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Die Titan 1+2

Einleitung

Titan 1 FlugDa die Titan eine über 40-jährige Geschichte hinter sich hat, habe ich den Aufsatz in 3 Teile aufgeteilt:

Die Titan 1

Die Titan 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 besonders zufrieden. Der Grund lag an der mangelnden Zuverlässigkeit und der nur beschränkten Fähigkeit aus einem Silo zu starten. Dies konnten nur die letzten stationierten Atlas F-Raketen. Die technische Auslegung der Atlas als "Eineinhalb"-Stufenrakete mit extrem dünnen Tanks machte schon bei der Erprobung Probleme. Als Trägerrakete hatte die Atlas später die niedrigste Erfolgsquote aller US-Träger. Alles keine Punkte, die für eine Interkontinentalrakete sprechen... Die Militärs wollten auch ein zweites Raketensystem, um von der Atlas unabhängig zu sein, so wie es bei den Mittelstreckenraketen die Thor und Jupiter gab.

Schon während der Konstruktion der Atlas im Jahre 1954 holte man Alternativvorschläge ein. Aus diesen resultierte im Jahre 1955 die Entscheidung, ein Backupsystem zur Atlas zu bauen. Im Oktober 1955 bekam Martin (später Martin-Marietta und Lockheed-Martin) den Auftrag, die SM-68 "Titan"-Rakete zu entwickeln.

Die Titan 1 sollte einen nuklearen Sprengkopf mit der Sprengkraft von vier Megatonnen TNT über eine Distanz von 14.800 Kilometer befördern. Die Reichweite der Titan war also größer als die der Atlas, wenn auch mit kleinerem Sprengkopf. Eine weitere Forderung war, dass die Rakete, anders als die Atlas, für das militärische Personal einfacher handhab- und schneller startbar sein sollte. Das ursprünglich für die Titan vorgesehene autonome Lenksystem wurde auf die Atlas übertragen. Die Titan bekam dafür das Radiolenksystem der Atlas.

Montgae des Sauerstofftanks einer Titan 1Gegenüber der Atlas wurde die Rakete als echte zweistufige Rakete ausgelegt. Die Masse der Titan 1 sank dadurch gegenüber der Atlas und zugleich vergrößerte sich die Nutzlast und Reichweite. Wie die Atlas verwendete die Titan 1 Kerosin und Sauerstoff als Treibstoff. Diese Treibstoffmischung war schon erprobt und lieferte eine gute Energieausbeute. Jedoch beeinträchtigte diese Wahl die Einsatzfähigkeit der Rakete. Die Titan 1 sollte in Silos stationiert werden. Durch den schnell verdampfenden Sauerstoff mussten aber die Raketen vor dem Start aus dem Silo mit einem Aufzug herausgefahren werden, ansonsten hätte es durch den hohen Sauerstoffgehalt der Luft durch den verdampfenden Sauerstoff bei der Zündung eine Explosion gegeben. Dies dauerte etwa 20 Minuten - eine Zeit, die bei einem Erstschlag durch die Sowjetunion nicht zur Verfügung gestanden hätte. Zudem musste der Sauerstoff dauernd nachgefüllt werden, da er schon bei -182 Grad Celsius verdampft. Der verdampfende Sauerstoff führt zudem zu einer an Sauerstoff angereicherten Atmosphäre, in der Brände beschleunigt werden (so auch beim Tod der Apollo 1 Besatzung). So erstickten im Mai 1962 in einem Silo 65 Arbeiter, als ein Dieselaggregat in Brand geriet und der Brand außer Kontrolle kam. Man konnte eine Explosion der Rakete nur durch Einleiten von Stickstoff in den Silo verhindern.

Die Air Force bestellte anfangs 54 Raketen, welche die 18 Atlas E und 36 Atlas D ersetzen sollten. Weiterhin wurden nicht weniger als 70 Raketen für Testflüge bestellt! Der erste Testflug einer Titan 1 fand am 6.2.1959 statt, noch mit einer Dummy-Zweistufe. Der erste Test mit 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 1 begann im April 1962. Insgesamt wurden 108 Raketen für die Stationierung und 47 für Tests gebaut. Von den für die Stationierung bestimmten Raketen wurden auch einige gestartet im Rahmen des Training des Personals.

Die Tests waren wichtig. Wie bei der Atlas tastete man sich 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 man an die Erprobung der Steuerung, des Wiedereintrittskopfes und der Steigerung der Reichweite. Insgesamt 7 Lose mit 62 Raketen dienten der stufenweisen Entwicklung der Titan. Bei der Atlas ging man genauso vor, nur bekamen dort diese Entwicklungsversionen die Bezeichnung Atlas A-C.

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 1,91:1 und erzeugten jeweils einen Schub von 733,5 kN. (zusammen 300 klbf). Der Brennkammerdruck betrug 40 bar, das Entspannungsverhältnis 1:8. Nach 138 Sekunden war die 76 t schwere Stufe ausgebrannt. Anders als bei der Atlas verwandte man bei der Titan eine konventionellere Konstruktion der Zelle. 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 viel dicker als die der Atlas ist, erreicht die Titan dasselbe Voll-/Leermasse-Verhältnis, weil man von Nickelstahl auf Aluminium als Material übergegangen war und die Triebwerke leichter als bei der Atlas sind. Die Tanks fassten 23.433 kg Kerosin und 53.544 kg LOX.

Die zweite Stufe verwandte ein Triebwerk des Typs Aerojet LR 91-3. Es hatte einen Schub von 357 kN (80 klbf) und verbrannte ebenfalls Sauerstoff und Kerosin. Das Triebwerk war mehr auf den Betrieb im Vakuum angepasst und hatte ein Entspannungsverhältnis von 25 bei 45 bar Brennkammerdruck. Es arbeitete 210 Sekunden lang. Die zweite Stufe hatte einen Durchmesser von 2,26 m bei einer Länge von 9,80 m. Treibstoffe waren 5.643 kg Kerosin und 12.913 kg flüssiger Sauerstoff.

Nach dem Ausmustern fanden mit den Titan 1 Testflüge der X-20A Dyna Soar statt. Es gab Pläne, die Titan 1 als Erststufe für eine Juno oder Jupiter C zu benutzen, doch wurden diese nie umgesetzt. Anders als bei den ausgemusterten Titan 2 oder Atlas D-F, wurden die zwischen dem Januar und April 1964 ausgemusterten Titan 1 nie als Raumfahrtträger eingesetzt. Eine Titan 1 hätte ohne Oberstufe etwa 1.100 kg in eine Umlaufbahn tragen können.

Insgesamt wurden 163 Titan 1 gebaut, davon 62 Vorserienmodelle für Erprobungstests, 67 für Tests. Stationiert wurden 54 Raketen. Die Titan I wurde enorm schnell gebaut. Die Produktionsrate erreichte 235 Triebwerke pro Jahr. Das Schicksal der Titan 1 war, dass sie zu einer Zeit gebaut wurde, in der sich die Raketentechnik so schnell entwickelte, dass sie kurz nach dem Beginn der Stationierung schon veraltet war und von der Titan 2 abgelöst wurde. Im Jahre 2007 befanden sich einige Titan Startbasen mit 3 Silos, 16 unterirdischen Gebäuden und 0,24 km² Land zum Verkauf bei ebay - für lächerliche 1,5-2,5 Millionen $.

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Titan 1 Interkontinentalrakete

Erststart: 6.2.1959, letzter Start: 5.3.1965
67 Starts, davon 6 Fehlstarts und 16 Teilerfolge
Startmasse: 99.790 kg

Stufe 1:
Startmasse: 80.498 kg, Leermasse: 3.511 kg
Schub: 1.334 kN (Meereshöhe)
spezifischer Impuls: 2.511 m/s (Meereshöhe)
spezifischer Impuls: 2.845 m/s (Vakuum)
Brenndauer: 138 sec.
2 Triebwerke LR-87-3
Länge: 16 m, Durchmesser: 3,05 m

Stufe 2:
Startmasse: 20.590 kg, Leermasse: 2.034 kg
Schub: 357 kN (Vakuum)
spezifischer Impuls: 2.060 m/s (Meereshöhe)
spezifischer Impuls: 3.021 m/s (Vakuum)
Brenndauer: 210 sec.
1 Triebwerk LR-91-3
Länge: 9,80 m, Durchmesser: 2,26 m

Die Titan 2

Titan 2Schon während der Erprobung der Titan 1 begann die Entwicklung der Titan 2. Die Luftwaffe hatte mit der Titan 1 zwar eine leistungsstärkere Rakete als die Atlas zur Verfügung, jedoch benötigte die Rakete für die Vorbereitung zu einen Start immer noch 15-20 Minuten. Dies lag an der Explosionsgefahr des Sauerstoffes, die Rakete musste erst aus dem Silo hinaus gefahren werden, bevor sie gestartet werden konnte. Die Beton-Silos der Titan sollten zwar einem Atombombenangriff widerstehen können, doch selbst die Luftwaffe nahm an, dass nur ein Teil der Raketen danach würde starten können. Dazu war das hydraulische System, dass einen massiven Betondeckel zur Seite bewegen und eine 100 t schwere Rakete dann um 30 m anheben würde, zu komplex.

Weiterhin musste der flüssige Sauerstoff laufend nachgetankt werden, da er bei -183 Grad Celsius verdampfte. Dichtungen und Ventile wurden durch die Kälte stark beansprucht und mussten oft ausgetauscht werden. Man war daher bestrebt eine Alternative zu finden, die jederzeit startbereit war und somit auch als Abschreckung gegen einen Erstschlag fungieren konnte.

Für die Titan 2 wurde daher eine neue Treibstoffkombination gewählt. Die Verwendung von Stickstofftetroxid (N2O4) als Oxidator und einer Mischung aus jeweils 50 Prozent UDMH und Hydrazin (Aerozin-50) als Treibstoff erlaubte es, die Startzeit auf unter drei Minuten zu senken. Das lag daran, dass beide Treibstoffe lagerfähig waren und es selbst bei Flammen um die Rakete herum, wie sie bei einem Silostart auftreten, keine Explosionsgefahr gab. Nachteilig ist nur, dass diese Kombination einen etwas geringeren Energiegehalt als die bei der Titan 1 eingesetzte Kombination von Kerosin mit Sauerstoff hatte, so dass die Rakete größer ist.

Die Titan 2 verfügte über einen Atomsprengkopf mit einer Stärke von 9 Megatonnen TNT und 3.700 kg Gewicht. Sie war der letzte Träger, der einen einzelnen so großen Sprengkopf trug. Zu dieser Zeit des kalten Krieges war man noch der Meinung, bei der Rüstung ähnlich wie bei konventionellen Sprengköpfen zu verfahren zu müssen: Je größer desto besser. Auch die Proton-Rakete der UdSSR wurde zuerst als Träger für einen 25 Megatonnen-Sprengkopf entwickelt. Bei der Proton begann jedoch noch das Umdenken vor der Indienststellung. Die Titan 2 konnte einen so großen Sprengkopf über eine Distanz von 9.000 nautische Meilen (16.600 km) transportieren. Lange Zeit stellten die 54 Titan-Raketen 30 % der Megatonnen der USA, 1.000 Minuteman die restlichen 70 %.

Die Rakete war schwerer als die Titan 1. Sie wies auch einen durchgängigen Durchmesser von zehn Fuß (3,05 Meter) auf. Die Titan sollte wegen des großen Sprengkopfes und ihrer Reichweite besonders wichtige strategische Ziele angreifen. Jede Rakete hatte ein Ziel fest in ihrem Bordrechner einprogrammiert. Neu war auch eine interne Navigation mit Gyroskopen als Referenzsystem statt der bisherigen Radiosteuerung, bei der die Rakete auf einen Sender am Boden angewiesen war. Damit war die Rakete nach dem Start autonom und konnte ihr Ziel erreichen, selbst wenn die Basis unmittelbar nach dem Start zerstört wurde.

Die Titan 2 war die größte ICBM, die von den USA jemals in Dienst gestellt wurde. Sie hatte eine Länge von 31,4 m (Titan 2: 29,9 m, davon 27 m Rakete, Rest Gefechtskopf) und einen Durchmesser von 3,05 m. Die Startmasse lag bei 149,5 t, etwa 50 % mehr als die der Titan 1 mit 99,7 t.

Titan 2 ErststufeIm Jahre 1959 unterbreitete Martin Marietta den Vorschlag für die Titan 2. Damals war die Entwicklung der Feststoffrakete Minuteman, die wesentlich handhabbarer als die Atlas und Titan 1 war, schon beschlossen. Die Titan II konnte in nur 18 Monaten aus der Titan I entwickelt werden. Durch die lagerfähigen Treibstoffe und ein neues autonomes Navigationssystem war die Vorwarnzeit wie bei der Minuteman sehr kurz. Anders als bei der Minuteman konnte die Titan aber einen viel größeren Sprengkopf transportieren. Wichtig war, dass man aus der Titan 1 relativ einfach die Titan 2 entwickeln konnte. Die Triebwerke wurden auf den Betrieb mit Aerozin-50/NTO umgerüstet und im Schub gesteigert. Das LR-87-5 verbrannte Stickstofftetroxid mit Aerozin 50 im Verhältnis 1,9:1. Der Schub betrug 1.096 kN im Vakuum (474klbf für beide Triebwerke), der spezifische Impuls lag mit 2.903 m/s durch einen höheren Brennkammerdruck von 47 bar und einem Entspannungsverhältnis von 9 sogar höher als bei der Titan 1.

Die beiden Triebwerke der ersten Stufe werden als eine gemeinsame Einheit angesehen. Die beiden Brennkammern waren in einem gemeinsamen Rahmen fixiert und konnten somit nur zusammen bewegt werden.

Die Lageregelung erfolgt um die X- und Y-Achse (Nick- und Gierachse) durch hydraulisches Schwenken beider Triebwerke. Um die Z-Achse (Rollachse) werden dazu die Abgase des Gasgenerators benutzt. Der Stufenadapter ist wie bei sowjetischen Raketen ein Gitterrohradapter. Zusätzlich hat die erste Stufe an ihrem oberen Ende einen Ablativschild, der eine Explosion durch die Flammen der zweiten Stufe verhindern soll. Die zweite Stufe zündet, sobald der Schub der ersten Stufe abfällt wenn die Treibstoffe verbraucht sind. Die Stufentrennung erfolgt eine Sekunde später. Diese Technik der "heißen" Stufentrennung erspart das Zünden in der Schwerelosigkeit und ist bei den Sowjets gang und gäbe (Vergleichen Sie mal meinen Artikel über die Zyklon mit dem über die Titan 2...). Die Sprengbolzen werden also erst aktiviert, wenn das Zweitstufentriebwerk schon in Betrieb ist. Die Verbindung zwischen den beiden Stufen wird dabei in Stücke zersprengt. Das ist auf den Gemini-Videos sehr gut zu sehen (Ausschnitt siehe unten).

Stufentrennung bei einer Gemini MissionDas Triebwerk LR 91-5 der zweiten Stufe musste weniger stark in der Leistung gesteigert werden. Sein Schub von 444,8 kN (100 klbf) wurde durch einen Brennkammerdruck von 50 bar und ein hohes Entspannungsverhältnis von 45 erreicht. Dadurch war auch der spezifische Impuls von 3.100 m/s deutlich höher als beim LR-87-3. Durch den größeren Durchmesser war die zweite Stufe kürzer als bei der Titan 2, die Erststufe dagegen länger. Die Titan 2 war in der Konstruktion wesentlich konventioneller als die Atlas. Anstatt durch Druck versteifte Tanks verwandte sie normale Tanks mit 8,5 mm Wandstärke aus Aluminium. In beiden Stufen waren die Tanks getrennt, ohne gemeinsamen Zwischenboden. Die Druckbeaufschlagung geschah durch die Abgase der Turbinen. Das Triebwerk LR-91 war wie das Triebwerk der ersten Stufe hydraulisch schwenkbar und auch hier wurden die Abgase des Gasgenerators zur Steuerung des Rollens um die Z-Achse benutzt.

Die Titan 2 ersetzte schon 1962 die erste Version der Titan. Trotzdem liefen deren Teststarts bis 1965 weiter. Ähnliches gilt auch für die Titan 2, die bis 1976 gestartet wurde und schon Ende der sechziger Jahre durch die Minuteman-Raketen als Erstschlagswaffe ersetzt wurde. Sie blieb trotzdem bis 1983 stationiert, vielleicht, weil die Minuteman nur wesentlich kleinere Atomsprengköpfe hatten. Die Air Force bestellte 144 Raketen. Stationiert wurden 54, welche die Titan 1 ersetzten. 81 Raketen wurden für Erprobungsstarts benutzt und über 9 Raketen gibt es keine Aufzeichnung. Mindestens eine Titan 2 explodierte im Silo, wurde aber nie ersetzt. Die Titan 2 blieb als Interkontinentalrakete bis 1982 im Einsatz. Danach begann die Ausmusterung, die bis 1987 dauerte. Schon vorher wählte die NASA die Titan 2 als Träger des Gemini-Raumschiffes.

Titan 2 Gemini

Titan 2 (Interkontinentalrakete)

Erster Start: 16.5.1962, letzter Start: 27.7.1976
Starts: 81, davon 6 Fehlstarts und 8 Teilerfolge
Nutzlast: 1 Mk6 Sprengkopf mit 3.801 kg Gewicht

Stufe 1 (Core 1):
Startmasse 115.664 kg, Leermasse: 5.047 kg
Schub: 1.950 kN, Brennzeit 159 sec.
spezifischer Impuls: 2.903 m/s (Vakuum), 2.531 m/s (Meereshöhe)
Durchmesser: 3,05 m, Länge: 22,29 m
Treibstoff: N2O4/Aerozin 50
2 Triebwerke LR-87-3

Stufe 2 (Core 2):
Startmasse: 28.914 kg, Leermasse: 2.104 kg
spezifischer Impuls: 3.100 m/s (Vakuum)
Schub: 445 kN, Brennzeit: 180 sec.
Durchmesser: 3,05 m, Länge: 7,90 m
Treibstoff: N2O4/Aerozin 50
1 Triebwerk LR-91-3

Gemini titanDie Gemini Titan

Im November 1963 wählte die NASA die Titan 2 als Träger des bemannten Gemini-Raumschiffes. Das war zuerst einmal eine Zwecklösung. Kein anderer Träger mit einer so hohen Nutzlast war zu diesem Zeitpunkt verfügbar. Die Titan 2 litt zu diesem Zeitpunkt jedoch noch unter schweren Kinderkrankheiten. Für eine bemannte Mission musste ihre Zuverlässigkeit erheblich verbessert werden, auch wenn die Titan-Entwicklung weitaus weniger Probleme bereitete als die der Atlas.

Die NASA schaltete sich in die Entwicklung mit ein und half, die Zuverlässigkeit des Trägers zu erhöhen. Hauptproblem waren starke Beschleunigungsspitzen in der Querachse von +/-2,5 g. (1 g = einfache Erdbeschleunigung von 9,81 m/s²). Diese führten zu starken Vibrationen und Ausfällen der Triebwerke. Das Militär hatte diesen Schwankungen keine so grosse Bedeutung zugemessen, da für einen nuklearen Sprengkopf erst wesentlich höhere Beschleunigungen gefährlich werden. Für ein bemanntes Raumschiff musste dieser Wert jedoch auf ein Zehntel gesenkt werden. Die NASA leistete Hilfe bei der Verbesserung der Triebwerke, so dass die, im Fachjargon POGO-Schwingungen genannten, Vibrationen kleiner wurden. Die Air Force wollte die Verbesserungen einstellen, nachdem ein Level von +/- 0,6 g erreicht war, denn dies war völlig ausreichend für eine militärische Rakete und die Versager durch POGO-Schwingungen hörten auf. So kam es am 29.3.1963 zu einem Gipfelgespräch, denn die Air Force wollte das Geld lieber in andere Programme investieren. Die NASA hatte die Titan II jedoch schon als Trägerrakete für Gemini auserkoren und drang auf eine Verringerung der Beschleunigungen auf maximal 0,25 g. Wegen der Bedeutung der Titan für das Gemini-Projekt wurde entschieden, dass die Air Force weitere 3 Millionen USD 1963 und 17 Millionen USD im Jahre 1964 in die Verbesserung der Titan stecken sollte. Weitere Kosten müsste dann die NASA tragen. Es dauerte bis zum 25. Testflug am 1.11.1963, als eine Titan II erstmals mit Beschleunigungsspitzen von 0,11 g die NASA-Anforderungen erfüllte. Weiterhin wurde das Zweitstufentriebwerk einer Revision unterzogen, da sich bei Bodentests bei Aerojet eine Instabilität des Brennverhaltens gezeigt hatte. Die gesamten Änderungen kosteten die Air Force 25 Millionen USD und die NASA 2,95 Millionen USD. Dies führte auch zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Titan.

Für die Starts der Gemini-Titan wurde die Startrampe 19 der USAF benutzt. Man kam mit nur einer Startrampe aus, obwohl zwischen zwei Flügen nur 8 Tagen lagen. Das zeigt auch, wie schnell die Titan einsatzfertig gemacht werden konnte.

Die Titan 2 konnte eine Nutzlast von 3.810 Kilogramm in den Orbit befördern. Dies reichte aus für das 3.600 kg schwere Gemini-Raumschiff mit 2 Mann Besatzung. Zwölf Raketen wurden dafür zusätzlich gefertigt. Sie erhielten eine modernere elektronische Steuerung und 4 Retroraketen an der zweiten Stufe, welche die ausgebrannte Stufe vom Gemini-Raumschiff abtrennten. Zusätzlich gab es mehr redundante Systeme. Weiterhin wurde ein MDS (Malfunction Detection System) installiert. Sensoren überwachten die Drücke in Tanks und Leitungen, den Schub der Triebwerke und erkannten den Ausfall der Steuerung. Bei einem Defekt in der ersten Stufe hätte es automatisch die Stufentrennung durchgeführt. Die Abtrennung der Kapsel erfolgte aber durch die Astronauten, die durch das MDS von einer Fehlfunktion informiert wurden. So war noch immer der Mensch für die Mission verantwortlich. Bei der Gemini Titan hatte man auf ein Feststofftriebwerk zum Abtrennen der Kapsel ("Fluchtturm") verzichtet, weil die verwendeten Treibstoffe nicht so explosiv wie die bei anderen Raketen eingesetzten Triebstoffe Sauerstoff/Kerosin oder Sauerstoff/Wasserstoff sind. Selbst im Falle eines Lecks hätten die Astronauten genug Zeit gehabt, die Kapsel manuell abzutrennen.

Verändert wurde auch das Steuerungssystem. Die Titan 2 hatte in der militärischen Version ein Intertialsystem, d.h. nach dem Start war sie autonom. Sie bestimmte mittels Kreiseln ihre Lage im Raum und ihre Geschwindigkeit, eine Elektronik maß Abweichungen vom Sollkurs und korrigierte automatisch nach. Die Version für die NASA setzte dieses System nur für die erste Stufe ein, die zweite Stufe bekam ein Radiolenksystem. Dabei folgt die Rakete einem Funkleitstrahl vom Boden aus. Das System war redundant vorhanden, einmal in der zweiten Stufe und einmal in der Gemini-Kapsel. Bei einem Ausfall konnte innerhalb von 50 ms von einem auf das andere System umgeschaltet werden. Dadurch wurde die Zuverlässigkeit der Steuerung von 0,887 auf 0,995 erhöht. Ansonsten waren sie identisch zu der militärischen Version. Das Radiolenksystem erlaubte mehr Eingriffe von außen in die Steuerung, war aber durch die Notwendigkeit von Funkstationen deutlich aufwendiger. Für die militärische Version hingegen war die Autonomie wichtiger. 

Schon nach zwei unbemannten Testflügen erfolgte der erste bemannte Start. Dies war möglich, da die Titan 2 als militärischer Träger damals schon über 20 Flüge hinter sich hatte, sie konnte daher als ausgereift betrachtet werden. Im November 1963 selektierte die NASA die Titan 2 als Trägerrakete für Gemini. Von den zwölf Gemini-Flügen missglückte kein einziger. Eine Titan 3C hat darüber hinaus ein unbemanntes Gemini-Raumschiff in den Orbit befördert. Der erste Start fand am 8.4.1964 statt, der letzte von 12 Flügen am 11.11.1966. Die höchste Nutzlastmasse, die transportiert wurde, betrug 3.798 kg. Allerdings erreichten die sehr schweren Gemini-Kapseln oft einen sehr niedrigen Orbit, den sie dann mit ihren eigenen Triebwerken anheben mussten. Beim Start von Gemini 6 gab es den einzigen Zwischenfall: Die Titan 2 zündete, hob jedoch nicht ab und wurde von der Bodenkontrolle wieder abgeschaltet. Ursache war eine Staubschutzkappe aus Plastik, die man nicht von einer Treibstoffleitung entfernt hatte. Der wenige Tage später durchgeführte Start verlief dann ohne Probleme.

Insgesamt gaben NASA und Air Force 283,2 Millionen USD für die Titan II im Gemini-Programm aus. Dies umfasste alle 12 Starts und die Kosten für Veränderungen an Air Force-Testraketen. Damit war die zivile Karriere der Titan 2 beendet, so schien es zumindest 1966...

Titan 2 Gemini

Titan 2 (Trägerrakete)

Erster Start: 8.4.1964, letzter Start: 11.11.1966
Starts: 12 davon kein Fehlstart
Nutzlast: 3.810 kg in einen 185 km hohen Erdorbit
Höhe: 31,40 m
Startmasse: 154.000 kg

Stufe 1 (Core 1):
Startmasse: 115.664 kg, Leermasse: 5.047 kg
Schub: 1.950 kN, Brennzeit: 159 sec.
spezifischer Impuls: 2.903 m/s (Vakuum), 2.531 m/s (Meereshöhe)
Durchmesser: 3,05 m, Länge: 22,29 m
Treibstoff: N2O4/Aerozin 50
2 Triebwerke LR-87-3

Stufe 2 (Core 2):
Startmasse: 28.914 kg, Leermasse: 2.104 kg
spezifischer Impuls: 3.100 m/s (Vakuum)
Schub: 445 kN, Brennzeit: 180 sec.
Durchmesser: 3,05 m, Länge: 7,90 m
Treibstoff: N2O4/Aerozin 50
1 Triebwerk LR-91-3

Die Titan 23 G

Letzter titan 2G StartNach Ausmusterung der Titan 2 in den Jahren 1982 bis 1987 wurden 14 der 54 Raketen zu Trägerraketen umgebaut. Zuerst erhielt Martin Marietta im Januar 1986 einen Auftrag über 45,2 Millionen USD, bei dem die Firma prüfen sollte, in wieweit man die Titan 2-Interkontinentalraketen als Trägerraketen nutzen konnte. Ingenieure der Firma reisten zur Norton AFB, wo die Raketen gelagert wurden. Im Oktober 1986 kam es dann zu einem 486,3 Millionen USD teuren Anschlussauftrag an Martin Marietta, um 14 Raketen umzurüsten, mit neuer Elektronik zu versehen, Nutzlasthüllen anzufertigen und die Launchpads der Titan 3B umzubauen.

Diesem ersten Auftrag über 529 Millionen USD für die ersten 8 Raketen folgten 155 Millionen USD für weitere 6 Raketen. Im Jahre 2002 wurde der gesamte Kontrakt mit 659,3 Millionen USD angegeben (Offensichtlich war die Umrüstung einfacher als geplant). Damit kosten die Starts und die Umrüstung im Mittel 47 Millionen USD pro Rakete. Dies liegt im Bereich einer Delta 2 mit höherer Nutzlast. Seltsamerweise hat man nur 14 Raketen umgerüstet, obgleich der zweite Auftrag zeigte, dass die folgenden Starts billiger werden würden, da man für die Umrüstung der Launchpads und Entwicklung von Lenkung und Nutzlastverkleidung natürlich mit Fixkosten rechnen muss.

Die Titan 2 übernimmt dabei die Rolle der ebenfalls ausgemusterten Atlas E, um vor allem militärische Wettersatelliten in polare Umlaufbahnen in ca. 700-1.200 Kilometer Höhe zu befördern. Die NASA orderte auch einige Titan 2, unter anderem für den Start von Landsat 6 (Fehlstart durch Versagen der Feststoffoberstufe) und die Raumsonde Clementine. Die Bezeichnung ist nicht ganz geklärt. Es gibt die Bezeichnungen Titan 23 G, Titan II G und Titan II SLV (Standard Launch Vehicle). Da die Air Force die Titan 3B auch als "Titan 23" und "Titan 24" bezeichnet hat, gibt es hier eine Verwechslungsgefahr.

Da die Nutzlast der Titan 2 durch die relativ hohe Leermasse der zweiten Stufe rasch abnimmt, werden die Nutzlasten zumeist mit einer zusätzlichen Oberstufe ins All befördert. Von den bisher durchgeführten Starts misslang einer, da die Feststoffoberstufe nicht zündete. Lockheed-Martin bekam den Auftrag, die 14 Raketen zu modernisieren, dazu gehörte ein neues Navigations- und Computersystem und eine 3,30 m breite Nutzlastverkleidung variabler Länge (6,10 oder 9,15 m). Durch die Masse der Nutzlastverkleidung ist die Nutzlast kleiner als bei der Gemini-Version, da diese zusätzlich transportiert werden muss. Weiterhin mussten die Oberstufen angepasst werden, um Nutzlasten aufzunehmen. Lockheed-Martin bekam auch den Auftrag für die Umrüstung der Launchpads und die Nutzlastintegration. Ansonsten ist die Rakete eine nahezu unveränderte, 40 Jahre alte Titan 2, die auch schon 1965 mit Gemini gestartet hätte werden können!

Ursprüngliche Pläne, die Nutzlast der Titan 2 durch zusätzliche Castor 4-Booster zu steigern (Titan 2 MSX) wurden aufgegeben. Es gab Pläne, bis zu 8 Castor 4-Booster an der Core 1 zu befestigen und zum Teil erst im Flug zu zünden. Die größte Version mit 8 Boostern hätte etwa 4.800 kg in eine erdnahe Bahn transportieren können. Ebenfalls nicht umgesetzt wurden Ideen, mit einer PAM-D-Oberstufe etwa 1.043 kg in einen geostationären Übergangsorbit zu transportieren.

Derartige Nutzlasten werden von einer kleineren Variante der Delta-Trägerrakete befördert. Die 14 Raketen bestehen meistens aus verschiedenen Stufen der ursprünglichen Interkontinental-Raketen. Dies, und die Tatsache, dass nur 14 der ursprünglichen 54 zum Einsatz kommen, lässt darauf schließen, dass die anderen Raketen nicht mehr der nötigen Zuverlässigkeit genügen. Der erste Start fand am 5.9.1988 statt, seitdem fand etwa ein Flug alle 1-2 Jahre statt, der letzte am 14.10.2003. Es wurden 13 der 14 Raketen gestartet, die Nachfolge der Titan 2G wird die Delta 4 antreten. Die vierzehnte Rakete bleibt als Reserve, es ist kein Start mehr geplant.

Die meisten Nutzlasten waren militärische Satelliten wie Wettersatelliten in polare Umlaufbahnen. Für eine 800 km hohe polare Umlaufbahn (ohne Oberstufe) hat die Rakete eine Nutzlast von 1.900 kg. Für einen 185 km hohen Orbit sind es 2.177 kg. Die eingesetzte Oberstufe ist der Star 37XFP mit Feststoffantrieb. Sieben der Raketen nutzten sie, die anderen setzten keine Oberstufe ein. Für die Starts sind die Pads der Titan 3B/Titan 34B umgerüstet worden. Bis zum Jahre 2005 werden die Launch Pads nach dem letzten Start eingemottet, dann wird entschieden, ob sie umgebaut oder demontiert werden.

Titan 2 G (Titan 23)

Titan 23G

Erster Start 5.9.1988, letzter Start 14.10.2003
Starts 13, davon 1 Fehlstart
Höhe: 34,60 m
Startgewicht: 151.400 kg

Nutzlast: 1.900 kg in einen 800 km hohen sonnensynchronen Orbit

Stufe 1 (Core 1):
Startmasse: 115.664 kg, Leermasse: 5.047 kg
Schub: 1.950 kN, Brennzeit: 159 sec.
spezifischer Impuls: 2.903 m/s (Vakuum), 2.531 m/s (Meereshöhe)
Durchmesser: 3,05 m, Länge: 22,29 m
Treibstoff: N2O4/Aerozin 50
2 Triebwerke LR-87-3

Stufe 2 (Core 2):
Startmasse: 28.914 kg, Leermasse: 2.104 kg
spezifischer Impuls: 3.100 m/s (Vakuum)
Schub: 445 kN, Brennzeit: 180 sec.
Durchmesser: 3,05 m, Länge: 7,90 m
Treibstoff: N2O4/Aerozin 50
1 Triebwerk LR-91-3

Stufe 3 (Star 37 XFP):
Startmasse: 955 kg, Leermasse: 71 kg.
spezifischer Impuls: 2.845  m/s (Vakuum)
Schub: 31,5 kN, Brennweit: 66 sec.
Durchmesser: 0,93 m, Länge: 1,52 m

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), 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:

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.

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: 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.

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.




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