Atlas 2AR - Nytt stjerneskudd på Atlas' familietre?

Av Øyvind Guldbrandsen

Det amerikanske «aerospaceselskapet» Lockheed-Martin besluttet rundt nyttår å benytte den russiske rakettmotoren RD-180 på den planlagte bæreraketten Atlas 2AR, som skal erstatte dagens familie av Atlas 2-raketter: Atlas 2, -2A og 2AS, som er de kommersielle etterfølgerne til den lenge benyttede Atlas-Centaur-raketten. Dermed er russiske rakettmotorer vedtatt benyttet på to planlagte amerikanske bæreraketter (se notisen Russiske rakettmotorer i vest i Smånytt om Romfart nummer 7, 1995). Den andre raketten er den etter hvert så stormombruste (eller -suste?) X-34, som NASA etter mye om og men har fått gjennomslag for å utstyre med rakettmotorer av typen RD-120, som benyttes i Zenits andretrinn. Man planlegger å gjennomføre den første 2AR-oppskytingen i desember 1998. I en overlappingsperiode frem til år 2002 skal det foretaes oppskytinger av både 2AS- og 2AR-raketter.

Atlas 2AR skal få litt større nyttelastkapasitet enn dagens Atlas-raketter, opptil 3820 kg til geostasjonær overføringsbane uten påspente hjelpemotorer. Men det primære formålet er at den skal bli 25 % billigere å produsere. Dette vil bl.a bli mulig fordi den vil benytte færre rakettmotorer og bestå av 8000 til 10 000 færre deler enn Atlas 2AS, dagens kraftigste Atlas-rakett. 2AS benytter ni rakettmotorer: fire faststoffmotorer som «halvte» trinn (to brenner om gangen), tre som forbrenner parafin/flytende oksygen i første trinn og to som forbrenner flytende hydrogen/flytende oksygen i det øvre Centaur-trinnet. 2AR vil kun benytte to motorer: En RD-180 i første trinn og en enkelt RL-10E-motor i Centaur-trinnet. I dag benytter Centaur-trinnet svakere motorer av typen RL-10A. Man mener også at færre deler vil bety større pålitelighet. Etter at tre av åtte Atlas 1-oppskytinger for et par år siden gikk galt har man satt mye inn på å gjenopprette inntrykket av Atlas som en pålitelig bærerakett. Det har man da også klart.

Samtlige Atlas 2-oppskytinger har vært vellykkede, (muligens forklaringen på at den nye Atlas-raketten får betegnelsen 2AR, og ikke Atlas 3, som vel ville ha vært mer naturlig), og det ble gjennomført 11 Atlas-oppskytinger i 1995, ny Atlas-rekord innenfor ett kalenderår (Ariane-raketten satte for øvrig en akkurat lik rekord). Riktignok var det på nære nippet at fjorårets siste Atlas-oppskyting (med solobservasjonssatellitten SOHO) ikke gikk galt. Da oppdaget man mer eller mindre tilfeldigvis kun et par timer før oppskytingen at en eller annen tufs som jobbet hos en materialleverandør, hadde forbyttet Mylar (ikke «Mufar», som det stod i notisen Solar and Heliospheric Observatory skutt opp i Smånytt om Romfart nummer 8, 1995 som følge av dårlig telefaksoverføring av manus) med et annet og svakere plastmateriale i en vital komponent.

Utviklingen av RD-180 startet ved NPO Energomasj i Russland umiddelbart etter at den ble valgt benyttet til Atlas 2AR. Rakettmotoren er en variant av RD-170, som benyttes i Zenits førstetrinn, samt ble benyttet på den nå kansellerte, enorme Energia-rakettens fire påspente hjelpetrinn. Hovedforskjellen er at RD-180 har to brennkamre og dyser (ser ut som to separate rakettmotorer) mot fire på RD-170. Omtrent 70 % av delene er følgelig allerede utviklet til RD-170. Den største jobben blir å utvikle en ny og mindre drivstoffturbopumpe til RD-180. Utviklingskostnadene vil bli delt likt mellom Energomasj og den amerikanske rakettmotorfabrikken Pratt & Whitney, som markedsfører motoren i USA.

2AR er i første omgang beregnet på kommersielle oppskytinger. Den europeiske Ariane-raketten, som nå har 70 % av de kommersielle oppskytingene, regnes i dag som Atlas' hovedkonkurrent. Men 2AR vil gjøre sitt entre på oppskytingsmarkedet på en tid da flere andre bæreraketter, som Zenit, Lang Marsj og Delta 3 vil by på hard konkurranse. Den russiske bæreraketten Proton markedsføres i Vesten av Lockheed Martin og vil ikke bli noen konkurrent til Atlas-rakettene, siden disse som nevnt bygges av Lockheed Martin og markedsføres parallelt via det felles amerikansk-russiske selskapet LKEI, Lockheed Krunisjev Energia International. (Krunisjev bygger Protons tre nedre trinn, RKK Energia det øverste).

Atlas 2AR vil også kunne bli aktuell som bærerakett for amerikanske militære satellitter. I så fall er det en betingelse at produksjon av RD-180-motorer skal kunne settes i gang i USA innen fire år etter at raketten eventuelt har blitt valgt til et militært program. Dette er også betingelsen dersom Atlas 2AR blir valgt til det såkalte EELV-programmet, som eventuelt vil bli en familie av bæreraketter med varierende nyttelastkapasitet. Bærerakettene skal benyttes til først og fremst å få brakt militære nyttelaster opp i bane. Det kan da bli aktuelt å utstyre 2AR med faststoffmotorer rundt førstetrinnet. Trinnet vil trolig i utgangspunktet bli konstruert for å kunne utstyres med hjelpemotorer. Inntil videre skal RD-180-motorene produseres hos Energomasj i Kimky i Russland, noe som blir billigere enn å produsere dem i USA.

RD-180 ble valgt i konkurranse med to andre rakettmotorer, amerikanske MA-5D og russiske NK-33. Også disse forbrenner parafin/flytende oksygen, men det ville ha vært nødvendig med to av hver på 2AR-rakettene. MA-5D skulle vært en er en videreutvikling av MA-5A, som benyttes på dagens Atlas-raketter. Rocketdyne, som bygger MA-5-motorene, trakk seg imidlertid i september 1995 da de innså at de ikke kunne konkurrere mot russerne når det gjaldt kombinasjonen pris/ytelse/tidsskjema. NK-33 ble opprinnelig konstruert til den gigantiske N-1-raketten, som var Sovjetunionens håp om å få landsatt mennesker på Månen, helst før amerikanerne. Det har ikke blitt produsert NK-33 motorer siden N-1-programmet ble kansellert I 1974. Den amerikanske rakettmotorfabrikken Aerojet, som markedsfører NK-33 i USA, planla å kjøpe restopplaget på 72 ferdige NK-33-motorer dersom de var blitt valgt til 2AR. Motorene har vært stuet bort på et lager i Samara i Russland i over to tiår, men tester utført av Aerojet siden oktober 1995 viste at motorene var fullt brukbare. Skulle det ha blitt behov for flere, ville disse ha blitt produsert i USA. Valg av NK-33 ville således trolig ikke ha blitt så lønnsomt for Russland som valg av RD-180, og dette er trolig hovedgrunnen til at russiske byråkrater i desember skapte hindringer da Aerojet skulle importere ytterligere 12 NK-33 motorer til USA.

Tekst til illustrasjon brukt i artikkelen

RD-180 har to brennkamre og dyser og ligner derfor på to separate rakettmotorer. Motorens skyvekraft i vakuum er oppgitt til 423 tonn, eller 4147 kN. Den spesifikke impulsen er på 337 sekunder. Massen er 4376 kg. Motoren forbrenner parafin og flytende oksygen.