Vanguard (nosná raketa)

Vanguard bola nosná raketa Spojených štátov postavená na základe prieskumnej rakety Viking. Mala sa stať prvou raketou, ktorá vynesie do vesmíru americkú družicu. Nakoniec ju však predbehla raketa Juno I.

V roku 1955 Spojené štáty predstavili plán vypustenia vedeckej družice pri príležitosti Medzinárodného geofyzikálneho roka 1957/58. V tom čase existovali traja kandidáti na nosnú raketu pre tento projekt: balistická raketa vzdušných síl SM-65 Atlas, armádna raketa SSM-A-14 Redstone a návrh trojstupňovej rakety námorníctva postavenej na základe prieskumnej rakety RTV-N-12a Viking. Keďže balistické rakety Atlas a Redstone boli prioritné vojenské projekty, ktoré nemohli byť spomaľované sekundárnym využitím, v septembri 1955 bol pre prvý kozmický nosič Spojených štátov vybratý projekt námorníctva, nazvaný Vanguard. Spoločnosť Martin, ktorá vyrobila aj raketu Viking, sa stala hlavným dodávateľom aj pre tento projekt.

Pri výbere zohrala svoju úlohu aj politika. Armádny návrh postavený na základe rakety Redstone by bol skôr pripravený vyniesť prvý satelit, ale za projektom Vanguard stálo NRL (Naval Research Laboratory), ktoré bolo skôr vedeckou ako vojenskou organizáciou, čo pomohlo vedeckým cieľom projektovaných družíc. Ukázalo sa to ako dôležité, pretože sa zabránilo diskusiám, či prelety satelitov nad cudzími krajinami sú legálne alebo nie. 

Raketa Vanguard bola projektovaná ako trojstupňová nosná raketa. Prvý stupeň poháňal raketový motor X-405 na tekuté palivo firmy General Electric (označenie námorníctva XLR50-GE-2), odvodeného z motora rakety RTV-N-12a Viking. Druhý stupeň poháňal raketový motor na tekuté palivo AJ10-37 (XLR52-AJ-2) firmy Aerojet General, variant motora v RTV-N-10 Aerobee. Nakoniec tretí stupeň poháňal raketový motor na tuhé palivo. Všetky lety Vanguard v trojstupňovej konfigurácii okrem posledného použili motory vyrobené v Grand Central Rocket Company. Raketa Vanguard nemala krídla a prvý a druhý stupeň boli riadené motormi v kardanovom závese. Na druho stupni sa tiež nachádzal raketový telemetrický systém, inerciálny riadiaci systém a autopilot. Tretí stupeň bol stabilizovaný rotáciou, ktorú zabezpečil druhý stupeň jednu sekundu pred oddelením.

Zhrnutie štartov
Prvé dva lety v rámci programu Vanguard, označené TV-0 a TV1 (z angl. Test Vehicle) boli zároveň poslednými letmi dvoch zostávajúcich rakiet RTV-N-12a Viking. TV-0 (8. december 1956) primárne otestoval telemetrické systémy, kým TV-1 (1. máj 1957) bol let dvojstupňovej rakety na otestovanie oddelenia a zapálenia budúceho tretieho stupňa rakety Vanguard s motorom na tuhé palivo. Let TV-2, ktorý po niekoľkých odkladoch odštartoval 23. októbra 1957, bol prvým skutočným letom rakety Vanguard. Druhý a tretí stupeň boli síce pasívne, ale let úspešne otestoval oddelenie prvého a druhého stupňa a roztočenie tretieho stupňa. V tom čase však Sovietsky zväz už mal na obežnej dráhe svoj Sputnik 1, takže program Vanguard bol viac-menej tlačený do čo najskoršieho vypustenia družice na orbitu. Preto bola pre let TV-3 pripravená veľmi malá experimentálna družica (volala sa "grapefruit" a vážila iba 1,8 kg). Aj keď sa NRL a Martin snažili presvedčiť, že ide iba o testovací let, všetci sa naň pozerali ako na let, ktorý mal vyniesť prvú družicu v Západnom svete. Keď TV-3 6. decembra 1957 explodovala iba pár sekúnd po štarte, bolo to, aspoň v očiach verejnosti, vnímané ako neúspech a pohroma pre americký kozmický program.

Let TV-3BU (BU z angl. backup - záloha) 5. februára 1958 zlyhal po 57 sekundách v dôsledku chyby riadiaceho systému, ale TV-4 17. marca konečne vyniesol družicu typu "grapefruit" na obežnú dráhu. V tom čase už okolo Zeme obiehala prvá americká družica vynesená armádnou raketou Juno I postavenej na základe prieskumnej rakety Jupiter-C. Družica letu TV-4, označená ako Vanguard 1, dosiahla relatívne vysokú orbitu (3966 km x 653 km) a v súčasnosti (október 2006) je najdlhšie pôsobiacim ľudským výtvorom vo vesmíre. Ďalšie štyri lety TV-5 a SLV (z angl. Satellite Launch Vehicle)-1 až -3 boli neúspešné, ale 17. februára 1959, SLV-4 vyniesol na obežnú dráhu družicu Vanguard 2 (hmotnosť 10,8). Nasledujúce dva lety boli opäť neúspešné, ale posledný let 18. septembra 1959 úspešne vyniesol 23,6 kg družicu Vanguard 3. Posledná misia mala označenie TV-4BU, pretože použila zostávajúu testovaciu raketu, ktorá mala vylepšený tretí stupeň X-248A2 Altair od firmy Allegheny Ballistics Lab. Tento výkonnejší motor umožnil vyniesť ťažší náklad. Kombinácia AJ10 na tekuté palivo a X-248 na tuhé palivo bola pod menom Able použitá na vrchných stupňoch rakiet Thor a Atlas.

Štarty
Raketa Vanguard vyniesla 3 družice na 11 pokusov:

Vanguard TV3 - 6. december 1957 - neúspech pri pokuse vyniesť 1,36 kg družicu
Vanguard TV3 Backup - 5. február 1958 - neúspech pri pokuse vyniesť 1,36 kg družicu
Vanguard 1 - 17. marec 1958 - vynesená 1,47 kg družica
Vanguard TV5 - 28. apríl 1958 - neúspech pri pokuse vyniesť 10 kg družicu
Vanguard SLV 1 - 27. máj 1958 - neúspech pri pokuse vyniesť 10 kg družicu
Vanguard SLV 2 - 26. jún 1958 - neúspech pri pokuse vyniesť 10 kg družicu
Vanguard SLV 3 - 26. september 1958 - neúspech pri pokuse vyniesť 10 kg družicu
Vanguard 2 - 17. február 1959 - vynesená 9,8 družica
Vanguard SLV 5 - 13. apríl 1959 - neúspech pri pokuse vyniesť 10,3 kg družicu
Vanguard SLV 6 - 22. jún 1959 - neúspech pri pokuse vyniesť 10,3 kg družicu
Vanguard 3 - 18. september 1959 - vynesená 22,7 kg družica

Špecifikácia

Prvý stupeň - Vanguard
Hmotnosť: 7 661 kg
Prázdna hmotnosť: 811 kg
Ťah: 134,7 kN
Isp: 270 s (2,6 kN·s/kg)
Doba funkcie: 145 s 
Isp (morská hladina): 248 s (2,4 kN·s/kg)
Priemer: 1,14 m
Rozpätie: 1,14 m
Výška: 12,20 m
Palivo: tekutý kyslík/kerozín 
Motory: X-405

Druhý stupeň - Delta A 
Hmotnosť: 2 164 kg
Prázdna hmotnosť: 694 kg
Ťah: 33,8 kN
Isp: 271 s (2,7 kN·s/kg) 
Doba funkcie: 115 s
Priemer: 0,84 m
Rozpätie: 0,84 m
Výška: 5,36 m
Palivo: kyselina dusičná/UDMH
Motory: AJ10-118

Tretí stupeň - Vanguard 3 
Hmotnosť: 210 kg
Prázdna hmotnosť: 31 kg
ťah: 11,6 kN
Isp: 230 s (2,3 kN·s/kg)
Doba funkcie: 31 s
Isp: 210 s (2,1 kN·s/kg)
Priemer: 0,50 m
Rozpätie: 0,50 m
Výška: 2,00 m
Palivo: tuhé 
Motory: GCRC

Pozri aj

Program Vanguard
Vanguard 1
Vanguard 2
Vanguard 3
Program Explorer
Program Sputnik
Viking

Externé odkazy
História rakety Vanguard - NASA SP-4202 online
Prierez programom Vanguard - astronautix.com
Nosná raketa Vanguard: Zhrnutie - NASA (PDF)

Program Vanguard
Nosné rakety USA