Delta 3 - Američka raketa nosač velikog potencijala, ali male upotrebe

Delta 3 - Američka raketa MALE (VELIKE) RAKETE SVIJETA – 4. DIO nosač velikog potencijala, ali male upotrebe

Slika 1. Izrada prvog prototipa u proizvodnoj hali (izvor: www.spacelaunchreport.com) Krajem 80-ih godina u Sjedinjenim Američkim Državama tražio se raketni sustav koji bi bio sposoban na GTO (Geostationary Transfer Orbit) ponijeti preko 1800 kg tereta. Iz ovog zahtjeva proizašlo je nekoliko prototipova, od kojih je najviše u upotrebi ostala Delta 2 koja se već preko 30 godina neprekidno koristi u raznim varijantama. Razvoj u satelitskoj tehnologii pokazao je da će “moderni” sateliti imati masu od 2500 do 3100 kg i promjer od 4 m. Boeing, koji je već radio na razvoju projekta Delta 2, tražio je mogućnost odgovoriti na zahtjeve proizvođača satelita. Uspio je na Delti 2 proširiti promjer

Slika 2. Sastavljanje drugog stupnja čiji je motor napravljen u japanskoj tvornici Mitsubishi (izvor: www.spacelauchreport.com) glave na 3,2 m i povećati maksimalni teret na 2600 kg. Sredinom 90-ih godina, 10. svibnja 1995. godine McDonnell Douglas objavio je da radi na razvoju novog tipa rakete koja će se zvati Delta 3, bit će sposobna ponijeti teret mase 3800 kg na GTO i promjera do 4 m. Nakon spajanja McDonnell Douglasa i Boeinga 1996., pod imenom Boeing, program Delte 3 nastavio se 1997. godine. Ovo je spajanje, kako se poslije pokazalo, imalo velik utjecaj na cjelokupan razvoj projekta Delte 3.

Dizajn Delte 3

Po 4-brojčanoj oznaci, koju je McDonnell Douglas upotrebljavao od 70-ih godina, Delta 3 je dobila oznaku 8930 (8 ‒ tip motora, 9 ‒cjelokupan broj bustera, 3 ‒ tip drugog stupnja, 0 ‒ tip trećeg stupnja, u slučaju nule stupanj nije bio aktivan). Glavni cilj ovakve konfiguracije bila je upotreba samo dva stupnja, jer se ovakva konfiguracija pokazala efikasnija iz više razloga. Prvo, otpala je masa motora trećeg stupnja s jedne strane, a povećan je prostor za gorivo koji je predstavljao daleko manju masu od dodavanja sljedećeg stupnja. Nekoliko prototipova, uglavnom rakete s drugim stupnjem tipa Centaur, ovakvu je konfiguraciju uspješno koristilo godinama. Kao što se danas pokazalo, ovo već postaje standard kod modernih raketa nosača. Sljedeći su razlog snižena sredstva i cjelokupna manja složenost sustava.

Letovi Delte 3

Ukupno su poletjele tri rakete ovoga tipa, i to pod oznakom Delta 259, 269 i 280, od kojih je samo zadnja imala uspješan start.

Misija Delta 259

Delta 259 poletjela je 27. kolovoza 1998. godine s vojne baze na Cape Canaveralu. Početno ubrzanje davao je središnji motor RS-27A zajedno sa šest bustera koji su startali sa zemlje i tako dodavali početno ubrzanje raketi teškoj 301 000

kg. Cjelokupna startna snaga bila je 462 000 kg. Na oko 20 km visine, pri brzini od oko 1100 m/s raketa je izgubila smjer, skrenula i u trenutku eksplodirala. Promatrači su mogli vidjeti veliki objekt, koji je bio satelit Galaxy 10, kako pada u Atlantik 15 do 20 km od obale. Kasnija istraživanja pokazala su da je glavna greška bila u sustavu navođenja. On je normalnu frekvenciju rada rakete (koja je bila oko 4 Hz) smatrao rezonancijom i pogrešno ispravljao smjer sve dok se nije potrošila hidraulička tekućina i tako blokirala sustav navođenja. Kako se pokazalo, ova je greška nastala jer konstruktori nisu smatrali da ovakva frekvencija motora može nastati nakon starta ili nakon odbacivanja pomoćnih bustera. Srećom, grešku je bilo moguće lako i brzo otkloniti samo promjenom softvera, te nikakve druge modifikacije nisu bile potrebne.

Delta 269

Druga Delta 3 poletjela je 5. svibnja 1999. godine, noseći satelit Orion 3 koji je vrijedio 145 mil. dolara. Start i let prvog stupnja prošli su bez ikakvih problema, sve do starta motora drugog stupnja koji je radio samo 3,4 s. Nakon toga došlo je do nekontroliranog okretanja cijelog stupnja, koji se uspio nakon nekoliko sekundi stabilizirati i vratiti u normalnu putanju. Orion 3 odvojio se po planu, ali nažalost visina je bila manja za 26 km, što je značilo da satelit nije uspio ući u korisnu orbitu i tako je proglašen kao izgubljen. Uprkos tome što je s tehničke strane sve funkcioniralo, ni ova misija nije doživjela uspješan kraj. Istraga koja je trajala pet mjeseci pokazala je da je greška bila u tehničkoj obradi komore za sagorijevanje na motoru RL10B-2 koji je upotrebljen kao pogon za drugi stupanj.

Slika 3. Delta 3 let 259 par trenutaka prije starta (izvor: www.spacelaunchreport.com)

Interesantno je navesti da je ovaj tip motora

Slika 4. Start Delte 269 (izvor: www.spacelaunchreport. com) radio bez greške u ostalim upotrebljenim raketama nosačima, kao Atlas i Titan. Nakon ove misije, Boeing je odlučio unaprijediti verziju Delte 2 u “heavy” verziju, tako da poveća mogućnost nošenja tereta za 10% u odnosu na standardnu konstrukciju. Prvi let ove varijante uspješno je odradila NASA za misiju SIRTF (Space Infrared Telescope Facility).

Delta 280 – DM-F3

Treći, i zadnji, let Delte 3, noseći oznaku 280, poleteo je 28. kolovoza 2000. godine. Glavni cilj ove misije bilo je testiranje svih motora i uglavnom provjeriti ispravnost motora drugog stupnja koji se poslije trebao koristiti kod nove varijante Delta 4. Isto tako, oznaka misije nije nosila broj (taj do danas služi kao broj evidencije letova i misije raketa tipa Delta kod Boeinga), već oznaku DM-F3 što je značilo Delta Mission Flight 3). Korisni teret bio je valjak oblika špule i težine 4348 kg. Cilj je bio dovesti ovaj teret na visinu od 185 km pod kutom od 27,5 stpnjeva. Interesantno je da je prvi put Delta 3 poletjela za dana.

Slika 5. Finalno sklapanje prije starta misije Delta DM-F3

Cjelokupna misija prošla je bez ikakvih problema i separacija korisnog tereta bila je dopremljena na visinu od 180 km. To je ostavilo dojam kako ni ova misija nije uspjela. Kad se usporedila putanja pokazalo se da je postignuta orbita bila manja samo za 0,9% od cilja (što je bilo u predviđenoj toleranciji). Greška je bio novi sustav leta, kao i meteorološki uvjeti koji su vladali. Isto tako važno je spomenuti da je u ovom slučaju korisni teret predstavljao 100% moguće nosive težine za ovu konfiguraciju, dok se u uobičajenom postupku koriste lakši tereti za prvi start.

Slika 6. Start Delte 3 ‒ misije DM-F3 (izvor: www.spacelaunchreport.com) Nakon pet godina programa i dvije godine od prvog polijetanja, Delta 3 provela je uspješnu misiju. Uprkos velikoj proslavi zbog ovog ne- malog uspjeha, tadašnja svjetska situacija i mala potražnja za nošenjem satelita većih masa i dimenzija zaustavila je sljedeći let ove rakete do daljnjeg. Sljedeće godine Boeing je investirao nekoliko stotina milijuna dolara u projekt lansiranja raketa s mobilne baze iz oceana (poznat kao Sea Launch). Isto tako, ovdje upotrebljavana raketa Zenit imala je mogućnost nošenja većih tereta nego Delta 3. Iako su planovi bili za upotrebu još najmanje dvadeset raketa tipa Delta 3 – nastupom i uspješnim startovima novije verzije rakete nosača Delta 4, program Delta 3 bio je zaustavljen 2002. godine, a 2005. kompanija Boeing službeno je završila ovaj projekt. Nekoliko preostalih dijelova donirano je raznim muzejima, te se oni mogu naći širom Amerike. Detla 3 svakako je bio velik projekt rakete nosača koja je trebala služiti barem dva desetljeća komercijalnom nošenju satelita, ali male i velike tehničke greške, nalaženje efikasnijih rješenja u ovoj klasi raketa i smanjena potražnja za ovim nosačima dovela je do toga da budu lansirane samo 3 rakete ovoga tipa. Uprkos svemu, svakom se misijom steklo veliko iskustvo koje je pridonijelo da rakete tipa Detla još i dan-danas uspješno nose satelite u orbitu.

Izvori: www.spacelaunchreport.com Tehnička dokumentacija misija rakete Delta 3 (pdf verzija dostupna na https://en.wikipedia. org/wiki/Delta_III ) Zoran Pelagić