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Die Atlas Centaur

Atlas-CentaurDie Centaur ist die letzte und heute einzig verwendete Oberstufe der Atlas. Obwohl für die Atlas entwickelt (der Durchmesser von 3,05 m ist identisch mit der Atlas), wurde die Centaur ab 1974 auch auf der Titan und ab 1998 auch auf der Delta eingesetzt. Das Triebwerk RL-10, das die Centaur antreibt, wurde auch in der Zweitstufe der Saturn 1 eingesetzt. Die Centaur beförderte auf der Atlas zuerst nur Mond- und Planetensonden, nach und nach kamen jedoch schwere wissenschaftliche Satelliten (HEAO) und ab Mitte der 70er Jahre Transporte von Kommunikationssatelliten hinzu, die heute den Großteil der Nutzlasten ausmachen.

Obgleich die Atlas Centaur die bekannteste Version der Atlas ist, ist sie nicht die am häufigsten eingesetzte. Von 565 Atlas-Starts, die bis Ende 2002 erfolgten, waren nur 115 mit der Centaur-Oberstufe. Wesentlich häufiger wurde die Atlas mit festen Oberstufen oder der Agena als militärische Rakete gestartet. Allerdings ist die Centaur die einzige Oberstufe, die noch im Einsatz ist. Der letzte Start einer Atlas-Agena fand schon 1978 statt und die Atlas mit festen Oberstufen startete zum letzten mal 1995.

Mehr über die Technik der Centaur in einem separaten Aufsatz.

Zuerst wurde die Atlas mit der Centaur fast ausschließlich in der SLV 3A-Version eingesetzt. 1983 wurde die Atlas verlängert (Atlas G) und 1991 mit neuem Triebwerksblock MA-5A nochmals verlängert (Atlas I). Einige Atlas G wurden ohne Oberstufe eingesetzt und als Atlas H bezeichnet. Danach kam es zu einer Umbenennung der Trägerrakete in Atlas 1 (= Atlas G), Atlas 2 (= Atlas I) und später zu den erweiterten Versionen Atlas 2A und 2AS. Diese werden weiter unten besprochen.

Eine Auflistung aller Starts finden Sie in diesem separaten Aufsatz. Die Geschichte der Atlas als Interkontinentalrakete, ihre Technik und der Einsatz ohne Oberstufen und mit den Oberstufen Able, Agena und Burner finden Sie in einem weiteren Artikel.

Atlas Centaur

Sowohl die Centaur wie auch die Atlas wurden im Laufe des Programms modifiziert. Die ersten Testflüge von 1962-1966 fanden mit der Centaur C statt, die Einsatzversion war schließlich die D und D-1-Version der Centaur. Bei der Atlas Centaur verfügt die Atlas und die Centaur über einen eigenen Bordrechner.

Man kann in diesem Zeitraum 4 Unterversionen unterscheiden:

Von 1962-1965 musste erst die Centaur flugqualifiziert werden. In diesem Zeitraum fanden 4 Flüge mit Ballast und Surveyor Ballastmodellen statt. Die Trägerrakete bestand aus einer normalen Atlas und der Centaur C als Oberstufe. Diese Tests waren nicht sehr erfolgreich. Die Rakete transportierte keine Satelliten und wurde als "Atlas Centaur" oder "Atlas LV3-C" (C für Centaur) bezeichnet. In der Regel wurden ausgemusterte Atlas D-Interkontinentalraketen als Träger für die Centaur verwendet. Die Atlas und die Centaur hatten jeweil eine eigene Steuerung. Die Centaur war noch recht schwer und wurde bei den Erprobungsflügen verändert. So waren zuerst die Lageregelungstriebwerke auf 0,5 Pfund Schub ausgelegt und konnten die Stufe nicht für eine Wiederzündung stabilisieren. Danach baute man welche mit 23 Pfund Schub ein und diese brachten nun soviel Leistung, dass der Treibstoff vor der Wiederzündung aufgebraucht war.

Atlas Centaur D

Atlas Centaur C

Im Einsatz von 1963-1965:
4 Starts, davon 2 Fehlstarts, Zuverlässigkeit: 50 %

1.700 kg in den geostationären Übergangsorbit

Erste Stufe: Atlas MA-3
Länge: 25,00 m (mit Stufenadapter)
Durchmesser: 3,05 m, Spannweite: 4,88 m
Startmasse: 117.780 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 3.174 kg
Leermasse Zentraltriebwerk: 3.700 kg

Zentraltriebwerk
Schub: 270 kN (Meereshöhe), 363 kN (Vakuum)
Brennzeit: 265 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.158 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.977 m/s
1 Triebwerk LR-105-5

Marschtriebwerke
Schub: 1.334 kN (Meereshöhe), 1.517 kN (Vakuum)
Brennzeit: 120 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.540 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.844 m/s
2 Triebwerke LR-89-5

Zweite Stufe: Centaur A/C
Startmasse: 15.600 kg
Leermasse: 1.996 kg
Schub: 133,4 kN
Brennzeit: 430 sec.
2 Triebwerke RL-10A/RL-10A-3
spez. Impuls: 4.170 m/s

Von 1965-1967 fanden dann die Flüge mit der endgültigen Version der Centaur D statt. Die Atlas war wiederum eine normale Atlas aus der Interkontinentalraketenproduktion, aber angepasst an die Aufnahme der Centaur. Diese Rakete wurde als "Atlas Centaur D" bezeichnet, wobei sich das D auf die Centaur und nicht die Atlas D bezog. Da die Centaur bei den Erprobungsflügen Probleme bei der Wiederzündung hatte, ging man bei allen folgenden Starts von Planetensonden kein Risiko ein und startete diese direkt zum Planeten, obgleich sich dadurch die Dauer eines Startfensters stark verkürzte. Erst der Start von Mariner 10 im Jahre 1973 erfolgte aus einer Parkbahn.

Nach den Erfahrungen mit den Triebwerken für die Lageregelung modifizierte man diese mehrmals. Die endgültige Version bestand aus zweimal je 3 Triebwerken, je einem 6 Pfund-Triebwerk für Änderungen um die Nickachse und je einem 3,5 Pfund-Triebwerk für die Gier- und Rollachse. Die 4 Triebwerke für die Vorbeschleunigung des Treibstoffs und Stufentrennung hatten 50 Pfund Schub. Der Bordsender sandte 140 Messungen der Centaur mit 225,7 MHz. Die Atlas hatte einen eigenen Telemetriesender, der weitere 118 Messungen mit 229,9 MHz sandte. Die Centaur hatte einen analogen Bordcomputer von Librascope, dieser hatte einen Speicher von 4.800 Worten. Die Atlas verfügte zur Flugsteuerung über einen eigenen Computer

Die Atlas Centaur setzte eine leichtgewichtige Fieberglas-Nutzlasthülle mit einer Höhe von 5,4 m und einem maximalen Durchmesser von 3,05 m ein, die 317,3 kg wog.

Atlas Centaur D

Atlas Centaur D

Im Einsatz von 1965-1967:
8 Starts, davon 0 Fehlstarts, Zuverlässigkeit: 100 %

1.700 kg in den geostationären Übergangsorbit

Erste Stufe: Atlas D
Länge: 25,00 m (mit Stufenadapter)
Durchmesser: 3,05 m, Spannweite: 4,88 m
Startmasse: 118.962 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 3.585 kg
Leermasse Zentraltriebwerk: 3.324 kg

Zentraltriebwerk
Schub: 255 kN (Meereshöhe), 363 kN (Vakuum)
Brennzeit: 239 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.158 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.977 m/s
1 Triebwerk LR-105-5

Marschtriebwerke
Schub: 1.462 kN (Meereshöhe), 1.517 kN (Vakuum)
Brennzeit: 142 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.540 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.844 m/s
2 Triebwerke LR-89-5

Zweite Stufe: Centaur D
Startmasse: 15.594 kg (mit Isolation 16.094 kg)
Leermasse: 1.593 kg (+532 kg abwerfbare Isolation)
Schub: 133,4 kN
Brennzeit: 470 sec.
spez. Impuls: 4.246 m/s
2 Triebwerke: RL-10A-3-1
 

Nutzlastverkleidung:
Höhe: 5,8 m
Breite: 3,17 m
Gewicht: 874 kg

Im Jahre 1967 erfolgte eine Standardisierung der Rakete, die dann als SLV (Standard Launch Vehicle) über die folgenden 20 Jahren verwendet wurde. Ziel war es vor allem, aus der Interkontinentalrakete eine Trägerrakete zu machen. Es gab Anpassungen zur Aufnahme der Oberstufen, wobei es die SLV-3A für die Agena gab, bei dem die Atlas sich auf 1,52 m verjüngte und die SLV-3C für die Aufnahme der Centaur, wo das Heck mit 3,05 m Breite abschloss. Damit endete die nachträgliche Anpassung der Atlas an eine Oberstufe. Modernisiert wurde auch die Steuerung der Atlas. Die Centaur D blieb weitgehend unverändert. Einzige Änderung war, dass die Stufe, die vorher für 25 Minuten Freiflugphase qualifiziert war, nun für 65 Minuten Freiflugphase umgebaut wurde. Dies geschah durch einen zweiten Tank mit Wasserstoffperoxid für die Lageregelungstriebwerke und einer besseren thermischen Isolation dieses Tanks. Weiterhin musste das System unter Flugbedingungen in einer Vakuumkammer neu getestet werden. Diese Version wurde 5 Jahre lang bis 1972 eingesetzt. Schon 1971 dominierten kommerzielle Nutzlasten (vor allem die INTELSAT 4, 4A und 5 Serie) die Startlisten. Man nutzte die Standardisierung der Atlas, um die Treibstofftanks leicht zu verlängern, wodurch diese etwa 11 t schwerer wurde.

Atlas Centaur D

SLV-3C Centaur

Im Einsatz von 1967-1972
17 Starts, davon 3 Fehlstarts
Erfolgsquote: 82,3 %

Nutzlast
4.500 kg in einen 185 km hohen Orbit
1.790 kg in den geostationären Übergangsorbit
1.300 kg zum Mond
1.000 kg zum Mars

Erste Stufe: Atlas MA-3
Länge: 25,00 m (mit Stufenadapter)
Durchmesser: 3,05 m, Spannweite: 4,88 m
Startmasse: 128.500 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 3.646 kg
Leermasse Zentraltriebwerk: 3.700 kg

Zentraltriebwerk
Schub: 270 kN (Meereshöhe), 363 kN (Vakuum)
Brennzeit: 265 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.158 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.977 m/s
1 Triebwerk LR-105-5

Marschtriebwerke
Schub: 1.334 kN (Meereshöhe), 1.517 kN (Vakuum)
Brennzeit: 120 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.540 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.844 m/s
2 Triebwerke LR-89-5

Zweite Stufe: Centaur D
Startmasse: 15.800 kg
Leermasse: 1.860 kg
Schub: 133,4 kN
Brennzeit: 470 sec.
spez. Impuls: 4.355 m/s
2 Triebwerke RL-10A-3

Von 1973 bis 1983 fanden die Starts in der SLV 3D-Konfiguration statt. Die Atlas wurde dabei nicht verändert. Die Centaur D-1A unterschied sich von der D-1 in der Leistung und der Zuverlässigkeit, verwandte aber noch dieselben Triebwerke und wurde auch nicht verlängert. Die Nutzlasten für den geostationären Orbit sind mit 1.790 bzw. 1.860 kg fast gleich.

Die wesentlichen Verbesserungen bestanden in einem voll digitalen Bordrechner der Centaur mit einem Speicher von 16.384 x 24 Bit Worten (48 KByte) und dem leicht verbesserten Triebwerk RL-10 A3-3, welches nochmals den spezifischen Impuls anhob. Der neue Computer von Teledyne hatte gegenüber dem alten, analogen Modell von Librascope den Vorteil, dass er sehr leicht neu programmiert werden konnte und leistungsfähig genug war, um auch die Steuerung der Atlas zu übernehmen. Damit entfiel der Bordrechner der Atlas. Weiterhin konnten zahlreiche elektrische und mechanische Systeme nun durch die Steuerung des Bordcomputers ersetzt werden. Die Software bestand aus 15 Modulen für Navigation, Steuerung, Autopilot, Tankdrucküberwachung, Telemetrie, Lagekontrolle und Zeitablauf.  Vor allem brachte die Möglichkeit, das Steuerprogramm bis kurz vor dem Start zu ändern, eine enorme Flexibilität. Bei den bisherigen Starts waren 43 % der Startfenster nicht nutzbar wegen Höhenwinden, auf die der alte Computer nur bis zu einem bestimmten Grad reagieren konnte. Der neue Rechner reduzierte dies auf 5 % der Startfenster. Die Entwicklung des Teledyne-Computers, der nur 32 kg wog, kostete alleine 8 der 40 Millionen USD der Centaur D-1A Entwicklung. Er verfügte über 25 Instruktionen für Rechnungen plus weitere Ein/Ausgabeanweisungen.

Der Start einer Atlas Centaur SLV-3D kostete im Jahre 1976 noch 18,77 Millionen Dollar, dies stieg dann aber in den nächsten Jahren durch niedrigere Startzahlen rapide an. Schon 1979 war der Preis auf 29 Millionen Dollar geklettert.

Start von Pioneer Venus 2

SLV-3D Centaur

Im Einsatz von 1973-1983
50 Starts, davon 6 Fehlstarts
Erfolgsquote: 88 %

Nutzlast: 4.670 kg in einen 185 km hohen Orbit
1.860 kg in den geostationären Übergangsorbit

Erste Stufe: Atlas MA-3
Länge: 25,00 m (mit Stufenadapter)
Durchmesser: 3,05 m, Spannweite: 4,88 m
Startmasse: 129.550 kg
Leermasse: 9.275 kg (mit Stufenadapter)
Leermasse Marschtriebwerke: 3.646 kg
Leermasse Zentraltriebwerk: 3.700 kg

Zentraltriebwerk
Schub: 266,9 kN (Meereshöhe) 375,4 kN (Vakuum)
Brennzeit: 265 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.158 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.977 m/s
1 Triebwerk YLR-105-7

Marschtriebwerke
Schub: 1.645,8 kN (Meereshöhe), 1.860,1 kN (Vakuum)
Brennzeit: 120 sec.
spezifischer Impuls (Meereshöhe): 2.506 m/s
spezifischer Impuls (Vakuum): 2.833 m/s
2 Triebwerke YLR-89-7

Zweite Stufe: Centaur D-1
Startmasse: 15.684 kg
Leermasse: 1.610 kg (+530 kg abwerfbare Isolation)
Schub: 133,4 kN
Brennzeit: 470 sec.
2 Triebwerke: RL-10-3-3
spez. Impuls: 4.355 m/s

Atlas G/H

Erst im Jahre 1983 genügte die Nutzlastkapazität der Atlas den Forderungen für schwere geostationäre Satelliten nicht mehr. Vorher war die Rakete fast 20 Jahre weitgehend unverändert eingesetzt worden, eine im US-Trägerraketenprogramm sehr lange Zeit. Die Delta wurde im gleichen Zeitraum in 16 verschiedenen Versionen eingesetzt. doch auch für die Atlas wurden die Nutzlasten nun zu schwer.

Die INTELSAT 5A-Serie wog zwischen 1.930 und 2.100 kg, dies war für die alte Atlas D Grundstufe zu schwer und erforderte Verbesserungen, wollte man nicht diese Starts an Ariane verlieren. Auch militärische Satelliten erforderten eine höhere Nutzlastkapazität. Man beschloss, die Atlas zu verlängern um mehr Treibstoff mitzuführen. Die neue Rakete erhielt als erste bedeutende Modifikation seit 1962 einen nächsten Buchstaben, das "G". Die verlängerte Atlas ist keine neue Erfindung, sondern ist als SLV-3A schon von 1968-1978 mit der Agena D Oberstufe 12 mal eingesetzt worden. Bei der Atlas G wurde die Rakete um 11 Fuß (3,35 m) verlängert. Dies erlaubt es, 17.000 kg mehr Treibstoff mitzuführen. Die Atlas ist nun 73 Fuß (22,27 m) lang, die gesamte Rakete mit Nutzlastverkleidung 42,10 m. Bei der Atlas G brennen die Marschtriebwerke 155 Sekunden und das zentrale Triebwerk 275 Sekunden.

Neu waren vor allem die Düsen für die Lagestabilisierung der Centaur mit 27 N Schub und ein redundantes System zur Lagekontrolle mit nun 12 statt 6 Triebwerken. Damit konnte die Centaur längere Freiflugphasen absolvieren. Die prinzipielle Möglichkeit dazu wurde bei den beiden Starts der Helios 1+2-Sonden auf der Titan erprobt. Die Centaur verfügte wegen der kleinen Nutzlast über viel Resttreibstoff, den man nutzte, um die Stufe nach Stunden nochmals zu zünden. Es zeigte sich, dass die Isolierung ausreichend war und nur die Lageregelung überarbeitet werden musste.

Einige Male wurde die Atlas ohne Centaur eingesetzt, die dann als Atlas H bezeichnet wurden. Diese Version hat eine Nutzlast von 3.630 kg für erdnahe Umlaufbahnen und liegt damit etwa auf dem Niveau einer Delta 6900. Nachdem die Delta 6900 verfügbar war, welche diese Nutzlasten preiswerter transportieren konnte, fand kein weiterer Start der Atlas H statt.

1991 wurde mit dem neuen Triebwerksblock MA-5A eine weitere Verlängerung der Tanks möglich, jedoch wurde die als Atlas I bezeichnete Rakete bald von dem nun privaten Betreiber Lockheed Martin umgetauft und als Atlas 2 bezeichnet (die Atlas G entspricht in dieser Benennung der Atlas 1).

Die Centaur der Atlas I wurde modernisiert und erhielt neue Triebwerke des Typs RL-10A 3A, die mit 73,2 kN etwas mehr Schub als die alten mit 66,7 kN besaßen. Wichtigste Neuerung war, dass man die Isolierung fest auf die Centaur aufsprühte, statt sie als Schalen anzubringen, die während des Fluges abgesprengt wurden. Dies reduzierte vor allem die Herstellungskosten. Bei neueren Versionen ließ man auch den Lack weg, so dass die orangene Isolierung gut zu sehen ist.

Atlas Centaur G,H,I

Atlas Centaur G

Nutzlast: 5.900 kg in einen 185 km hohen Orbit
(3.630 kg bei der Atlas H)
2.255 kg in den geostationären Übergangsorbit
Im Einsatz von 9.6.1983-25.6.1997
12 Starts, davon 1 Fehlstart

Erste Stufe: Atlas G
Startmasse: 145.412 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 3.646 kg
Leermasse Zentraltriebwerk und Tanks: 4.236 kg
Schub Marschtriebwerke: 1.680 kN (Meereshöhe)
Schub Zentraltriebwerk: 270 kN (Meereshöhe)
Brenndauer Marschtriebwerke: 169 sec.
Brenndauer Zentraltriebwerk 288 sec.
spez. Impuls Marschtriebwerke: 2.540 m/s (Meereshöhe), 2.884 m/s (Vakuum)
spez. Impuls Zentraltriebwerk: 2.158 m/s (Meereshöhe), 3.100 m/s (Vakuum)
Länge 22,16 m, Durchmesser 3,05 m

Adapter zur Centaur:
Länge: 3,99 m
Durchmesser: 3,05 m
Masse: 545 kg

Zweite Stufe: Centaur D-1A
Startmasse: 15.600 kg
Leermasse: 1.700 kg
Schub: 146,4 kN
Brennzeit: 392 sec.
spez. Impuls: 4.356 m/s
2 Triebwerke RL-10A-3A
Länge: 9,15 m
Durchmesser: 3,05 m

Atlas 1

Mit der Explosion der "Challenger" im Jahre 1986 begann in der NASA ein langsamer Umdenkprozess, man beschloss, nicht mehr selber Raketen zu starten, sondern die Herstellerfirmen selbst die Vermarktung zu überlassen. In der Praxis änderte dies zunächst für die NASA nichts, weil man nach wie vor dieselben Raketen orderte und z.B. keine Satelliten mit der Ariane startete. Längerfristig bedeutete dies aber auch, dass die Hersteller die Weiterentwicklungen selbst finanzieren mussten. Dies wird allerdings seitens des DoD (Verteidigungsministeriums) durch feste Buchungen von ganzen Satellitenflotten de Fakto garantiert. So war auch die Weiterentwicklung der Atlas durch Starts seitens der Air Force garantiert. Die Atlas 1 entspricht der Atlas G und wird heute nicht mehr gestartet. Sie verwendet lediglich ein neues, voll digitales Avioniksystem und die größere 4,2 m im Durchmesser messende Nutzlastverkleidung. Ursprünglich sollten 18 Atlas I gebaut werden, doch die Nachfrage nach schwereren Nutzlasten führte dazu, dass die USAF 7 der Bestellungen in Orders für die Atlas 2 und ihre Varianten umwandelte. Diese Quersubvention erlaubte es General Dynamics, mit relativ geringen Mitteln die schon heruntergefahrene Produktion wieder aufzunehmen.

Technisch gesehen ist eine Atlas 1 eine Atlas G. Wie bei anderen US-Trägern bekamen alte Raketen neue Namen. So wurde aus der Atlas G eine "Atlas I", aus einer Delta 7925 eine "Delta 2" und aus einer Titan 34D eine "Commercial Titan". Alleine mit Namensänderungen konnte man jedoch keine Kunden von Arianespace abwerben. Mittlerweile hielt die Ariane 4 über 50 Prozent der kommerziellen Starts. 1988 kostete der Start einer maximal 2.360 kg schweren Nutzlast mit einer Atlas 1 etwa 59 Millionen Dollar - deutlich günstiger als ein Start mit einer Delta 2 (für 50 Millionen Dollar), doch eine Ariane, die zwei dieser Nutzlasten gleichzeitig aufnehmen konnte, war für 84 Millionen Dollar zu haben.

Da kommerzielle Nutzlasten immer größer wurden, gab es nun auch eine längere und geräumigere Nutzlastverkleidung. Sie steht in 2 Längen zur Verfügung, der Durchmesser ist bei beiden 4,20 m. Die kurze hat eine Länge von 12,2 m und wiegt 2.087 kg, die lange wiegt 2.255 kg und hat eine Länge von 13,1 m.

Wie bei anderen Raketen der USA, z.B. der Titan und Saturn, ist auch eine Namensgebung mit römischen Buchstaben (I, II, IIA, IIAS) üblich. Die Atlas wird nach Übernahme von General Dynamics, dem Hersteller und Entwickler der Atlas, nun von Lockheed Martin vermarktet, zusammen mit der Proton unter dem Tochterunternehmen ILS.

Atlas 2 AS
Atlas 1

Atlas 1

Nutzlast: 2.255 kg GTO
5.900 kg in einen 185 km hohen Orbit

11 Starts, davon 3 Fehlstarts
Erststart: 25.7.1990. Letzter Start: 25.4.1997, heute nicht mehr im Dienst

Erste Stufe: Atlas G
Startmasse: 145.412 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 3.646 kg
Leermasse Zentraltriebwerk und Tanks: 4.236 kg
Schub Marschtriebwerk: 1.680 kN (Meereshöhe)
Schub Zentraltriebwerk: 270 kN (Meereshöhe)
Brenndauer Marschtriebwerk: 169 sec.
Brenndauer Zentraltriebwerk: 288 sec.
spez. Impuls Marschtriebwerke: 2.540 m/s (Meereshöhe), 2.884 m/s (Vakuum)
spez. Impuls Zentraltriebwerk: 2.158 m/s (Meereshöhe), 3.100 m/s (Vakuum)
Länge: 22,16 m, Durchmesser: 3,05 m

Adapter zur Centaur:
Länge: 3,99 m
Durchmesser: 3,05 m
Masse: 545 kg

Zweite Stufe: Centaur I
Startmasse: 15.600 kg
Leermasse: 1.700 kg
Schub: 148,1 kN
Brennzeit: 392 sec.
spez. Impuls: 4.356 m/s
2 Triebwerke RL-10A-3A
Länge: 9,15 m
Durchmesser: 3,05 m

Nutzlastverkleidungen:
Kurz: 4,20 m Durchmesser, 12,2 m Länge, Masse: 2.087 kg
Lang: 4,20 m Durchmesser, 13,1 m Länge, Masse: 2.255 kg

Atlas 2

Bei der Atlas 2 kam der neue Block MA-5A zum Einsatz, dessen Marschtriebwerke 1.885 kN Schub entwickeln (Gesamtschub 2.180 kN). Dadurch konnte die Atlas um 2,7 m verlängert werden und die Centaur um 0,9 m. Diese Rakete wird als Atlas 2 bezeichnet. Lockheed Martin investierte 640 Millionen USD in die Entwicklung des Triebwerksblocks und den Bau von 61 Triebwerken für die Atlas und Tests.

Der neue Triebwerksblock MA-5A unterscheidet sich vom alten schon äußerlich durch das Weglassen der Verniertriebwerke, diese sind nun im Zwischenstufenadapter integriert. Die Triebwerke wurden leicht modernisiert und haben einen um 38 m/s höheren spez. Impuls am Boden. Der Schub konnte von 1.680 auf 1.854 kN gesteigert werden, was weitere Verlängerungen der Tanks und eine Vergrößerung der Centaur ermöglichte und so die Nutzlast ansteigen ließ.

Zumindest in einer Hinsicht hat sich die Privatisierung gelohnt: Die Trägerraketen wurden erheblich zuverlässiger. Bis zu diesem Zeitpunkt war die Atlas Centaur die unzuverlässigste US-Trägerrakete mit nur 82 % erfolgreichen Starts in den letzten 25 Jahren. Von den Flügen der Atlas 2 misslangen aber keine. Diese positive Bilanz können Titan und Delta in den letzten Jahren nicht vorweisen. Beim letzten Start einer Atlas 2AS am 31.8.2004 verabschiedete sich die Atlas 2 Serie mit einer makellosen Bilanz ohne einen einzigen Fehlstart und es bedeutete auch den letzten Flug einer Atlas-Grundstufe mit dem Triebwerksblock MA-5.

Atlas 2 AS
Atlas 2

Atlas 2

Nutzlast:
2.680 kg GTO
6.580 kg in einen 185 km hohen Orbit
Die Centaur hat derzeit ein maximales strukturelles Nutzlastgewicht von 5.632 kg, so dass die volle LEO-Nutzlast nicht ausgeschöpft werden kann.

10 Starts, davon kein Fehlstart
Erststart: 7.12.1991, letzter Start am 16.3.1998, nicht mehr im Dienst

Erste Stufe: Atlas 2 MA-5A
Startmasse: 161.995 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 5.632 kg
Leermasse Zentraltriebwerk: 5.328 kg
Schub Marschtriebwerke: 1.854 kN (Boden), 2.069 kN (Vakuum)
Schub Zentraltriebwerk: 266 kN (Boden), 380,6 kN (Vakuum)
spezifischer Impuls Marschtriebwerke: 2.570 m/s (Meereshöhe), 2.877 m/s (Vakuum)
spezifischer Impuls Zentraltriebwerk: 2.119 m/s (Meereshöhe), 3.050 m/s (Vakuum)
Brennzeit Marschtriebwerke: 167 sec, Zentraltriebwerk: 282 sec.

Adapter zur Centaur:
Länge: 3,99 m
Durchmesser: 3,05 m
Masse: 545 kg

Stufe 2: Centaur II
Startmasse: 18.770 kg
Leermasse: 2.053 kg
Schub: 146,4 kN
spez. Impuls: 4.356 m/s
Brennzeit: 488 sec.
Länge: 10,10 m, Durchmesser: 3,05 m
2 Triebwerke RL-10A-3A

Nutzlastverkleidungen:
Kurz: 4.20 m Durchmesser, 12,2 m Länge, Masse: 2.087 kg
Lang: 4,20 m Durchmesser, 13,1 m Länge, Masse: 2.255 kg

Atlas 2A

Bei der 2A ist die Elektronik etwas leichter und die Centaur-Oberstufe liefert durch die neuen RL-10A-4 Triebwerke mehr Schub (180,2 statt 146,4 kN) und hat einen etwas höheren spez. Impuls durch verlängerte Düsen und ein verändertes Mischungsverhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff. Seit 1962 lag dieses bei 5:1, nun wurde es auf 5.5:1 angehoben. Dadurch ist bei der Atlas 2A die Nutzlast etwas höher als bei der Atlas 2. Anders als bei den bisherigen Centaur-Versionen ist die 1,6 cm dicke Polyvinylchloridschaum-Isolierung fest an der Centaur angebracht und nicht mehr abwerfbar.

No Text

Atlas 2A

Nutzlast: 2,810 kg GTO, 6.920 kg in einen 185 km hohen Orbit. Die Centaur hat ein maximales strukturelles Nutzlastgewicht von 5.632 kg, so dass die volle LEO-Nutzlast nicht ausgeschöpft werden kann.

Erststart: 10.6.1992, letzter Start am 8.3.2002, nicht mehr im Dienst
22 Starts, davon kein Fehlstart

Erste Stufe: Atlas 2 MA-5A
Startmasse: 161.995 kg
Leermasse Marschtriebwerke: 5.632 kg
Leermasse Zentraltriebwerk: 5.328 kg
Schub Marschtriebwerke: 1.854 kN (Boden), 2.069 kN (Vakuum)
Schub Zentraltriebwerk: 266 kN (Boden), 380.6 kN (Vakuum)
spezifischer Impuls Marschtriebwerke: 2.570 m/s (Meereshöhe), 2877 m/s (Vakuum)
spezifischer Impuls Zentraltriebwerk: 2.119 m/s (Meereshöhe), 3.050 m/s (Vakuum)
Brennzeit Marschtriebwerke: 172 sec, Zentraltriebwerk: 282 sec.
Länge: 24,90 m, Durchmesser: 3,05 m

Adapter zur Centaur:
Länge: 3,99 m
Durchmesser: 3,05 m
Masse: 545 kg

Stufe 2: Centaur II
Startmasse: 19.073 kg
Leermasse: 2.240 kg
Schub: 180,2 kN,
spez. Impuls: 4.404 m/s
Brennzeit: 392 sec.
Länge: 10,10 m, Durchmesser: 3,05 m
2 Triebwerke RL-10A-4

Nutzlastverkleidungen:
Kurz: 4,20 m Durchmesser, 12,2 m Länge, Masse: 2.087 kg
Lang: 4,20 m Durchmesser, 13,1 m Länge, Masse: 2.255 kg

Atlas 2AS

Die Atlas 2AS verwendet als Starthilfen schlussendlich die von der Delta 2 bekannten Castor 4-Booster. Zwei der vier Booster werden am Boden, die beiden anderen nach 59 sec Flug, gezündet. Nach 110 Sekunden sind auch diese ausgebrannt. Der Hauptnutzen der Booster ist, dass sie durch ihre Schubkraft die Atlas II AS in der unteren Atmosphäre sehr stark beschleunigen und damit durchquert die Rakete die dichten Luftschichten sehr schnell. Die Verluste durch den Luftwiderstand sind geringer und dies steigert die Nutzlast. Die Castor 4-Booster liefern 866 kN Schub zusätzlich zu den 2.180 kN des Triebwerkblocks MA-5.

Für die Aufnahme der Booster ist an der Atlas ein Ring angebracht, der die Belastung gleichmäßig auf die Hülle verteilt. Bei der Atlas 2-Serie werden die Booster-Triebwerke der Atlas nach 165 Sekunden Flug abgeworfen. Die Trennung erfolgt pneumatisch, dabei werden die Tankleitungen zu den Booster-Triebwerken geschlossen. Verbunden mit der Centaur ist die Atlas durch einen 3,96 m langen Zwischenstufenadapter, der nach Zündung der Centaur mit 12 Retroraketen abgetrennt wird.

Die Triebwerke der Centaur wurden nochmals in ihrer Leistung gesteigert und haben nun in der Version RL-10A-4-1 einen Schub von 2 x 99,2 kN.

Atlas 2AS

 

Atlas 2AS

Nutzlast: 3.630 kg GTO / 8.600 kg in einen 185 km hohen Orbit. Die Centaur hat ein maximales strukturelles Nutzlastgewicht von 5.632 kg, so dass die volle LEO-Nutzlast nicht ausgeschöpft werden kann.

Erststart: 15.12.1993, letzter Start am 31.8.2004, nicht mehr im Dienst
26 Starts, davon kein Fehlstart

Booster: 4 × Castor 4A
Startmasse: 4 × 11.567 kg
Leermasse: 4 × 1.529 kg
Schub: 4 × 433,6 kN, Brennzeit: 56 sec.
spez. Impuls: 2.609 m/s (Vakuum), 2.325 m/s (Meereshöhe)
Länge: 9,12 m, Durchmesser: 1,02 m

Erste Stufe: Atlas 2 MA-5A
Startmasse: 161.950 kg, Leermasse Marschtriebwerke: 5.632 kg, Zentraltriebwerk 6.050 kg
Schub Marschtriebwerke: 1.854 kN (Boden), 2.069 kN (Vakuum)
Schub Zentraltriebwerk: 266 kN (Boden), 380,6 kN (Vakuum)
spezifischer Impuls Marschtriebwerke: 2.570 m/s (Meereshöhe) 2.877 m/s (Vakuum)
spezifischer Impuls Zentraltriebwerk: 2.119 m/s (Meereshöhe), 3.050 m/s (Vakuum)
Brennzeit Marschtriebwerke: 172 sec, Zentraltriebwerk: 282 sec.
Länge: 24,90 m, Durchmesser: 3,05 m

Adapter zur Centaur:
Länge: 3,99 m
Durchmesser: 3,05 m
Masse: 545 kg

Stufe 2: Centaur II
Startmasse: 18.770 kg, Leermasse: 1.840 kg
Schub: 198,4 kN
spez. Impuls: 4.422 m/s (Vakuum)
Brennzeit: 392 sec.
2 Triebwerke RL-10A-4-1
Länge: 10,10 m, Durchmesser: 3,05 m

Nutzlastverkleidungen:
Kurz: 4,20 m Durchmesser, 12,2 m Länge, Masse: 2.087 kg
Lang: 4,20 m Durchmesser, 13,1 m Länge, Masse: 2.255 kg

Links:

Starts der Atlas Trägerrakete

Die Atlas mit festen Oberstufen

Die Atlas Agenaatlas.shtml

Die Atlas III

Die Atlas V

Bücher des Autors über Trägerraketen

Wie man an dem Umfang der Website sieht, sind Trägerraketen eines meiner Hauptinteressen. Es gibt inzwischen eine Reihe von Büchern von mir, auch weil ich in den letzten Jahren aufgrund neuer Träger oder weiterer Informationen über alte Projekte die Bücher neu aufgelegt habe. Sie finden eine Gesamtübersicht aller Bücher von mir bei Amazon und hier beim Verlag.

Ich beschränke mich in diesem Abschnitt auf die aktuellen Werke. Für die in Europa entwickelten Trägerraketen gibt es von mir zwei Werke:

Europäische Trägerraketen 1 behandelt die Vergangenheit (also bei Drucklegung): Das sind die nationalen Raketen Diamant, OTRAG und Black Arrow und die europäischen Träger Ariane 1 bis 4 und Europarakete.

Europäische Trägerraketen 2 behandelt die zur Drucklegung 2015 aktuellen Träger: Ariane 5, Vega und die damaligen Pläne für Vega C und Ariane 6.

Wer sich nur für einen der in den beiden besprochenen Träger interessiert, findet auch jeweils eine Monografie, die inhaltlich identisch mit dem Kapitel in den Sammelbänden ist, nur eben als Auskopplung.

Weiter gehend, alle Raketen die es weltweit gibt, behandelnd, gehen zwei Bände:

US-Trägerraketen

und

Internationale Trägerraketen (im Sinne von allen anderen Raketen weltweit)

Auch hier habe ich 2023 begonnen, die Bände aufzusplitten, einfach weil der Umfang für eine Aktualisierung sonst weder handelbar wäre bzw. an die Seitengrenze stößt, die der Verlag setzt. Ich habe auch bei den Einzelbänden nochmals recherchiert und den Umfang erweitert. Bisher sind erschienen:

US Trägerraketen 1 mit den frühen, kleinen Trägern (Vanguard, Juno, Scout)

US Trägerraketen 2 mit der Titan-Familie

2023 wird noch die erste Auskopplung aus den internationalen Raketen über russische Träger erscheinen. Nach und nach werden alle Raketen dann in einzelnen Monografien geordnet nach Trägerfamilien oder Nationen dann aktualisiert auf den aktuellen Stand, so besprochen.

Für die Saturns gibt es noch einen Sonderband, den ersten in der Reihe über das Apolloprogramm.

Alle bisherigen Bücher sind gerichtet an Leute, die wie ich sich nicht mit oberflächlichen Informationen oder Zusammenfassung der Wikipedia zufriedengeben. Wenn sie sich nicht für Technik interessieren, sondern nette Anekdoten hören wollen, dann sind die bisherigen Bücher nichts für Sie. Für dieses Publikum gibt es das Buch „Fotosafari durch den Raketenwald“ bei dem jeder Träger genau eine Doppelseite mit einem Foto und einer Beschreibung hat. (Also etwa ein Zehntel der Seitenzahl auf den ich ihn bei den beiden obigen Bänden abhandelte). Das Buch ist anders als die anderen Bände in Farbe. Ab und an macht BOD als Print on Demand Dienstleister Mist und verschickt es nur in Schwarz-Weiß, bitte reklamieren sie dann, ich als Autor kann dies nicht beeinflussen.

Als Autor würde ich mich freuen, wenn sie direkt beim Verlag bestellen, da ich da eine etwas größere Marge erhalte. Dank Buchpreisbindung und kostenlosem Versand ist das genauso teuer wie bei Amazon, Libri und iTunes oder im Buchhandel. Über eine ehrliche Kritik würde ich mich freuen.

Alle Bücher sind auch als E-Book erschienen, üblicherweise zu 2/3 des Preises der Printausgabe – ich würde sie gerne billiger anbieten, doch da der Gesetzgeber E-Books mit 19 Prozent Mehrwertsteuer besteuert, Bücher aber mit nur 7 Prozent, geht das leider nicht. Ein Vorteil der E-Books - neben dem einfacher recherchierbaren Text ist, das alle Abbildungen, die im Originalmanuskript in Farbe, sind auch in Farbe sind, während ich sonst - um Druckkosten zu sparen - meist auf Farbe verzichte. Sie brauchen einen pdf-fähigen Reader um die Bücher zu lesen. Sofern der Verlag nicht weiter für bestimmte Geräte (Kindle) konvertiert ist das Standardformat der E-Books ein DRM-geschütztes PDF.

Mehr über meine Bücher finden sie auf der Website Raumfahrtbuecher.de und eine Liste aller Veröffentlichungen findet sich auch bei meinem Wikipediaeintrag.

 


© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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