J-2 (rakettimoottori)

J-2 oli Rocketdynen valmistama nestemäistä vetyä polttoaineena käyttänyt rakettimoottori, jota käytettiin Saturn V -raketin toisessa ja kolmannessa vaiheessa. Sitä ollaan ottamassa käyttöön osaksi uutta Project Constellationia.

Saturn V:n toisessa vaiheessa S-II:ssa oli viisi J-2-moottoria. Kolmannessa vaiheessa S-IVB:ssa oli yksi J-2. S-IVB:ä käytettiin myös Saturn IB-raketissa. Niitä oli tarkoitus käyttää myös ehdotteiden asteelle jääneiden Nova-rakettien ylemmissä vaiheissa.

Aikanaan J-2-moottoreiden uniikki piirre oli niiden kyky syttyä uudestaan sammuttamisen jälkeen. S-IVB:ssä sitä poltettiin kahdesti. Ensimmäisellä 2 minuutin poltolla viimeisteltiin Apollo-aluksen siirtymä kiertoradalle, minkä jälkeen moottori sammutettiin. Kun miehistö oli tarkastanut aluksen toiminnan kiertoradalla, moottori sytytettiin uudestaan translunar injectionia varten. Tällä toisella 6,5 minuutin poltolla Apolla kiihdytti pakonopeuteen ja kohti Kuuta.

J-2S 
1964 aloitettiin kokeellinen ohjelma J-2:n toimintakyvyn parantamiseksi nimellä J-2X, jota ei tule sekoittaa uudempaan saman nimiseen varianttiin. Merkittävin muutos oli alkuperäisen gas generator cycle muuttaminen tap-off cycleksi, missä kuuma kaasu johdettiin palokammioon hanasta erillisen polttimen sijaan. Osien vähentämisen lisäksi tämä vähensi moottorin käynnistysvaikeuksia ja ajoitusongelmia. Muita muutoksia olivat laajemman toiminta-alueen kuristamisjärjestelmä, mikä vaati myös lukuisia sekoitusjärjestelmiä polttoaineen ja hapettimen kelvolliseen sekoittamiseen vaihtelevissa paineolosuhteissa. Moottoriin tehtiin myös "joutokäynti", jonka aikana moottori tuotti vain vähän työntövoimaa. Tätä voitaisiin käyttää kiertoradalla tapahtuvaan manööveriin tai sekoittamaan polttoaine säiliöissä ennen polttoa. 

Testiohjelman aikana Rocketdyne tuotti myös pienen kuuden moottorin koesarjan esituontantomalleja nimellä J-2S. Näitä koepoltettiin useita kertoja vuosina 1965–1972, kaikkiaan 30 858 sekuntia (n. 8½ tuntia). 1972 tuli selväksi, että Saturnille ei kehitetä seuraajaa ja ohjelma lopetettiin. NASA harkitsi J-2S:n käyttämistä lukuisissa tehtävissä ja jonkin aikaa oli suunnitelmissa käyttää niitä viisi avaruussukkulassa.

J-2T 
Samaan aikaan kun J-2S kehitettiin, NASA rahoitti myös projektia, jossa J-2S:n turbokoneistoja ja putkitusta käytettäisiin uuden aerospike-suuttimen kanssa. Tämä parantaisi toimintakykyä edelleen, erityisesti ilmakehässä lentävissä vaiheissa kuten S-II. Kaksi versiota rakettettiin J-2T-200k, joka synnytti 890 kN työntövoimaa ja J-2T-250k, joka synnytti 1112 kN työntövoimaa. 

Kuten J-2S:n kanssa, työ J-2T:n parissa eteni pitkiin maakokeisiin, mutta kehitys lopetettiin, kun Apollon jälkeen kehitys väheni.

J-2X 

J-2:n kehitystä jatkettiin hetken nimellä J-2X uuden Project Constellationin puitteissa. Ohjelman kapselimaisen Orion-avaruusaluksen oli tarkoitus korvata avaruussukkulat, jotka poistuivat käytöstä 2011.

Tekniset tiedot

J-2 

 Työntövoima: 890 kN
 Paloaika: 500 s
 Ominaisimpulssi: 418 s (4 099 m/s)
 Kuivamassa: 1 579 kg
 Märkämassa: 1 637 kg
 Poistoaukon ja syöttöaukon suhde: 27,5 : 1
 Ajoaine: LOX & LH2
 Seossuhde: 5,50
 Valmistaja: NAA/Rocketdyne
 Käyttökohde: S-IVB: Saturn IB:n toinen vaihe & Saturn V:n kolmas vaihe 1 raketti
 Käyttökohde: S-II: Saturn V:n toinen vaihe 5 rakettia

J-2S 

 Työntövoima tyhjiössä: 1 179 kN
 Vacuum specific impulse: 436 s (4 276 m/s)
 Perusmassa - dry: 1 467 kg
 Kuivamassa varusteiden kanssa: 1724 kg
 Ajoaine: LOX & LH2
 Seossuhde: 5,50
Valmistaja: Rockwell International/Rocketdyne

Lähteet

Aiheesta muualla 

Encyclopedia Astronautica link about the J-2
Encyclopedia Astronautica link about the J-2S

Rakettimoottorit