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Die Titan 1

Die Titan 1 sollte die Atlas als Trägerrakete für einen nuklearen Sprengkopf ergänzen und später auch ersetzen. Das amerikanische Militär war mit der Atlas schon während der Entwicklung nicht zufrieden. Der Grund lag an der mangelnden Zuverlässigkeit, und der nur beschränkten Fähigkeit aus einem Silo zu starten. Diese erreichten nur die letzten stationierten Atlas F Raketen. Die technische Auslegung der Atlas mit "eineinhalb" Stufen und extrem dünnen Tanks, machte schon bei der Erprobung Probleme. Das waren Punkte, die gegen eine militärisch genutzte Rakete sprachen. Es gab nicht wenige Bedenken, die Tanks könnten während der Jahre der Lagerung kollabieren, oder bei vielen Trägern könnte die Abtrennung der Boostertriebwerke scheitern. Die Militärs wollten daher ein zweites, robusteres und unkompliziertes Raketensystem, um von der Atlas unabhängig zu sein, es ging schließlich um die damals „ultimative“ Waffe die ICBM, gegen die es anders als gegen Bomber keine Abwehr gab. Wäre die Atlas gescheitert, so würden die Russen eine ICBM besitzen und Amerika wäre wehrlos.

Schon 1954, während der Konstruktion der Atlas holte das DoD Alternativvorschläge ein. Aus diesen resultierte die Entscheidung ein Backupsystem zur Atlas zu bauen. Im Oktober 1955 bekam Martin den Auftrag die SM-68 "Titan" Rakete zu entwickeln.

Die Titan I sollte einen nuklearen Sprengkopf von mit der Sprengkraft von vier Megatonnen TNT über eine Distanz von 14.800 Kilometer befördern. Die Reichweite der Titan war größer als der Atlas, wenn auch der Sprengkopf kleiner war. Eine wichtige Forderung war, dass die Rakete für das militärische Personal einfacher handhabbar war und schneller gestartet werden konnte. Das ursprünglich für die Titan vorgesehene, autonome, Lenksystem wurde auf die Atlas übertragen. Die Titan bekam dafür das Radiolenksystem der Atlas.

Gegenüber der Atlas wurde die Rakete als zweistufige Rakete ausgelegt. Da die zweite Stufe deutlich leichter war, als die Atlas nach Abwerfen der Boostertriebwerke vergrößerten sich die Nutzlast und Reichweite. Wie alle frühen US-Träger (Atlas, Thor, Jupiter) setzte die Titan I Kerosin und Sauerstoff als Treibstoff ein. Diese Mischung war schon erprobt und lieferte eine gute Energieausbeute. Jedoch beeinträchtigte diese Wahl die Einsatzfähigkeit der Rakete. Die Titan I sollte in Silos stationiert werden, durch den verdampfenden Sauerstoff mussten aber die Raketen vor dem Start aus dem Silo mit einem Aufzug herausgefahren werden. Sonst hätte es durch den hohen Sauerstoffgehalt der Luft bei der Zündung eine Explosion gegeben. Dies dauerte etwa 20 Minuten – eine Zeit, die bei einem Erstschlag nicht zur Verfügung stand. Zudem musste der Sauerstoff dauernd nachgefüllt werden, da er schon bei -182 Grad Celsius verdampft. Der verdampfende Sauerstoff führt zudem zu einer Atmosphäre, in der Brände beschleunigt werden. So erstickten im Mai 1962 in einem Silo 65 Arbeiter, als ein Dieselaggregat in Brand geriet, und der Brand außer Kontrolle geriet. Man konnte eine Explosion der Rakete nur durch Einleiten von Stickstoff in das Silo verhindern.

Der erste Testflug einer Titan I fand am 6.2.1959 statt, noch mit einer Dummy-Zweistufe. Der erste Test einer Zweitstufe am 15.5.1959 endete mit einer Explosion bei Prüfungen. Erst am 2.2.1960 fand der erste erfolgreiche Testflug statt. Die Stationierung der Titan I begann im April 1962. Die Air Force stationierte 54 Raketen, welche die 18 Atlas E und 36 Atlas D Raketen ersetzten. Insgesamt wurden 163 Titan I gebaut. Davon 62 Vorserienmodelle für Erprobungstests und 47 für Tests, um die Mannschaften mit dem Träger vertraut zu machen.

Die Teststarts waren wichtig. So tastete sich die USAF langsam an die Umsetzung der Technologie einer Mehrstufenrakete heran. Zuerst wurde nur die erste Stufe erprobt, dann vereinfachte Stufen 1+2, dann die Stufen 1+2 in der Produktionsausführung. Danach ging die USAF an die Erprobung der Steuerung, des Wiedereintrittskopfes und der Steigerung der Reichweite. Bei der Atlas ging man genauso vor, dort war nach den Entwicklungsversionen Atlas A-C erst die Atlas D reif für die Serienfertigung. Die zweite Stufe zündete 3,8 s nach Senden des Brennschlusssignals für die erste Stufe. 2,5 s nach Brennschluss wurde die erste Stufe abgetrennt und zeitgleich Vorbeschleunigungsraketen gezündet. Das verhinderte eine Kollision der Stufen nach der Trennung und sammelte die Treibstoffe am Boden der Tanks.

Die erste Stufe der Titan hatte wie die Atlas einen Durchmesser von 10 Fuß (3.05 m) und eine Länge von 16 m. Zwei Triebwerke des Typs Rocketdyne LR-87-3 verbrannten flüssigen Sauerstoff mit Kerosin im Verhältnis 1.91 zu 1. Es wurde eine konventionelle Konstruktion bei der Zelle eingesetzt. Die Tanks liegen in einer tragenden Struktur aus Schalen. 12 Schalen bilden die Zelle. Die Wandstärke liegt bei 6-9 mm. Obwohl die Wand damit dicker als die der Atlas war, erreichte die Titan dasselbe Voll-/Leermasse Verhältnis, weil von Nickelstahl auf Aluminium als Material übergangen wurde.

Die zweite Stufe verwandte ein Triebwerk des Typs Aerojet LR 91-3. Es hatte einen Schub von 357 kN und verbrannte ebenfalls Sauerstoff und Kerosin. Das Triebwerk war auf den Betrieb im Vakuum angepasst. Man sparte sich die Verniertriebwerke für die Rollachse ein und lenkte das Abgas der Turbine durch vier Düsen an der Außenseite ab. Sie hatten zusammen einen Schub von 2,68 kN. Andere Verniertriebwerke waren für die beiden anderen Achsen zuständig. Sie arbeiteten noch 10 s länger als das Haupttriebwerk. Bei der Stufentrennung zündeten zuerst 5 Retroraketen mit einem Schub von 41,4 kN danach gleichzeitig die zweite Stufe.

Die Titan I setzte eine Radiolenkung ein. Ein X-Band Sender in der Steuerung sandte mit einer Leistung von 250 kW Impulse von 0,25 µs Dauer aus, 99,2 Impulse pro Sekunde. Sie waren noch in 1.360 km Entfernung zu empfangen. Eine Parabolantenne von 2,4 m Durchmesser empfing die Reflexionen von der Rakete und maß die Dopplerverschiebung und Entfernung / Winkel zum Horizont. Ein Computer bestimmte die Daten für die Lenkung und übertrug diese zum Sequencer der Rakete. Es konnten fünf Kommandos und die Drehwinkel der Triebwerke übertragen werden. Das Steuersystem wog 68 kg und hatte einen Stromverbrauch von 220 W. Ein Inertialsystem war als Upgrade geplant, wurde aber wegen der kurzen Einsatzdauer niemals eingesetzt. Beim ICBM Profil, fand nach210 s ein Neigeprogramm statt, dass die Rakete bis 140 s nach dem Start vor der Zündung der zweiten Stufe in die horizontale umlenkte. Danach flog die zweite Stufe ein Profil bei dem die Höhe konstant gehalten wurden.

Nach dem Ausmustern war die Titan I vorgesehen zur Beförderung des bemannten Raumgleiters X-20A „Dyna Soar“. Mit ihr sollten die ersten Testflüge auf suborbitale Bahnen erfolgen. Aufgrund von Problemen bei der Entwicklung und drastischen Kostensteigerungen wurde das Projekt Ende 1963 jedoch gestrichen. Weitere Pläne, die Titan I als Erststufe für die Oberstufen der Juno zu benutzen gab es. Doch wurden diese nie umgesetzt. Anders als bei den ausgemusterten Titan 2 oder Atlas D-F wurde keiner der zwischen Januar und April 1964 ausgemusterten Titan I als Raumfahrtträger eingesetzt. Eine Titan I hätte ohne Oberstufe etwa 1.100 kg in eine Umlaufbahn tragen können. Da die Rakete schon in 90 km Höhe Brennschluss hatte, war ohne eine Oberstufe ihre Nutzlast nur klein. Die NASA untersuchte den Einsatz eines kleinen Feststoffantriebs von 95 kg Startmasse, davon 33 kg Treibstoff. Er hätte 4 kN Schub aufgewiesen und wäre im Apogäum der Bahn gezündet worden. Nach 10 s hätte er die fehlende Geschwindigkeit für eine Kreisbahn aufgebracht. Der kleine Antrieb hätte die Nutzlast auf über 1.700 kg erhöht, da er eine energetisch günstigere Aufstiegsbahn ermöglicht.

Das Schicksal der Titan I war es, dass sie zu einer Zeit gebaut wurde, als sich die Raketentechnik so schnell entwickelte, dass sie kurz nach dem Beginn der Stationierung schon veraltet war und von der Titan 2 abgelöst wurde.

Referenzen:

 NASA Agena D Mission Capabilities and Restraints Catalog Volume 2

Büchertipps

Von mir gibt es mehrere Bücher zum Thema Trägerraketen. Zum einen zwei Werke über alle Trägerraketen der Welt und zum Zweiten Bücher über die europäische Trägerraketenentwicklung.

Mein bisher umfassendstes Werk ist ein zweibändiges Lexikon über Trägerraketen mit 700 bzw. 600 Seiten Umfang. In ein Buch passten schlichtweg nicht alle Träger in ihren Subversionen so gibt es einen Band nur für US-Träger, einen zweiten für "internationale" Trägerraketen, sprich alle anderen Nationen. Beide Bände haben denselben Aufbau:

Nach einem einleitenden Kapitel über die Arbeitsweise von Raketen kommt ein einführendes Kapitel über die Raumfahrtbestrebungen des Landes und der Weltraumbahnhöfe, bei den USA ist dies natürlich nun eines. Danach kommen die Träger geordnet nach Familien mit gleicher Technologie in der historischen Entwicklung. Zuerst wird die Technologie und Entwicklungsgeschichte beim ersten Exemplar einer Familie beschrieben, dann folgt bei den einzelnen Mitgliedern nur noch die Veränderungen dieses Modells und dessen Einsatz.

Ich habe soweit möglich technische Daten zum schnelleren Nachschlagen in Tabellen ausgelagert, Querschnittsdiagramme, Grafiken über den Einsatz und bei den US-Trägerraketen auch komplette Startlisten komplettieren dann jedes Kapitel. Dazu gibt es von jedem Träger ein Startfoto.

In jedem Buch stecken so über 100 Subtypen, was den Umfang bei dieser ausführlichen Besprechung auf 600 Seiten (internationale Trägerraketen) bzw. 700 Seiten (US-Trägerraketen getrieben hat). Ich denke sie sind mit 34,99 und 39,99 Euro für den gebotenen Inhalt trotzdem sehr günstig.

Speziell mit der Geschichte der Trägerraketenentwicklung in Europa beschäftigt sich das zweibändige Werk Europäische Trägerraketen 1+2. Band 1 (Europäische Trägerraketen 1: Von der Diamant zur Ariane 4) behandelt die nationalen Trägerprogramme (Black Arrow und Diamant sowie die deutsche OTRAG), das OTRAG-Projekt, die glücklose Europa-Rakete und die Ariane 1-4. Band 2: die aktuellen Projekte Ariane 5 und Vega. Sowie die Weiterentwicklungen Ariane 6 und Vega C. Beide Bücher sind voll mit technischen Daten, Details zur Entwicklungsgeschichte und zu den Trägern. Diese Bücher sind gedacht für Personen, die wirklich alles über die Träger wissen wollen. Der nur an allgemeinen Infos interessierte, wird mit dem Buch internationale Trägerraketen besser fahren das sich auf die wichtigen Daten beschränkt.

Es gibt von den europäischen Trägerraketen, da die Programme weitestgehend unabhängig voneinander sind, auch die Möglichkeit, sich nur über einen Träger zu informieren so gibt es die gleiche Information auch in vier Einzelbänden:

• Nationale Träger (Diamant, Black Arrow OTRAG)

• Europa-Rakete

• Ariane 1-4

• Vega (Neuauflage 2016 mit den schon erfolgten Flügen und den Plänen für Vega C und E), Das ist im obigen Gesamtband nicht enhalten.

Auf einen eigenen Band für Ariane 5 und 6 habe ich verzichtet, weil dieser nur wenig billiger als Band 2 der europäischen Trägerraketen wäre, da Ariane 5+6 rund ²/₃ des Buches ausmachen. Aber vielleicht erscheint ein eigener Band über die Ariane 6 wenn diese mal einsatzbereit ist und es mehr Informationen über sie gibt,

Meine Bücher sind alle in Schwarz-Weiß. Das hat vor allem Kostengründe. Bei BOD kostet jede Farbseite 10 ct Aufpreis. Es gibt jedoch ein Buch, das für Einsteiger gedacht ist und jeden Trägertyp nur auf zwei Seiten, davon eine Seite mit einem meist farbigen Foto abhandelt: es ist das Buch "Fotosafari durch den Raketenwald". Es ist weniger für den typischen Leser meiner Webseite gerichtet, die ja auch in die Tiefe geht, als vielmehr für Einsteiger und als Geschenk um andere mit der Raumfahrt zu infizieren. Etwa 70 TZrägerraketen die sich äußerlich voneinander unterscheiden werden in diesem Buch kurz vorgestellt - auf je einer Doppelseite.

Sie erhalten alle meine Bücher über den Buchhandel (allerdings nur auf Bestellung), aber auch auf Buchshops wie Amazon, Libri, Buecher.de und ITunes. Sie können die Bücher aber auch direkt bei BOD bestellen.

Mehr über diese Bücher und weitere des Autors zum Themenkreis Raumfahrt, finden sie auf der Website Raumfahrtbucher.de.

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