05.01.2011 / Autor: Daniel Maurat Raumfahrt > Raketen

Atlas (Teil 1)

Sie war die erste amerikanische Interkontinentalakete, doch wurde sie zu einer Stütze der US-Raumfahrt: Die Atlas war und ist einer der wichtigsten Träger der USA. Hier der erste Teil der Geschichte: die Anfänge bis zur Agena.

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Die Atlas (militärische Bezeichnung: SM-65) war die erste Interkontinentalrakete der USA. Zwar war ihr nur ein kurzes Einsatzleben als Interkontinentalrakete vergönnt, doch wurde sie schnell zu einer Stütze der US-Raumfahrt.

Entwicklung

Schon in den 1940er Jahren, kurz nach dem Ende des 2. Weltkrieges, gab es Konzepte einer Interkontinentalrakete für den Fall, dass die Sowjetunion mit einem weiteren Krieg beginnen würde und die Territorien der europäischen Verbündeten besetzt worden wären. Doch als sich herausstellte, dass mit dem Stand der Technik zu dieser Zeit dieses Projekt nicht durchführbar wäre, wurde es wieder in die Schublade verbannt.

Im Juli 1955 aber, unter dem Eindruck des Koreakrieges und der sowjetischen Aufrüstung, begann die Entwicklung der SM-65, die kurze Zeit später den Namen Atlas erhielt, bei Convair (heute Lockheed Martin). Im Gegensatz zu den zuvor entwickelten Raketen war diese ein großer Entwicklungssprung. Sie sollte nämlich eine 1,5 t schwere Wasserstoffbombe 13.000 km weit transportieren können, wozu man eine Geschwindigkeit aufbauen musste, die nur noch 800 m/s unter der Orbitalgeschwindigkeit lag. Als Treibstoffe wählte man die bisher am meisten benutzte Mischung RP-1 (Rocket Propellant 1), Kerosin als Treibstoff und flüssigen Sauerstoff als Oxidator. Darüber hinaus hatten die amerikanischen Konstrukteure noch keine Erfahrungen mit Zündungen von Flüssigtriebwerken im Vakuum. Um dieses Problem zu umgehen, entwickelte man ein System, das charakteristisch für die Atlas werden sollte: zwei Marschtriebwerke und ein Zentraltriebwerk, auch Substainer genannt. Alle Triebwerke wurden aus einem gemeinsamen Tank gespeist. Diese Trägerraketenkonzept wurde auch Eineinhalb-Sufen-Trägerrakete genannt. Dabei waren die Besonderheiten der Komponenten:
  • Die Marschtriebwerke erbrachten den meisten Startschub. Nach 130 Sekunden wurden die Triebwerke abgeworfen.
  • Das Substainertriebwerk wurde zwar mit den beiden Marschtriebwerken gestartet, arbeitete aber weiter, bis die Tanks leer waren. Es wurde für den Vakuumbetrieb opimiert.
  • Der Tank ist eine der großen Besonderheiten der Atlas: um das Leergewicht gering zu halten, wurde die Außenhaut der Rakete gleichzeitig zum Tank. Diese ist so dünn, dass man sie unter Druck setzen muss, damit die Rakete nicht kollabiert.
Doch dieses neue Konzept hatte einen hohen Preis: Die Größe der Rakete und die Triebwerke waren technologisches Neuland und viele Testflüge endeten in Fehlschlägen. Die Testversionen der Atlas waren die Atlas A, Atlas B und Atlas C.

Die Atlas A war eine Testversion für die beiden Marschtriebwerke. Es war ein Entwicklungsmodul mit den beiden Marschtriebwerken, geringerer Treibstoffzuladung und einem sehr einfachen Steuersystem. Die Raketenspitze war eine Attrappe, die einem Atomsprengkopf nachempfunden ist. Erststart war am 11. Juni 1957.

Technischen Daten

US Air force, NASA

Bild vergrößernEin Testflug der Atlas A
(Bild: US Air Force, NASA)
Stufen 1
Höhe 25 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.517 kN
Startmasse 110,7 t
Treibstoffmasse 103,6 t
Max. Nutzlast -
Erster Start 11. Juni 1957
Letzter Start 3. Juni 1958
Treibstoff RP-1/LOX
Triebwerke 2x XLR-89-5

Die Atlas B war die erste Atlas, die voll einsatzfähig war. Sie war ein Testmodell der Serienkonfiguration. Erstmals war die Spitze abtrennbar. Der Erststart fand am 19. Juli 1958 statt. Nach dem Sputnikschock rüstete man eine Atlas B um, um damit das Kommunikationsexperiment Score in den Weltraum zu bringen. Der Start war am 18. Dezember 1958.

NASA

Bild vergrößernEine Atlas B mit dem Kommunikationsexperiment SCORE auf der Startrampe
(Bild: NASA)
Technische Daten

Stufen 2
Höhe 25 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.587 kN
Startmasse 110,7 t
Treibstoffmasse 107,6 t
Max. Nutzlast 70 kg (LEO)
Erster Start 9. Juli 1958
Letzter Start 4. Februar 1959
Treibstoff RP-1/LOX
Triebwerke Marschtriebwerke: 2x XLR-89-5

Substainer: 1x XLR-105-5

Die Atlas C war schon sehr nahe an der Serienkonfiguration. Mit ihr wurden die nuklearen Sprengköpfe für den Einsatz qualifiziert. Erststart war am 24. Dezember 1958.

US Air Force

Bild vergrößernEine Atlas C auf der Startrampe.
(Bild: US Air Force)
Technischen Daten

Stufen 1
Höhe 25 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1587 kN
Startmasse 110,7 t
Treibstoffmasse 107,6 t
Max. Nutzlast -
Erster Start 24. Dezember 1958
Letzter Start 24. August 1959
Treibstoff RP-1/LOX
Triebwerke Marschtriebwerke: 2x XLR-89-5

Substainer: 1x XLR-105-5

Nach den Testversionen war die Atlas bereit, auf verschiedenen Basen stationiert zu werden. Diese Version war die Atlas D, die einer der wichtigsten Träger der NASA wurde. Die Atlas D war die erste Interkontinentalrakete, die die US-Armee stationierte. Zwar wurden nur 33 stationiert, doch waren sie das Erstschlagspotential der USA. In der Testphase wurden 78 Atlas D gestartet, von denen nicht weniger als 27, zumeist am Anfang der Teststarts, versagten. Die Stationierung begann im September 1959, doch schon 1965 wurden die Raketen von ihren Basen zurückgezogen. Der Grund dafür war, dass die Treibstoffkombination Kerosin und flüssiger Sauerstoff nur begrenzt lagerfähig ist (Sauerstoff verdampft schon bei -180°C) und so die Bereithaltung sehr kompliziert war. Deswegen wurde sie durch die Titan II und die Minuteman ersetzt. Bereits vor der Ausmusterung begann das zweite Leben der Atlas: zunächst wählte die NASA die Atlas D aus, die bemannten Mercury-Kapseln in einen Orbit zu bringen. Zwei unbemannte Einsätze der Atlas D waren zwar Fehlschläge, doch alle vier bemannten Einsätze Erfolge. Für die NASA hatte die Atlas die Bezeichnung LV-3B, doch die Öffendlichkeit kannte sie nur als Mercury Atlas.

NASA

Bild vergrößernEine Atlas D startet die Kapsel Mercury Atlas 6 (Friendship 7) auf der Spitze. An Bord war der Astronaut John Glenn.
(Bild: NASA)
Technischen Daten

Stufen 1
Höhe 25 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.587 kN
Startmasse 116,1 t
Treibstoffmasse 110,7 t
Max. Nutzlast 1,36 t (LEO)
Erster Start 14. April 1959
Letzter Start 27. Juli 1967
Treibstoff RP-1/LOX
Triebwerke Marschtriebwerke: 2x XLR-89-5 Substainer: 1x XLR-105-5

Nach der Indienststellung der Atlas D begann die US Air Force, eine verbesserte Version der Atlas zu bauen, die auch in einem Silo gelagert werden kann. Daraus resultierten die Versionen Atlas E und F. Beide Versionen gleichen sich, die Atlas F aber hat ein anderes Betankungssystem, welches die Betankung in einem Silo erlaubt. Sie wurden jeweils 1961 stationiert und 1965 ausgemustert. Anschließend wurden sie als Satellitenträger mit verschiedenen Oberstufen benutzt. Da sie sich so sehr ähneln, ist eine Unterscheidung nicht einfach.

US Air Force

Bild vergrößernEine Atlas E/F beim Start
(Bild: US Air Force)
Technischen Daten

Stufen 1
Höhe 29,2 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.731 kN
Startmasse 122 t / 125 t
Treibstoffmasse 116,9 t
Max. Nutzlast 2,25 t (LEO); 1,5 t (SSO)
Erster Start 11. Oktober 1960; 9. August 1961
Letzter Start 24. März 1995; 23. Juni 1981
Treibstoff RP-1/LOX
Triebwerke Marschtriebwerke: 2x LR-89-5 Substainer: 1x LR-105-5

Oberstufen

Atlas Able

Schon früh war den Entwicklern der Atlas klar, dass sie ohne Oberstufe ihr Potential nicht ausschöpfen konnten. Darüber hinaus suchte die NASA einen Träger, um eine 175 kg schwere Mondsonde zu starten. Dafür rüstete man die Atlas D mit der Able-Oberstufe der unglücklichen Vanguard und der Thor-Able aus. Diese war zwar für die Atlas unterdimensioniert, doch erstmals war es der Atlas möglich, Fluchtbahnen anzusteuern. Diese Kombinationen war aber noch nicht ausgereift, als man mit den Starts begann. Alle drei waren Fehlschläge. Ein Start schlug wegen der Atlas fehl, einer wegen der Able und beim dritten kollabierte die Nutzlastverkleidung, weswegen der gesamte Träger explodierte. Zwar war ein vierter Start geplant, doch explodierte die Rakete bei einem Test auf der Rampe.

NASA

Bild vergrößernDer Start einer Atlas Able.
(Bild: NASA)
Technischen Daten

Stufen 3
Höhe 35 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.587 kN
Startmasse 120,1 t
Treibstoffmasse 112 t
Max. Nutzlast 250 kg (GTO); 175 kg (Fluchtbahn)
Erster Start 15. November 1959
Letzter Start 15. Dezember 1960
Treibstoff RP-1/LOX (1. Stufe); UDMH/Salpetersäure (2. Stufe); Kaliumchlorat
Triebwerke 1. Stufe: Marschtriebwerke: 2x XLR-89-5 Substainer: 1x XLR-105-5 2. Stufe: Aerojet AJ-10-101 3. Stufe: X-248

Atlas Agena A

Nach dem totalen Fehlschlag der Atlas Able wollte man eine verlässlichere Oberstufe. Deswegen entschied man sich für die Atlas mit der Agena A, die schon von der Thor benutzt wurde. Zwar war sie nicht optimal für den Vakuumbetrieb - die Agena entstand aus einer Abstandswaffe für die B-58 - doch war sie ein Quantensprung im Vergleich zur Able. Die Leistung der Agena waren eher mittelmäßig: bei vier Starts versagte sie zweimal.

US Air Force

Bild vergrößernStart einer Atlas Agena A mit einem Midas-Satelliten
(Bild: US Air Force)
Technischen Daten

Stufen 2
Höhe 30,1 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.587 kN
Startmasse 124 t
Treibstoffmasse 117,7
Max. Nutzlast 2.300 kg (LEO); 800 kg (GTO)
Erster Start 26. Februar 1960
Letzter Start 31. Januar 1961
Treibstoff RP-1/LOX (1. Stufe); UDMH/Salpetersäure
Triebwerke 1. Stufe: Marschtriebwerke: 2x LR-89-5 Substainer: 1x LR-105-5 2. Stufe: XLR81-BA-5

Atlas Agena B

Nach dem mittelmäßigen Erfolg der Agena A entschloss sich die US Air Force, die Oberstufe zu verbessern. Sie war nun ganz für Raumfahrtzwecke optimiert und verfügte über ein neues Triebwerk sowie ein größeres Tankvolumen, weswegen sie nun viel flexibler im Orbit wurde. Die Atlas Agena B startete einige der ersten planetaren Sonden der NASA, unter anderem die Venussonde Mariner 2, verschiedene Ranger-Raumsonden, aber auch Fotoaufklärer der Samos- und Midas-Reihe.

US Air Force

Bild vergrößernStart einer Atlas Agena B. An Bord der Fernaufklärungssatellit Samos 7.
(Bild: US Air Force)
Technischen Daten

Stufen 2
Höhe 32,86 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1721 kN
Startmasse 127,4 t
Treibstoffmasse 121 t
Max. Nutzlast 2.300 kg (LEO); 850 kg (GTO)
Erster Start 12. Juli 1961
Letzter Start 21. März 1965
Treibstoff RP-1/LOX (1. Stufe); UDMH/Salpetersäure (2. Stufe)
Triebwerke 1. Stufe: Marschtriebwerke: 2x LR-89-5 Substainer: 1x LR-105-5 2. Stufe: LR81-BA-5

Atlas Agena D

Die Agena D war die Serienkonfiguration der Agena B. Sie war eine der beiden wichtigsten Oberstufen in den ersten 50 Jahren der US-Raumfahrt und wurde auf verschiedenen Raketen eingesetzt. Sie wurde so oft eingesetzt, dass die Agena auch für das Gemini-Programm als Dockingvehikel benutzt wurde. Auch wurden verschiedene Sonden des Typs Lunar Orbiter und Mariner sowie viele Aufklärungssatelliten für das US-Militär gestartet.

US Air Force / NASA

Bild vergrößernDer Start einer Atlas Agena D
(Bild: US Air Force / NASA)
Technischen Daten

Stufen 2
Höhe 40,48 m
Durchmesser 3,05 m
Startschub 1.700kN
Startmasse 155 t
Treibstoffmasse 147 t
Max. Nutzlast 3.900 kg (LEO); 1.000 kg (GTO); 500 kg (Fluchtbahn)
Erster Start 12. Juli 1963
Letzter Start 7. April 1978
Treibstoff RP-1/LOX (1. Stufe); UDMH/Salpetersäure (2. Stufe)
Triebwerke 1. Stufe: Marschtriebwerke: 2x LR-89-7 Substainer: 1x LR-105-5 2. Stufe: LR81-BA-5

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