Centaur (raķešpakāpe)

Centaur ir raķešpakāpe, kuru izmanto kā nesējraķešu augšējo pakāpi. Centaur nogādā paredzētajā Zemes orbītā kosmiskos aparātus vai, piemēram, starpplanētu zondēm piešķir otro kosmisko ātrumu. Centaur ir pirmā lielas jaudas augšējā raķešpakāpe, kura darbojas, sadedzinot šķidro ūdeņradi un šķidro skābekli. Pakāpe nosaukta grieķu mitoloģijas radījumu kentauru vārdā.

Centaur pakāpi izveidoja  vidū, un to izmanto arī mūsdienās. To izgatavo kompānija Lockheed Martin.

Raķešpakāpē izmantots asprātīgs risinājums, kā atdalīt šķidrā ūdeņraža un skābekļa tankus. Abas metāla tvertnes atdala 6,4 mm bieza stiklšķiedras plāksne. Šķidrā ūdeņraža aukstums rada vakuumu stiklšķiedras slānī, kas ļauj starpsienai darboties kā labam siltumizolatoram, neļaujot nonākt siltumam no relatīvi siltās šķidrā skābekļa tvertnes pie aukstās šķidrā ūdeņraža tvertnes.

Centaur darbina viens vai divi RL-10 raķešdzinēji.

Vēsture 
Centaur izveidoja Karels Bosarts (Karel Bossart) un Krafts Ērike (Krafft Arnold Ehricke), abi tolaik bija ASV kompānijas Convair darbinieki. Viņu projekta pamatā bija mazāka Atlas raķete, kurā tika izmantotas ultravieglas nerūsējošā tērauda degvielas tvertnes, kuru strukturālo stingrību nodrošināja pašas degvielas radītais spiediens.

Raķešpakāpi sāka projektēt 1956. gadā NASA Glena pētījumu centrā. Darbs virzījās lēni. Pirmais izmēģinājuma lidojums notika 1962. gada maijā un beidzās neveiksmīgi. 1950. gadu beigās, 1960. gadu sākumā Centaur tika plānots kā lielas jaudas augšējā pakāpe Saturn I, Saturn IB un Saturn V raķetēm ar apzīmējumu S-V (Saturn V). Tomēr veiksmīgs Centaur lidojums nenotika līdz pat 1965. gadam. Līdz tam laikam NASA bija aizvietojusi Centaur ar lielākām raķešpakāpēm.

Laikā no 1966. g. līdz 1989. gadam Centaur-D tika izmantota 63 Atlas nesējraķešu lidojumos kā augšējā pakāpe. 55 no šiem lidojumiem bija veiksmīgi.

No 1974. — 1977. gadam Centaur-D tika izmantota kā trešā pakāpe septiņos Titan III-E lidojumos, no kuriem 6 bija veiksmīgi. Ar šīm raķetēm tika palaisti Viking 1, Viking 2, Voyager 1 un Voyager 2.

1980. gadu sākumā Centaur uzbūvē notika krasas izmaiņas. No tām tika noņemtas virziena kontroles sistēmas un degvielas sūkņi, kuri darbojās ar ūdeņraža peroksīdu. Tā vietā RL-10 dzinēji barojās pa taisno, izmantojot pašās tvertnēs esošo spiedienu. Tādējādi visa sistēma kļuva vienkāršāka. Virziena kontroles sistēmu tagad darbināja ar hidrazīnu.

Centaur-G tika attīstīta izmantošanai uz Space Shuttle, bet tā arī netika reāli izmantota, jo pēc kosmoplāna Challenger avārijas tika pastiprināti drošības noteikumi. Šajā Centaur versijā tika izmainīts ūdeņraža tvertnes izmērs. Tā kļuva garāka par skābekļa tvertni. Šādas izmaiņas bija nepieciešamas, lai raķešpakāpi varētu ievietot Space Shuttle kravas telpā. Bija paredzēts, ka ar Centaur palīdzību no kosmoplāna Atlantis uz Jupiteru tiks palaists Galileo kosmiskais aparāts. Centaur sistēmas tika padarītas mazākas, izveidojot integrēto atbalsta sistēmu, kura iekļāva sevī šķidrumu plūsmas, avionikas un strukturālās sistēmas. Centaur sistēmas tika pielāgotas arī iespējamiem kosmoplānu avārijas gadījumiem, paredzot iespēju atbrīvoties no degvielas.

Lēmums pārtraukt Shuttle/Centaur programmu ASV Gaisa spēkus spieda izstrādāt Titan IV nesējraķeti, kura pēdējā pakāpē varēja izmantot Centaur-T raķešpakāpi. Šī raķete varēja transportēt kravas, kuras sākotnēji bija plānots izmantot Shuttle/Centaur kombinācijā. Laikā no 1994.-1998. gadam Centaur-T kopā ar Titan 401A tika palaista 9 reizes. Laikā no 1997.-2003. gadam kopā ar Titan 401B tā tika palaista 7 reizes, no kurām viena bija neveiksmīga. Pēdējais Titan/Centaur lidojums notika 2003. gadā. Pašreiz šī modeļa Centaur vairs netiek izmantoti.

Vēl viena nozīmīga Centaur pārbūve bija, pielāgojot tās Atlas III nesējraķetēm. Šajā versijā no diviem Centaur RL-10 dzinējiem tika atstāts tikai viens. Tas tika darīts ekonomijas nolūkos, jo daudzām misijām abi dzinēji nav vajadzīgi.

1999. gada 30. novembrī kompānija Lockheed Martin paziņoja par jaunas raķešpakāpes radīšanu. Jaunā Common Centaur bija 11,68 m gara, 1,7 m garāka nekā uz Atlas IIA lietotās pakāpes. Common Centaur tika radīta izmantošanai uz Atlas IIIB un Atlas V jaunās paaudzes nesējraķetēm.

Pašreizējā izmantošana 
No 2006. gada dažādas Centaur-3 modifikācijas ar vienu vai diviem RL-10A4-2 dzinējiem tiek lietotas kā augšējās pakāpes uz Atlas V EELV nesējraķetēm.

Nākotnes plāni 
Iespējams, ka Centaur kā augšējā raķešpakāpe tiks izmantota uz Delta IV Heavy nesējraķetēm. Iespējama arī izmantošana uz Ares V, kura varētu sākt lidot 2018. gadā. Centaur varētu izmantot arī uz Ares V alternatīvas — Jupiter 232.

Ir paredzēta Centaur izmaiņa, palielinot tvertņu diametru, kas ļautu palielināt degvielas daudzumu 1,5 - 6 reizes.

Atsauces

Ārējās saites 
 Gunter's Space Page

Raķešpakāpes