerke bereits am Boden zünden. Alle Triebwerke wurden aus denselben Tanks versorgt. Die silbrige Außenhaut bestand aus Edelstahl und musste aufgrund ihrer nur ein Millimeter dicken Wand beim Leertransport auf der Erde durch Innendruck versteift werden. Der Treibstoff wurde im Rumpf, d. h. ohne getrennten Innentank, transportiert. Durch diese Konstruktionsweise zeichnete sich die Atlas durch ein extrem niedriges Leergewicht aus. Das Haupttriebwerk wurde schon beim Start gezündet und brannte insgesamt 402 Sekunden lang, wobei es am Anfang 131 Sekunden lang von den beiden Starttriebwerken unterstützt wurde. Der Treibstoff bestand aus Kerosin, welches unter einem Druck von 4,2 bar stand, und Sauerstoff, der mit 2,1 bar komprimiert wurde.

Weblinks

Raketentyp | Interkontinentalrakete