RD-180

RD-180 (РД-180, Ракетный Двигатель-180, secara harfiah berarti Mesin Roket-180) adalah sebuah mesin roket yang dirancang dan dibuat di Rusia. Mesin ini memiliki ruang pembakaran ganda, desain nosel ganda, dan berbahan bakar RP-1 / LOX . RD-180 berasal dari lini mesin roket RD-170, yang digunakan dalam peluncur Energia milik Uni Soviet. Mesin ini dikembangkan untuk digunakan pada wahana peluncur Atlas III dan Atlas V milik Amerika Serikat dan pertama kali terbang pada tahun 2000. Mesin ini berhasil meluncur dengan enam peluncuran Atlas III dan 99 peluncuran Atlas V, dengan hanya satu kegagalan nirkritis pada bulan Maret 2016.
300px|jmpl|Mesin roket Rusia. Dari kiri ke kanan: RD-191 nosel bilik tunggal, RD-180 nosel bilik ganda, RD-171 empat bilik nosel.
jmpl|Mesin tahap pertama Atlas V.
jmpl|AtlasV RD180.

Atlas V sedang dihentikan produksinya karena ketergantungannya pada mesin buatan Rusia, yang menjadi perhatian setelah aneksasi Rusia atas Krimea. Pada tahun 2021, produsen Atlas yaitu United Launch Alliance mengumumkan bahwa mereka akan menghentikan produksi Atlas V dan telah menerima pengiriman mesin RD-180 untuk roket sisa. Hingga Juni 2024, tersisa 16 peluncuran. Pada tahun 2022, pasokan dan penanganan dari Rusia dihentikan sebagai akibat dari sanksi perdagangan setelah invasi Rusia ke Ukraina pada tahun 2022.

 Desain dan spesifikasi  

|350x350px
jmpl|Diagram garis besar Atlas V

Ruang bakar RD-180 menggunakan satu unit turbopump, seperti pendahulunya, RD-170 dengan empat ruang bakar. RD-180 menggunakan campuran RP-1 / LOX dan menggunakan siklus pembakaran bertahap bertekanan tinggi yang sangat efisien . Mesin ini bekerja dengan rasio oksidator terhadap bahan bakar sebesar 2,72 dan menggunakan preburner yang kaya oksigen, tidak seperti desain AS yang kaya bahan bakar.

Termodinamika siklus ini memungkinkan preburner kaya oksigen untuk memberikan rasio daya terhadap berat yang lebih besar , tetapi dengan kekurangan bahwa oksigen gas bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi harus diangkut ke seluruh mesin. Jika permukaan yang bersentuhan dengan oksigen ini adalah logam polos, permukaan tersebut akan terkorosi terlalu cepat. RD-180 memecahkan masalah ini dengan menggunakan lapisan enamel inert pada semua permukaan logam yang bersentuhan dengan oksigen panas. 

Pergerakan nosel mesin dikontrol oleh empat aktuator hidrolik . Mesin dapat diatur dari 47% hingga 100% dari daya dorong nominal. 

 Sejarah  
Akar dari mesin roket RD-180 meluas ke wahana peluncur Energia milik Soviet. RD-170, sebuah mesin empat ruang, dikembangkan untuk digunakan dalam pendorong strap-on untuk wahana ini, yang akhirnya meluncurkan pengorbit Buran. Mesin ini diperkecil menjadi versi dua ruang dengan menggabungkan perangkat pembakaran RD-170 dengan turbomachinery setengah ukuran. Setelah kinerja yang sukses di tempat uji coba dan perjanjian tingkat tinggi antara pemerintah AS dan pemerintah Rusia, mesin tersebut diimpor ke AS untuk digunakan pada Lockheed Martin Atlas III, yang terbang dari tahun 2000 hingga 2005. Mesin tersebut telah digunakan sejak tahun 2002 pada United Launch Alliance Atlas V, penerus Atlas III. 

Mesin ini memiliki fitur desain yang mirip [ klarifikasi diperlukan ] dengan NK-33 , yang dikembangkan oleh biro berbeda ( Kuznetzov ) hampir satu dekade sebelumnya.

 Kekhawatiran ketersediaan 2014–2015  
Keraguan tentang keandalan rantai pasokan untuk RD-180 muncul setelah intervensi militer Rusia di Ukraina pada Maret 2014. Selama lebih dari 13 tahun sejak mesin pertama kali digunakan dalam kendaraan peluncur Atlas III pada tahun 2000, tidak ada bahaya serius terhadap pasokan mesin, meskipun catatan hubungan AS-Rusia tidak merata sejak Perang Dingin . Namun, memburuknya hubungan antara Barat dan Rusia setelah Maret 2014 menyebabkan beberapa penyumbatan yang diberlakukan sendiri, termasuk perintah pengadilan jangka pendek dari pengadilan AS yang tidak jelas apakah ruang lingkup sanksi AS mencakup impor mesin Rusia. 

Pada tanggal 13 Mei 2014, Wakil Perdana Menteri Rusia Dmitry Rogozin mengumumkan bahwa "Rusia akan melarang Amerika Serikat menggunakan mesin roket buatan Rusia untuk peluncuran militer" muatan rutin kendaraan peluncur ULA Atlas V, yang menggerakkan tahap pertamanya dengan satu mesin RD-180 yang digunakan setelah setiap penerbangan. Sebagai tanggapan, Angkatan Udara AS meminta Aerospace Corporation untuk mengevaluasi alternatif untuk menggerakkan pendorong Atlas 5 dengan mesin non-RD-180. Perkiraan awal pada tahun 2014 adalah bahwa diperlukan waktu lima tahun atau lebih untuk mengganti RD-180 pada Atlas V. 

Meskipun pemerintah Rusia dapat menghentikan pasokan mesin RD-180 impor ke ULA, Kongres AS, dengan dukungan yang muncul dari Angkatan Udara, berpendapat bahwa tidak akan menguntungkan untuk membangun jalur produksi AS untuk RD-180, terutama karena memerlukan lisensi dari pemerintah Rusia. Namun, Kongres AS pada tahun 2014 menganjurkan program mesin roket AS yang baru untuk menggunakan mesin baru pada tahun 2022.,

Pada bulan Juni 2014, Aerojet Rocketdyne mengusulkan agar pemerintah federal "mendanai sistem propulsi roket baru yang bersumber dari AS", yaitu mesin roket AR-1 minyak tanah/ LOX kelas 2.200 kilonewton (500.000 lbf). Hingga Juni 2014, proyeksi Aerojet adalah bahwa biaya setiap mesin akan berada di bawah US$25 juta per pasang mesin—tidak termasuk biaya pengembangan hingga US$1 miliar yang akan didanai oleh Pemerintah AS. Aerojet yakin bahwa AR-1 dapat menggantikan RD-180 dalam armada Evolved Expendable Launch Vehicle AS , dan harganya akan lebih terjangkau. 

Pada tanggal 21 Agustus 2014, Angkatan Udara AS merilis permintaan informasi resmi (RFI) untuk pengganti RD-180. RFI tersebut mencari informasi tentang "opsi material pendorong pendorong dan/atau sistem peluncuran yang dapat memberikan solusi yang hemat biaya dan layak secara komersial untuk persyaratan peluncuran National Security Space (NSS) saat ini dan masa mendatang. Komando Luar Angkasa Angkatan Udara (AFSPC) sedang mempertimbangkan strategi akuisisi untuk merangsang pengembangan komersial sistem pendorong pendorong dan/atau sistem peluncuran untuk aplikasi angkutan antariksa kelas Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV)." Sehari sebelumnya, United Launch Alliance telah menerima dua RD-180, yang pertama sejak aneksasi Rusia atas Krimea . Tidak jelas kapan atau apakah RD-180 akan diganti, dan RFI tersebut meminta beberapa opsi termasuk kesamaan dengan mesin Rusia, apakah akan hadir dalam konfigurasi baru dan penggunaan "kendaraan peluncur alternatif" untuk misi EELV. 

Pada tahun 2014, RD-Amross menjual RD-180 (ke ULA) dengan harga $23,4 juta masing-masing. 

Pada bulan Januari 2015, Orbital Sciences Corporation menerima semua izin yang diperlukan dari badan pemerintah untuk pengiriman 60 mesin dari NPO Energomash. 

Pada tanggal 24 Desember 2015, United Launch Alliance mengumumkan bahwa mereka telah memesan lebih banyak mesin RD-180 untuk digunakan oleh kendaraan peluncur Atlas V, sebagai tambahan atas 29 mesin yang telah dipesan perusahaan tersebut sebelum sanksi AS dijatuhkan pada Rusia terkait Krimea, dan beberapa hari setelah Kongres AS mencabut larangan penggunaan mesin Rusia untuk roket Amerika. 

 Rencana produksi RD-180 di AS  
Ada beberapa rencana untuk memproduksi RD-180 di AS, tetapi tidak ada satupun yang terwujud.

Di bawah RD AMROSS, Pratt & Whitney diberi lisensi untuk memproduksi RD-180 di Amerika Serikat. Menurut Penilaian GAO tahun 2005 terhadap Program Senjata Utama Terpilih, Pratt & Whitney berencana untuk mulai membangun RD-180 di Amerika Serikat pada tahun 2008 dengan peluncuran militer pertama pada tahun 2012, tetapi ini tidak terjadi.

United Launch Alliance (ULA) mengumumkan pada bulan Februari 2015 bahwa mereka mempertimbangkan untuk melakukan produksi AS atas mesin RD-180 Rusia di fasilitas pembuatan roket Decatur, Alabama. Mesin buatan AS tersebut hanya akan digunakan untuk peluncuran sipil pemerintah (NASA) dan komersial, bukan untuk peluncuran militer AS. Proyek ini merupakan rencana cadangan untuk pengembangan mesin baru oleh ULA dengan Blue Origin pada BE-4. Pada tahun 2014, Departemen Pertahanan memperkirakan bahwa akan diperlukan sekitar $1 miliar dan waktu lima tahun untuk memulai produksi mesin RD-180 dalam negeri AS. 

Secara keseluruhan, pada tanggal 14 April 2021 Energomash telah mengirimkan 122 mesin roket RD-180 ke Amerika Serikat selama lebih dari 20 tahun. 

Dalam wawancara pada 26 Agustus 2021, CEO ULA Tory Bruno mengatakan bahwa tiga atau empat RD-180 dipasang pada roket Atlas V untuk misi mendatang, dan sisanya masih teronggok di gudang. “Kami menerima pengiriman awal, jika boleh saya katakan, dengan RD-180, jadi saya dapat mengakhiri hubungan itu dan tidak bergantung pada [Rusia] karena itulah yang diminta Kongres kepada kami,” katanya. 122 mesin RD-180 dari Energomash menghasilkan pendapatan miliaran dolar untuk program luar angkasa Rusia. 

 Opsi pengganti untuk RD-180  
Beberapa opsi untuk mengganti RD-180 pada Atlas V diselidiki, tetapi ULA akhirnya memutuskan untuk mengganti roket tersebut dengan Vulcan Centaur.

Pada bulan Februari 2010, meskipun tersedianya dokumentasi dan hak hukum yang diperlukan untuk memproduksi RD-180 di Amerika Serikat, NASA mempertimbangkan pengembangan mesin tahap inti dalam negeri yang akan "mampu menghasilkan daya dorong tingkat tinggi yang kira-kira sama dengan atau melebihi kinerja mesin buatan Rusia". NASA ingin memproduksi mesin yang beroperasi penuh pada tahun 2020 atau lebih cepat, tergantung pada kemitraan dengan Departemen Pertahanan AS. 

Sebagai hasil dari pertimbangan geopolitik dan politik AS, United Launch Alliance mempertimbangkan kemungkinan pengganti mesin RD-180 Rusia yang digunakan pada pendorong tahap pertama ULA Atlas V. Kontrak studi formal dikeluarkan pada bulan Juni 2014 kepada sejumlah pemasok mesin roket AS. 

Pada bulan September 2014, ULA mengumumkan bahwa mereka telah menjalin kemitraan dengan Blue Origin untuk mengembangkan mesin BE-4 LOX / metana untuk menggantikan RD-180 pada pendorong tahap pertama baru yang akan menggantikan Atlas V. Pada saat itu, mesin tersebut sudah memasuki tahun ketiga pengembangan oleh Blue Origin, dan ULA memperkirakan tahap dan mesin baru tersebut akan mulai terbang paling cepat pada tahun 2019. Dua dari mesin BE-4 berdaya dorong 2.400 kilonewton (550.000  lbf ) akan digunakan pada pendorong kendaraan peluncur baru. 

Dynetics dan Aerojet Rocketdyne (AJR) juga menawarkan mesin roket berbahan bakar hidrokarbon AR1 mereka sebagai pengganti RD-180. CEO ULA Tory Bruno mengatakan pada awal tahun 2015 bahwa opsi AR-1 dan produksi RD-180 AS oleh ULA di bawah lisensi adalah opsi cadangan untuk opsi utama yang dikejar ULA dengan mesin Blue Origin BE-4.  Pada bulan Maret 2016, Angkatan Udara AS telah menandatangani kontrak pengembangan dengan AJR dan Blue Origin untuk mendanai pengembangan kedua mesin tersebut. 

Penerbangan pertama Vulcan dengan mesin baru terjadi pada bulan Januari 2024. 

Hingga 25 Mei 2020 (20 tahun sejak peluncuran pertama Atlas LV dengan RD-180), seluruh 90 peluncuran sejauh ini diakui berhasil. 

 Aplikasi  
Selama awal 1990-an, General Dynamics Space Systems Division (kemudian dibeli oleh Lockheed Martin ) memperoleh hak untuk menggunakan RD-180 dalam Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) dan program Atlas. Karena program-program ini dirancang untuk mendukung peluncuran Pemerintah Amerika Serikat, serta peluncuran komersial, maka diatur pula agar RD-180 diproduksi bersama oleh Pratt & Whitney. Akan tetapi, semua produksi dilakukan di Rusia. Mesin tersebut dijual oleh perusahaan patungan antara pengembang dan produsen mesin Rusia NPO Energomash dan Pratt & Whitney, yang disebut RD Amross.

RD-180 pertama kali digunakan pada wahana Atlas IIA-R, yang merupakan wahana Atlas IIA dengan mesin Rusia (maka dari itu disebut R) yang menggantikan mesin utama sebelumnya. Wahana ini kemudian berganti nama menjadi Atlas III. Program pengembangan tambahan dilakukan untuk mensertifikasi mesin tersebut agar dapat digunakan pada tahap utama Common Core Booster modular dari roket Atlas V.

 Penggunaan prospektif  
RD-180 diusulkan untuk digunakan dengan keluarga baru kendaraan peluncur luar angkasa Rusia Rus-M, yang diusulkan oleh kontraktor Roskosmos, tetapi program tersebut dibatalkan oleh Badan Antariksa Rusia pada bulan Oktober 2011. 

Pada bulan Maret 2010, Jerry Grey, konsultan untuk American Institute of Aeronautics and Astronautics dan Universities Space Research Association dan mantan profesor teknik kedirgantaraan di Princeton University, menyarankan penggunaan RD-180 untuk kendaraan peluncur angkat berat NASA yang prospektif. Bagi mereka yang mungkin khawatir tentang ketergantungan yang terlalu besar pada Rusia, ia menunjukkan bahwa RD Amross "sangat dekat untuk memproduksi versi RD-180 buatan AS, dan dengan beberapa suntikan dana NASA dapat memproduksi mesin itu (dan mungkin bahkan setara dengan daya dorong 1.700.000 lbf atau 7,6 MN dari RD-170) dalam beberapa tahun".

 Mesin yang dikembangkan Energomash 
+ Pilihan mesin yang dikembangkan oleh EnergomashHistory of liquid propellant rocket engines, op. cit.  Penamaan Jenis catu daya Dorongan (kNewton) Impuls spesifik (detik) Bahan pembakar Tekanan ruang bakar Massa (kg) Dimensi(tinggi x diameter) Fitur lainnya Perkembangan Penggunaan Status KeteranganORM-65  1,72 (darat) 215 (darat)  Minyak tanah / Asam nitrat   26,5 bars  14.3|kg}}  0,46 / 0,38 m.  1936  pesawat peluncur RP-318    RD-100  257 (darat) 199 (darat)  Alkohol 75% / Oksigen cair    16,2 bars  1209|kg}}  3,7 / 1,65 m.  1946-1950  Missile R-1    Salinan mesin rudal V2RD-107 Gas generator 814 (darat) 256 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    60 bars  1190 kg 2,86 / 1,85 m. 4 ruang bakar  1954-1957  Tahapan rudal  R-7 dan roket R-7 Semyorka   dalam produksi  Versi turunannya menggerakkan SoyuzRD-120 Pembakaran bertahap 833 (vakum) 350 (vakum)  Minyak tanah / Oksigen cair    166 bars  1125 kg 3,87 / 1,95 m. 1 ruang bakar   1976-1985  Tahapan peluncur Zenit    dalam produksi   RD-170 Pembakaran bertahap 7257 (darat) 309 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    250 bars  10750 kg 4 / 4 m.  4 ruang bakar  1976-1987  Tahapan peluncur Energia      Mesin paling bertenaga menggunakan kombinasi propelan ini RD-180 Pembakaran bertahap 3824 (darat) 311 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    262 bars  5330 kg 3,58 / 3,2 m.  2 ruang bakar  1992-1998   Tahapan peluncur Atlas V  et  Atlas III dalam produksi  Versi turunan dari RD-170 dengan dua ruang bakar RD-191 Pembakaran bertahap 1922 (darat) 310 (darat)  Minyak tanah / Oksigen cair    263 bars  2200 kg 4 / 1,45 m. 1 ruang bakar    1998   Tahapan peluncur Angara   dalam produksi  Versi turunan dari RD-170 dengan ruang bakar tunggalRD-214 Gas generator  636 (darat) 230 (darat)  Asam nitrat / Minyak tanah  44,5 bars  645 kg 2,38 / 1,5 m. 4 ruang bakar   1952-1957   Tahapan rudal R-12 Tahapan peluncur Cosmos       RD-216   1481 (darat) 246 (darat)  Asam nitrat / UDMH  75 bars  1350 kg 2,19 / 2,26 m. 4 ruang bakar   1958-1960   Tahapan rudal R-14 Tahapan peluncur Cosmos SLV     RD-218   2221 (darat) 246 (darat)  Asam nitrat / UDMH  75 bars  1960 kg 2,2 / 2,8 m. 6 ruang bakar   1958-1961   Tahapan rudal intercontinental R-16      RD-251 Pembakaran bertahap  2363 (darat) 270 (darat)  Nitrogen tetroksida  / UDMH   85 bars  1729 kg 1,7 / 2,52 m.  6 ruang bakar    1961-1965   Tahapan rudal intercontinental R-36     RD-253 Pembakaran bertahap  1471 (darat) 285 (darat)  Nitrogen tetroksida  / UDMH   150 bars  1080 kg 3 / 1,5 m. 1 ruang bakar    1961-1965   Tahapan peluncur Proton dalam produksi    

 Daftar peluncur orbital dengan mesin Energomash 
Daftar peluncur orbital dengan mesin yang dikembangkan oleh Energomash
 No.Kendaraan Asal  Mesin 1.Angara (rocket family)RD-191 2.EnergiaRD-170 3.VoskhodRD-107 4.Vostok (rocket family)RD-107 5.Molniya RD-107ММ 6.PolyotRD-107 7.Kosmos (rocket family)RD-170 8.Soyuz (rocket family)RD-107 9.Zenit (rocket family) & RD-171 10.Dnepr & RD-263 11.MAKS (spacecraft) & RD-701 12.TsyklonRD-252 13.Antares (rocket)RD-181 14.Atlas IIIRD-180 15.Atlas VRD-180 16.Naro-1RD-151

 Lihat pula 
 BE-3 – mesin berbahan bakar hidrogen yang saat ini dioperasikan oleh Blue Origin
 SpaceX Raptor – mesin berbahan bakar metana yang dikembangkan oleh SpaceX
 Merlin – mesin operasional berbahan bakar minyak tanah oleh SpaceX
 BE-4 (Blue Engine 4) – mesin berbahan bakar metana yang dikembangkan oleh Blue Origin
 Wahana peluncur antariksa 
 Mesin roket 
 Rutherford
 Merlin  
 RD-107
 NK-33
 RD-170 
 RD-0124
 RD-191
 RD-8 
 RD-120
 RD-193
 RD-801
 RD-810
 YF-100
 YF-115
 YF-130

 Referensi 


 http://www.astronautix.com/engines/rd180.htm 
 http://www.aerospaceguide.net/rocketengines/rd-180.html 
 http://www.pw.utc.com/vgn-ext-templating/v/index.jsp  
 RD-180 page (in Russian) at NPO Energomash 
 RD-180 specifications and design (in Russian)
 The Engines That Came In From The Cold!

RD-180
Kategori:Mesin roket dengan throttle range
Kategori:Mesin roket tahap awal
Kategori:Mesin roket Uni Soviet
Kategori:Mesin roket Rusia
Kategori:Mesin roket yang menggunakan propelan minyak tanah
Kategori:Mesin roket yang menggunakan siklus pembakaran bertahap
Kategori:Mesin roket Energomash