Raketen
Olafs Raumfahrtkalender

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Geschichte und Geschichten aus mehr als 5½ Jahrzehnten Raumfahrt

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Statistik erstellt: 2017-05-29T12:46:45+02:00
Atlas V Mod. 401

Im August 1995 benannte die USAF Lockheed Martin Astronautics als einen der Gewinner der ersten Phase zur Ausschreibung des Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) Programms. Dessen Ziel war die Schaffung einer neuen Raketenfamilie, die Dank des Einsatzes einer Reihe gemeinsamer Komponenten eine signifikante Kostenersparnis gegenüber bisherigen „Wegwerfraketen“ ermöglichen sollte. Schon früh setzte Lockheed Martin bei seinem Entwurf auf das russische RD-​180 Triebwerk, eine Variante des RD-​170 aus dem „Energija“ Programm. Erste Erfahrungen mit diesem leistungsfähigen Antrieb sammelte man ab dem Jahr 2000 mit der Atlas III Familie. Diese verband das Erbe der Atlas II mit dem neuen Triebwerk. In dieser Kombination mußte der Startschub des RD-​180 sogar auf 74% gedrosselt werden, um innerhalb der strukturellen Limits der Erststufe zu bleiben. Als Lockheed Martin schließlich auch aus der zweiten EELV Ausschreibungsphase erfolgreich hervorging, ging man für den Atlas V Entwurf neue Wege. Die Erststufe (Common Core Booster - CCB) wurde konventionell neu entworfen. Alle Modelle der neuen Raketenfamilie bauten auf dieser Stufe mit einem RD-​180 Triebwerk auf. Die Baureihe 400 (mit 4,2 m Nutzlastverkleidung) konnte zudem mit bis zu drei neuentwickelten Feststoffboostern mit um 3° abgewinkelten, nicht schwenkbaren Düsen bestückt werden. Die Booster waren die weltweit größten, monolithisch aus kohlefaserverstärktem Verbundwerkstoff gefertigten Feststofftriebwerke. Der CCB wurde als selbsttragende Aluminium-​Struktur mit Isogrid-​Tanks gefertigt. Die Stufentrennung übernahmen acht kleine Retrotriebwerke. Über einen Stufenadapter wurde der CCB mit der Centaur III Oberstufe verbunden. Diese behielt den 3,05 m Durchmesser der früheren Atlas Modelle bei, während der Erststufendurchmesser auf 3,81 m gewachsen war. Die Centaur, die gegenüber früheren Modellen in der Länge gestreckt worden war, konnte mit einem (SEC) oder zwei (DEC) RL-​10A-​42 Triebwerken bestückt werden. Strukturell basierte sie auf einem druckstabilisierten Edelstahl-​Ballontank. In der Single Engine Centaur Version konnte die Düse des Triebwerks elektromechanisch geschwenkt werden. Die zwei Düsen der Dual Engine Centaur schwenkten dagegen hydraulisch. Zudem verfügten sie über eine ausfahrbare Kolumbium-​Düsenverlängerung. Je nach Mission war eine mehrfache Wiederzündung der kryogenen Triebwerke möglich. Für die Baureihe 400 standen drei Nutzlastverkleidungen zur Verfügung. Sie stammten von dem Typ ab, der bereits mit der Atlas III zum Einsatz gekommen war und wurden als Stringerkonstruktion aus Aluminium gefertigt.
Das erste eingesetzte Modell der neuen Atlas V Familie war die Atlas V 401. Der Zifferncode 401 bezeichnet dabei das Modell mit 4,2 m Nutzlastverkleidung, ohne Feststoffbooster und mit SEC Oberstufe.



Gesamtsystem
Nation USA
Bezeichnung(en) Atlas V Mod. 401, Atlas 5 Mod. 401
Entwicklungszeitraum
erster Start 21.08.2002
Einsatzzeitraum 2002
Stufenzahl 2
Gesamthöhe ca. 57,3 m
Basisdurchmesser 3,81 m
max. Nutzmasse 4.750 kg (GTO 185×35.786 km@27,0°)
9.797 kg (200 km Kreisbahn@28,5°)
Leermasse
Treibstoffmasse
Startmasse
Startschub 3.827 kN
1. Stufe
Hersteller Lockheed Martin Space Systems
Bezeichnung(en)
Länge inkl. Stufenadapter 34,98 m
max. Durchmesser 3,81 m
Leermasse inkl. Stufenadapter 22.001 kg
Treibstoffmasse 284.089 kg
Gesamtmasse inkl. Stufenadapter
Antrieb 1 Zweikammer-​Flüssigkeitstriebwerk NPO Energomash RD-​180
Treibstoff Kerosin RP-​1 + Flüssigsauerstoff
Startschub 3.827 kN
spezifischer Impuls (Seehöhe) 311 s
Brenndauer (typisch) 245 s
2. Stufe
Hersteller Lockheed Martin Space Systems
Bezeichnung(en) Centaur D-​3B
Länge mit ausgefahrener Triebwerksdüse 12,68 m
max. Durchmesser 3,05 m
Leermasse 2.425 kg
Treibstoffmasse 20.830 kg
Gesamtmasse
Antrieb 1 Flüssigkeitstriebwerk Pratt & Whitney RL10A-​42
Treibstoff Flüssigwasserstoff + Flüssigsauerstoff
Vakuumschub 99 kN
spezifischer Impuls (Vakuum) 450 s
Gesamt-​Brenndauer 894 s
Nutzlastverkleidung
Länge 12,01 m
max. Durchmesser 4,2 m
Konstruktionsmasse 2.127 kg

Quellen:
[1] ATLAS V LAUNCH SERVICES USER’S GUIDE, März 2010