Delta 3 - Dårlig start for ny rakett

Av Haakon Blystad

Den 26. august 1998 var en kjedelig dag for Boeing-konsernet, for 71 s etter start kom konsernets nye baby Delta 3 ut av kontroll og eksploderte kort tid etter. Raketten befant seg da i en høyde av rundt 18 000 m over havet, og farten var 2,5 ganger lydens hastighet. Vrakdelene havnet et stykke til havs, og ulykken kan ikke betegnes som særlig farlig hva gjelder direkte skade.

Nyttelasten om bord, kommunikasjonssatellitten Galaxy 10, gikk med i dragsuget, og samlet direkte tap beløp seg til 225 millioner dollar. Dette er nok allikevel for lite å regne når man ser på hvordan denne hendelsen kan påvirke Delta 3s fremtidige inntjeningsevne.

Delta 3 er det første store amerikanske oppskytingsfartøyet som er utviklet utelukkende ved hjelp av private midler. Dette betyr at Boeing har senket en hel masse dollar i prosjektet som selskapet ikke kommer til å få igjen hvis det ikke kan gjøre Delta 3 til et mye benyttet oppskytingsfartøy. Dette kan bli vanskelig skulle flere problemer oppstå.

Boeing hadde på ulykkestidspunktet solgt 18 oppskytinger med Delta 3. 13 er kjøpt av Hughes, og de resterende fem er kjøpt av Space Systems/Loral. I tillegg satt det potensielle kunder på gjerdet og ventet på en vellykket førsteoppskyting. Flere av disse kan man vel nå regne med at har forlatt gjerdet, dog uten å kjøpe noe.

Oppskytingene som Boeing hadde solgt er verdt rundt 1,5 milliarder dollar. Prisen for en oppskyting med en Delta 3 er altså noe over 80 millioner dollar, og med dette skal Delta 3 være i stand til å konkurrere med Atlas, Proton og Ariane.

Den direkte foranledningen til eksplosjonen var at raketten 55 s etter start ble utsatt for en vibrasjon på fire Hertz forårsaket av de tre faststoffmotorene som ikke skal tenne før de seks andre som antennes på bakken har brent ferdig.

Vibrasjonene utgjorde ingen trussel mot raketten i seg selv, og det beste hadde vært at styringssystemet hadde ignorert problemet. Dette skjedde imidlertid ikke, og systemet for å kontrollere rakettens kurs begynte å kompensere for vibrasjonene. 71 s etter start hadde dette systemet brukt opp all sin hydrauliske olje. Raketten kom ut av stilling, begynte å brekke opp og ødela deretter seg selv automatisk.

Tre av Delta 3s ni faststoffraketter er for øvrig utstyrt med dyser som kan dreies for å justere kursen, men dette var ikke nok til å redde Boeing denne gangen. Tvert imot bedro de bare til å forsterke problemet.

I etterkant av ulykken har Boeing bestemt seg for å endre Delta 3s programvare slik at styringssystemet i framtiden vil ignorere vibrasjonene fra de utente faststoffmotorene. Alle oppskytingsfartøyer opplever en hel del risting under oppstigningen, og for Delta 3s vedkommende var forstyrrelsene fra faststoffmotorene rangert som nummer 27 av 56 hva gjelder innflytelse ved start. Faststoffmotorenes betydning økte imidlertid etter hvert da den nedre delen av raketten ble lettere etter som drivstoffet ble oppbrukt, men det synes klart at det er en god løsning å la styringssystemet ignorere disse forstyrrelsene.

Delta 3 er ikke bare en ny rakett, men ett av de viktige trinn Boeing må gå i utviklingen av Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV), et stort oppskytingsfartøy som skal benyttes både til militære og sivile formål, i det siste tilfellet under navnet Delta 4. Dette fartøyet skal i betydelig grad redusere USAs oppskytingskostnader. EELV skal være klar rundt 2002.

Delta 3 ligner på mange måter Boeings arbeidshest gjennom mange år, Delta 2, men den er en del kraftigere. Delta 3s masse ved start er rundt 330 tonn mot Delta 2s 250 tonn. Med denne massen kan Delta 3 avgi en skyvekraft på omtrent fem millioner Newton, hvilket er én million Newton mer enn Delta 2.

Delta 3 benytter mange av delene som er blitt brukt på Delta 2 i en årrekke. Særlig gjelder dette førstetrinnet, som inneholder den samme hovedmotoren, Boeing/Rocketdyne RS-27A. Denne motoren anvender parafin som drivstoff og flytende oksygen som oksidasjonsmiddel. Parafintankene er imidlertid forlenget til 3,9 m i forhold til Delta 2s 2,4 m lange tanker. RS-27A avgir med disse spesifikasjonene en skyvekraft på omtrent én million Newton.

Langs førstetrinnet er det montert ni faststoffmotorer fra Alliant Techsystems som er nesten 14 m lange og omtrent 1,15 m i diameter. Dette gjør dem noe over 10 % større enn dem som benyttes på Delta 2. Hver enkelt av faststoffmotorene kan generere 650 000 N ved start, 36 % mer enn hva de lignende motorene på Delta 2 er i stand til. Seks av disse motorene tenner ved start, mens de tre øvrige som nevnt tenner under oppstigning når de seks første er utbrent.

Delta 3 er også utstyrt med stort sett samme styringskontroll som Delta 2.

Den største forandringen fra Delta 2 er at dennes andre og tredje trinn er blitt byttet ut med ett enkelt trinn. Det nye trinnet er kryogenisk, det vil si at det benytter sterkt nedkjølt drivstoff, og avgir en skyvekraft på rundt 125 000 N. Motoren er her en RL-¹⁰B-2, som er blitt benyttet i flere tiår. Denne kombinasjonen skal kunne avgi en spesifikk impuls på 466,5, det vil si at hver enhet drivstoff kan avgi et tilsvarende skyv i 466,5 s. Dette betyr at trinnet er svært effektivt i sin bruk av drivstoff.

Grunnen til at denne motoren er så effektiv, er at dysen er forlenget til rundt fire meter. Dette trinnet benytter hydrogen og oksygen, og tankene er bygget av japanske Mitsubishi, mens den forlengede dysen er bygget av franske SEP.

Til slutt kan det nevnes at Delta 3 ved start er litt under 39 m høy og at den kan plassere litt over fire tonn i geostasjonær overføringsbane. Dette er det dobbelte av det Delta 2 er i stand til, og med den hastigheten som den gjennomsnittlige kommunikasjonssatellitt vokser med, er det kanskje ikke så rart at Boeing betegner Delta 3 som ett mellomstadium fram mot Delta 4.

26. august var også en dårlig dag for eieren av nyttelasten, PanAmSat Corporation. Tidligere i år fikk selskapet problemer med flere av sine Hughes-bygde satellitter da en av bryterne som benyttes om bord i HS 601-modellen viste seg å være spesielt utsatt for kortslutninger. Dette medførte at PanAmSat måtte dumpe en hel del kunder, og det er vel ingen overdrivelse å si at selskapet sliter med kronisk underkapasitet. Derfor planlegger selskapet å sende opp ni satellitter innen utgangen av 1999. Galaxy 10, som gikk dukken den 26. august, var den første, mens PanAmSat 6B ble vellykket sendt opp natt til 22. desember 1998.

At det ikke er så store avstander i den amerikanske romfartsindustrien kan man forstå når man ser at Hughes Corporation eier 81 % av PanAmSat. Hughes synes å sitte på en hel del sider av bordet her, både som kunde, leverandør og mellommann, da selskapet bestiller oppskytingstjenester på vegne av firmaer som har kjøpt dets satellitter.

Hughes har i forbindelse med Delta 3-fiaskoen uttalt at man ser meget alvorlig på problemene som er oppstått hos Boeing. I lys av forholdene i oppskytingsindustrien er det ingen grunn til å tvile på at dette standpunktet tas meget alvorlig hos Boeing i Seattle.

Tekst til illustrasjon brukt i artikkelen

Legg merke til hvordan førstetrinnet utvider seg på slutten (pilen). Dette er for at trinnet skal passe sammen med det langt bredere andretrinnet.

Delta 3 på oppskytingsrampen.

Delta 3 rett etter start fra oppskytingsplattform 17B. Plattformen var utbedret for å kunne ta av for skyvet på fem millioner Newton.