Astronautika: misije

Juče rano popodne po našem vremenu, u kosmos je poletela skoro 30 godina stara raketa. 'Delta II', nosač proizveden u privatnoj kompaniji iz Kolorada, 'ULA', prvi put je lansiran 1989, poleteo je poslednji put, noseći za Nasu u Zemljinu orbitu jedan osmartački geo-satelit. Bio je to stoti za redom uspešni let ove fantastične trostepene rakete.

d1
Raketa 'Delta II'je poletela preko 150 puta, sa samo 2 neuspeha.

Osamdesete godine su bile mučne za američke raketaše. Reganova administracija je razmatrala ideju da sve vladine i komercijalne letove obavljaju spejs šatlovi. Ozbiljno se razmišljalo o ukidanju 'Delte', 'Atlas-Centaura' i 'Titana 34D'. A onda je 1986. došlo do nesreće 'Challengera' i stopiranja svih lansiranja šatlova, što je dovelo do kompletne promene politike: Regan je u decembru iste godine objavio da šatlovi neće više da nose komercijalne terete, i da NASA traži da kupi neobnovljivu raketu (raketu čiji delovi ne mogu da se koriste za buduća lansiranja) za misije koje neće zahtevati posadu ili šatlove. 'McDonnell Douglas', u to vreme proizvođač 'Delta' porodice, potpisuje 1987. sa Ratnim vazduhoplovstvom ugovor o prodaji sedam raketa 'Delta II' po ceni oko $51 milion. Plan je bio da se rakete iskoriste za lansiranje serije GPS Block IIsatelita, koje su inače trebali da postavljaju šatlovi. Vojska je sledeće godine proširila ugovor na ukupno 20 raketa, dok je NASA 1990. naručila za sebe prve 'Delte II' za lansiranje tri satelita za osmatranje Zemlje. Prva 'Delta II' je poletela 1989, u konfiguraciji 'Delta 6925[1]', koja je ponela prvi GPS Blok II ('USA-35') na orbitu visine 20.000 km.

Prva raketa 'Delta II' serije '7000' ('heavy') poletela je 1990, zamenivši motore RS-27 serije '6000' ('light') sa jačim RS-27A. Uz to, čelični busteri 'Castor 4A' serije '6000' zamenjeni su kompozitnim 'GEM 40'. Sva kasnija lansiranja 'Delte II' (osim tri) bila su u toj konfiguraciji, dok je serija '6000' povučena 1992. godine.

'McDonnell' je žurio da još više pojača raketu da bi vojska mogla da lansira što veće i teže satelite. Ubrzo je 'Delta III' mogla da ponese duplo veći teret u orbitu, ali je posle dva neuspešna lansiranja njen razvoj prekinut, da bi se prešlo na još jaču 'Deltu IV'. Apgrejdovani busteri koji su korišćeni i kod 'Delte II', doveli su do verzije 'Delta IV Heavy', druge trenutno najjače rakete na svetu[2].

d2
Raketa 'Delta II'. Prvih 16 je bilo serije '6000'. Sve rakete su bile ofarbane u plavo-zelenu boju, zvanično nazvanu 'Delta Blue', odabrane delom radi estetike a delom da bi se lakše uočavao led na tankovima.

Krajem marta 2003. kosmički segment Ratnog vazduhoplovstva je započeo proces deaktiviranja lansirnih rampi za 'Deltu II' na Kejp Kanaveralu. Međutim, 2008. je objavljeno da će se sva oprema i infrastruktura preseliti u Nasu da bi 2011. mogla da se lansira lunarna gravitaciona laboratorija 'GRAIL'.

Poslednje lansiranje satelita GPS-a sa 'Deltom II', i poslednje sa rampe vojne baze u Kajp Kanaveralu, bilo je 2009. Lansiranje 'GRAIL-a' u septembru 2011. označilo je poslednje uzletanje 'Delte II Heavy' i poslednje sa Floride. Svih 6 poslednjih lansiranja – računajući i ovo jučerašnje – obavljeno je iz baze Vandenberg u Kaliforniji.

Rakete porodice 'Delata II' su do sada lansirane 156 puta. Samo su jedan korejski satelit 1995. i jedan GPS 1997. doživeli neuspeh. Kod Korejanca jedan buster se nije odvojio od prvog stepena, a kod GPS-a raketa je eksplodirala 13 sekundi posle uzletanja. Ameri su imali sreću, jer niko nije poginuo niti je lansirna rampa pretpela nekakvu štetu.

2007. 'Delta II' je proslavila 75. uspešno lansiranje i tako prestigla dotadašnji rekord evropske 'Ariane'. Sa jučerašnjim uspešnim lansiranjem, 'Delta II' je došla do 100 uspešnih lansiranja zaredom!

Pomoću ove rakete u orbitu oko Zemlje je odletelo 48 GPS satelita i 60 komunikacionih satelita porodice 'Iridium', teleskopi 'GLAST', 'Spitzer', 'Swift', 'Kepler', 'WISE' i 'ROSAT', sateliti 'WISE', 'WMAP' itd. Ipak, nama su najinteresantnije međuplanetne misije, od kojih su neke stvarno istorijske: roveri 'Spirit' & 'Opporunity', istraživač asteroida 'Dawn', bombarder komete 'Deep Impact', Marsov robotski lender 'Phoenix', Marsov polarni lender, Merkurov orbiter 'MESSENGER', i mnoge druge... 

2008. godine, direktori 'ULA'[3], vlasnici rakete, izjavili su da im je na lageru ostalo još 'around half dozen'neprodatih raketa 'Delta II', ali je krajem prošle godine izvršni direktor Tony Bruno izjavio da zapravo nemaju nijednu neprodatu kompletiranu raketu i da od preostalih delova ne može da se sastavi nijedna raketa. Preostali delovi će završiti u Smitsonijan muzeju.

d3
Lansiranje rovera 'Spirit' (MER-A) 2003. godine.

DELTA II 7420

Jučerašnje, poslednje lansiranje 'Delte II', izvedeno je dvostepenom raketom konfiguracije 7420-10, sa četiri bustera na čvrsto gorivo GEM-40, koja je mogla da odnese 2830 kg u nisku orbitu oko Zemlje (LEO), ili 1070 kg u geostacionarnu transfernu orbitu (GTO).

d4
Konfiguracija 'Delta II 7420-10C'koja je juče iz Kalifornije ponela Nsin satelit.

d5
Lansiranje prve 'Delte II' 1989. godine.

d6
Unutrašnja građa rakete. (Veća slika.)Delovi rakete proizvodi 'Boeing' u gradu Hungtington Beachu (Kalifornija), a raketa se sklapa u Pueblu (Kolorado). Glavne motore proizvodi kompanija 'Rocketdyne', deo 'Boeinga', a čvrste bustere 'Alliant Techsystems'.

Prvi stepen serije '7000', napravljen u 'Boeingu' od aluminijumske legure, poseduje LOX/kerozinski 'Pratt & Whitney Rocketdyneov' motor RS-27A (potiska 890,1-1054,2 kN i specifičnog impulsa od 255-302 sekunde) koji su 1990. zamenili dotadašnje slabije RS-27. Svaki motor RS-27A uključiju po dva 'vernier'motora LR-101-NA-11. Elektronika prvog stepena je smeštena u prazan prostor između tanka za tečni kiseonik i kerozinskog tanka. Prvi stepen je ogroman u poređenju sa ostatkom rakete, i predstavlja jednu od karakteristika ove porodice lansera. Ovaj stepen nosi tehničku oznaku 'Extra-Extended Long Tank Thor'– jer je proizašao iz prvog američkog balističkog projektila srednjeg dometa 'Thor' – i ima ukupnu težinu od 101,9 tona i dimenzije 26,05×2,44 metra.

d7

d8
Prvi stepen rakete 'Delta II' stiže na Lansirni kompleks 17B kosmodroma Kejp Kanaveral i podiže se u pokretni servisni toranj. Ovom raketom je lansiran teleskop 'Spitzer' u julu 2003.

Radi povećanja potiska, za prvi stepen su zakačeni busteri na čvrsto gorivo, tzv. grafitno-epoksidni motori (GEM) proizvođača 'Alliant Techsystems Inc.'(ATK) iz Virdžinije. Proizvode se u dve varijante: GEM-40(prečnik 40 inča) i GEM-46(kod verzija 'Heavy') koja je duža za 1,7 metara. GEM-40 (13.064 kg, 446-499,2 kN, 274 sec.) je zamenio stare bustere 'Castor' koje je vojska koristila kao protivraketne presretače. Za ovo lansiranje, korišćena su četiri GEM-40 koja su radila oko 64 sekundi.           

d9
Levo: montaža bočnih bustera. Desno: detalji GEM-a.

d10

d11
Izdivnici bustera su tako okrenuti da posle odvajanja odvode rakete u stranu da bi se izbegao mogući sudar s raketom. Različita dužina mlaznica zavisi od načina na koji busteri startuju.

Drugi stepen ('Delta-K') koristihipergoličnagoriva (Aerozin-50, verziju hidrazina i azotni tetraoksid N2O4), što čini 'Deltu II' izuzetnom, jer je jako retko da prvi stepen jedne rakete troši kerolox a drugi hipergolična goriva. Ta goriva su jako toksična i korozivna, tako da u rezervoarima mogu da ostanu najduže 37 dana, pa ako raketa ne poleti gorivo treba zameniti ili istočiti. Motor 'Aerojet'AJ10-118K (43,6 kN potiska i 321 sec. specifičnog impulsa) može da se restartuje do šest puta (mada je najčešće dovoljno samo dva paljenja). Čitav stepen je dugačak 5,9 metara i ima prečnik od 2,4 metra; može da ponese oko 6 tona goriva što je dovoljno za 430 sec. rada. Koliko ja znam, stepen do sada nijednom nije omanuo.

d12

d13
Ovo govance je zapravo drugi stepen jedne kosmičke rakete. Proizveden je još 1989. kao drugi stepen serije '4000', a danas ih proizvodu 'ULA'.

d14
Rezervoar II stepena rakete 'Delta II' koji je pao u Teksasu 1997. Tank je težak oko 250 kg, napravljen je od čelika i preživeo je pad relativno neoštećen.

Za misije na niskoj orbiti oko Zemlje, 'Delte II' nikad ne koriste treći stepen. Tereti koji zahtevaju orbite s višom energijom kao što je GTO, ili koje treba da dostignu brzinu bega od Zemlja radi leta na Mars i sl. moraju da koriste III stepen. Taj stepen je stabilizovan spinovanjem a njegova orijentacija pre odvajanja je povezana sa II stepenom. Poseduje yo-yo sistem tegova koji sprečava tumbanje stepena nakon odvajanja, ili yo-yo de-spinmehanizam koji treba da uspori rotaciju tereta pre njegovog odvajanja od rakete.

Iako je ovde tema samo raketa 'Delta II', hteo bih da podsetim da je nomenklatura čitave porodice raketa klase 'Delta' posebno zbunjujuća. Iako sam u prvoj fusnoti opisao formiranje četvorocifrene šifre specijalno kod raketa 'Delta II', da objasnim kakav je generalni metod:

Prva cifra definiše tip prvog stepena:

  • 6 za seriju '6000', a 7 za seriju '7000'; odnosi se samo na 'Delte II';
  • 8 ('samo 'Delta III'): serija '8000'. Ova serija je uljučivala veći kriogeni stepen, ali je došla u lošem trenutku na tržište te je izvedeno samo 3 lansiranja pre nego što je povučena radi 'Delte IV'.
  • 9 (samo 'Delta IV'): serija '9000'. Uprkos imenu, to je potpuno drugačija raketa[4].

Druga cifra definiše broj bustera priključenih prvom stepenu: 0, 3 ili 9. Treća cifra označava kakav je II stepen:

  • 0: stepen sa hipergoličnim gorivima i motorom AJ10-118. Danas se više ne koristi;
  • 1: stepen sa hipergoličnim gorivima ('Delta-K') i motorom TR-201 (korišćen za 'Apollo' lunarni modul). Danas se ne koristi;
  • 2: stepen sa hipergoličnim gorivima i motorom AJ10-118K. Korišćen je samo jednom na 'Delti II';
  • 3: stepen 'Delta III' sa kriogenim motorom RL-10B-2. Danas se ne koristi;
  • 4: stepen 'Delta IV' sa kriogenim gorivom u prečnika 4 metra;
  • 5: stepen 'Delta IV' sa kriogenim gorivom u prečnika 5 metra;

Treći stepen je takođe označen svojom cifrom:

  • 0: nema III stepena;
  • 0H: nema III stepena, ali u teškoj lansirnoj konfiguraciji sa motorom GEM 46umesto GEM-40;
  • 1 i 2: više se ne koriste;
  • 3: stepen na čvrsto gorivo 'Star 37D/TE-364-3'. Višđe se ne koristi;
  • 4: stepen na čvrsto gorivo 'Star 37D/TE-364-4'. Višđe se ne koristi;
  • 5: stepen na čvrsto gorivo 'Star 48B/PAM-D';
  • 5H: stepen na čvrsto gorivo 'Star 48B/PAM D' u teškoj lansirnoj konfiguraciji sa motorima GEM 48;
  • 6: stepen na čvrsto gorivo 'Star 47FM' (bivši 'Star 37M').

U ovom slučaju, raketa koja je poslednja lansirana i koja je nosila oznaku 'Delta 742'-10', bila je iz serije '7000', sa četiri GEM-a, sa drugim stepenom i bez trećeg stepena. Generalno, serija '7000' ('Delta II') ima tri verzije u zavisnosti od broja bustera (3, 4 ili 9): 'Delta 7326', 'Delta 7425' i 'Delta 7925'. Verzija 'Delta 7925' je podeljena na 'Delta 7925-10', 'Delta 7925.9.5' i 'Delta 7925H-10', u zavisnosti od tipa trećeg stepena, bustera i vrha rakete.

d15
Tipične konfiguracije 'Delte II' sa mogućim III stepenom.

d16
Različiti tipovi vrha rakete 'Delte II'.

d17
Rakete ove porodice proiyvode širom SAD.

d18
Tipični profil misije 'Delta II'.

d21

d22

d23
Stoto lansiranje, izvedeno 15. septembra iz vojne baze Vandenberg, proteklo je uspešno! 

d24
Nasin satelit će za 3 godine da košta $765 miliona! Za šta – za merenje debljine leda? Ne verujem... Ko ume i ima sreće može da ga vidi i golim okom iako će biti na visini od 500 km.

d25
500-kilogramski satelit 'ICESat-2' je otkačen od rakete 52 minuta posle lansiranja. Posle dvonedeljnih kontrola i provera, satelitski laser, ATLAS, će biti uključen i započeće njegova misija. Laser će slati ka površini Zemlje oko 10.000 pulseva svake sekunde i hvatati ih brodskim teleskopom.


https://youtu.be/OQg5ov6zths


https://youtu.be/QmdXxLlF3Os

[1]Porodica 'Delta II' je koristila sistem od 4 cifre za tehnički opis: prva cifra je ili 6 ili 7, i označava seriju '6000' ili '7000'; druga cifra pokazuje broj bustera na čvrsto gorivo; treća sifra je 2, i označava drugi stepen sa hipergoličnim motorom AJ10-118K (pre serije '6000' su bili drugi motori); četvrta cifra označava treći stepen: 0 znači da nema III stepen, 5 označava PAMmodul 'Star 48B' na čvrstim gorivom, a 6 označava 'Star 37FM' motor.
  Od 2003, pojavio se novi tip 'Delte II', serija '7xxx-H' (H – 'Heavy'). 'Delta II Heavy' je imala 9 velikih bustera GEM-46, koji su prvobitno bili namenjeni za 'Deltu III'.

[2]Ovo je isključivo vojna raketa, koja je do sada 10 puta poletela (samo je prvi let bio delimično uspešan) i uvek nosima samo vojne tajne višetonske špijunske satelite klase NROL. Poslednji put je lansirana pre neki dan, kada je ponela Parkerovu solarnu sondu.

[3]'ULA' je zajedno sa 'Boeingom' i 'Lockheedom' držala monopol u vojnim lansiranjima duže od jedne decenije i mlatili su milijarde, sve dok 2016. Ratno vazduhoplovstvo nije potpisalo papreni ugovor sa Maskovim 'SpaceX' za lansiranja GPS satelita.

[4]'Delta IV Heavy'- Astronomski magazin

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi: