Inertial Upper Stage

Inertial Upper Stage neboli IUS je urychlovací raketový stupeň na tuhé pohonné látky, vyvinutý společností Boeing pro americké letectvo (USAF) a NASA. Stupeň byl navržen k vynášení velkých nákladů z nákladového prostoru raketoplánu Space Shuttle, nebo mohl startovat s raketou Titan III jako její poslední stupeň.

Inertial Upper Stage se sondou Ulysses

Vývoj IUS

Vypuštění IUS z nákladového prostoru raketoplánu Endeavour při misi STS-54.

Během vývojové fáze programu Space Shuttle (1969 - 1974) chtěla NASA s podporou USAF vyvinout horní stupeň, který by mohl být použit k dopravě užitečného materiálu novým raketoplánem z nízké oběžné dráhy Země na dráhy jako je GTO nebo GEO, nebo pro únikovou rychlost pro planetární sodny. Zároveň tedy, aby mohl být přizpůsoben ke startu na raketě Titan III (nejsilnější americká raketa té doby). To pro případ, kdyby se protáhl vývoj nebo testování raketoplánu. NASA chtěla pro své meziplanetární mise používat stupeň Centaur, ale letectvo chtělo používat stupeň Transtage, který se již používal na Titanech III. Transtage měl výhodu, že používal stejné hypergolické (vznítí se při vzájemném kontaktu) pohonné látky, jako korekční a manévrovací motory raketoplánu.

IUS vznikl jako kompromis mezi Transtage, který nedostačoval potřebám NASA a Centaurem, který sice NASA vyhovoval, ale pro většinu vojenských nákladů byl až příliš předimenzován. Nový stupeň byl dostatečně silný, aby dokázal vynést dvojici vojenských nebo výzvědných satelitů na geostacionární dráhu nad bývalým Sovětským svazem a zároveň dokázal vynášet náklady pro NASA (zejména satelity Tracking and Data Relay Satellite). První IUS odstartoval s raketou Titan 34D v roce 1982. S raketoplánem letěl poprvé při misi STS-6. Hlavním dodavatelem byl Boeing a chemické motory na tuhé palivo dodávala společnost United Technologies.

Popis

Nákres IUS

IUS je 5,18 metru dlouhý a má 2,8 metru v průměru, celková hmotnost je přibližně 14 700 kg. Stupeň je složen ze dvou samostatných sekcí. První sekce je poháněna velkým raketovým motor motorem na tuhé palivo, jehož hmotnost činí 9700 kg a vyvíjí tah přibližně 188,5 kilonewtonů. Druhá sekce je vybavena menším motorem s 2700 kilogramy tuhého paliva, který vyvíjí tah 80 kilonewtonů. Druhá sekce taktéž obsahuje avioniku, potřebnou k řízení letu. To zahrnuje naváděcí systém, navigaci, řízení, telemetrii, velení a řízení přenosu dat, reaktivní řízení a elektrický systém. Všechny kriticky důležité komponenty avionického systému, spolu se systémem směrování tahu, reaktivním řízením, zážehovým systém motorů a pyrotechnického zařízení pro separaci jednotlivých sekcí jsou zdvojeny pro zajištění vyšší spolehlivosti, která dosahuje 98 procent.

Pro instalaci v nákladovém prostoru raketoplánu se používá zařízení Airborne Support Equipment, které zajišťuje propojení s raketoplánem a následné vypuštění. Toto zařízení je instalováno v samotném raketoplánu a obsahuje avionické vybavení pro zkoušku systémů a mechanický systém pro zdvihnutí a vypuštění IUS s nákladem. Před zažehnutím je IUS zdvižen v úhlu 50° a následně uvolněn. Raketoplán se poté vzdálí do bezpečné vzdálenosti. Při typické misi navede zážeh motoru první sekce náklad na eliptickou přechodovou dráhu a poté se odpojí. Motor druhé sekce poté upraví dráhu na kruhovou pak se oddělí. Při startu na raketách Titan byl IUS s nákladem vynesen na nízkou oběžnou dráhu a poté zážehem svých motorů naveden na požadovanou dráhu.

Specifikace

IUS se sondou Magelan.

První sekce - IUS-1 (ORBUS 21)

• tah: 181,5 kN
• specifický impuls: 296 sekund (2900 N.s/kg)
• doba zážehu: 152 sekund
• průměr: 2,34 metru
• délka: 3,52 metru
• hmotnost: 10 840 kg
• prázdná hmotnost: 1130 kg

Druhá sekce - IUS-2 (ORBUS 6)

• tah: 78,4 kN
• specifický impuls: 304 sekund (2980 N.s/kg)
• doba zážehu: 103 sekund
• průměr: 1,61 metru
• délka: 2,08 metru
• hmotnost: 3920 kg
• prázdná hmotnost: 1170 kg

Mise

Číslo	Datum startu	Nosný systém	Užitečné zatížení	Poznámky	Galerie
1	30. října 1982	Titan 34D	DSCS-II F16 DSCS-III A1	Úspěšný start, avšak po většinu letu nebyla přijímána telemetrie.
2	4. dubna 1983	STS-6	TDRS	Selhání motoru druhého stupně. Družice byla navedena na správnou dráhu pomocí vlastních motorů.
3	24. ledna 1985	STS-51-C	Magnum 1	Utajený náklad pro ministerstvo obrany.
4	3. října 1985	STS-51-J	DSCS-III B4 DSCS-III B5	Utajený náklad pro ministerstvo obrany.
5	28. ledna 1986	STS-51-L	TDRS B	Zničen při havárii Challengeru.
6	29. září 1988	STS-26	TDRS C
7	13. března 1989	STS-29	TDRS D
8	4. května 1989	STS-30	Magellan	Sonda k planetě Venuši
9	14. červen 1989	Titan 4A	DSP 14
10	18. října 1989	STS-34	Galileo	Sonda k planetě Jupiter a jeho měsícům.
11	22. listopadu 1989	STS-33	Magnum 2	Utajený náklad pro ministerstvo obrany.
12	6. října 1990	STS-41	Ulysses	Vesmírná sonda určená k výzkumu Slunce.
13	13. listopadu 1990	Titan 4A	DSP 15
14	15. listopadu 1990	STS-38	?	Utajený náklad pro ministerstvo obrany. Magnum 3 nebo SDS-2, přesný náklad neznámý.
15	2. srpen 1991	STS-43	TDRS E
16	24. listopadu 1991	STS-44	DSP 16
17	13. ledna 1993	STS-54	TDRS F
18	22. prosince 1994	Titan 4A	DSP 17
19	13. července 1995	STS-70	TDRS G
20	23. února 1997	Titan 4B	DSP 18
21	9. dubna 1999	Titan 4B	DSP 19	Selhalo oddělení nákladu od IUS.
22	23. července 1999	STS-93	Rentgenová observatoř Chandra
23	8. května 2000	Titan 4B	DSP 20
24	6. srpna 2001	Titan 4B	DSP 21
25	14. února 2004	Titan 4B	DSP 22

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Inertial Upper Stage na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Inertial Upper Stage na Wikimedia Commons
• http://www.fas.org/spp/military/program/launch/ius.htm
• https://web.archive.org/web/20110325135514/http://www.aero.org/publications/crosslink/winter2003/08.html
• http://www.astronautix.com/stages/srm1.htm
• http://www.astronautix.com/stages/srm2.htm

Portály: Kosmonautika