Redstone |
Die Juno-I (dreistufig auch Jupiter
Composite genannt) war das erste einsatzfähige SLV der USA.
Es basiert auf der Boden-Boden-Rakete Redstone der USArmy und war bereits 1955 einsatzreif
umkonstruiert. Zunächst wurde jedoch auf das noch in der Entwicklung befindliche
SLV Vanguard der US Navy gesetzt.
Die Juno 1 war ein vierstufiges SLV. Der ersten Stufe Redstone (mod.) wurden vier
gebündelte Feststofftreibsätze Thiokol Sergeant aufgesetzt, die in einem Köcher
verschachtelt angeordnet waren.
Die Redstone wurde mit einem Triebwerk Rocketdyne A-7 ausgerüstet. Der Treibstoff
der Redstone Äthylalkohol/Sauerstoff wurde durch höherenergetisches Hydyne (60%
UDMH + 40% DETA) /Sauerstoff ausgetauscht. Dadurch konnte der Schub um 11% erhöht
werden. Gleichzeitig konnte die Brenndauer durch Verlängerung der Tanks um 2,44
m gesteigert werden (max. +34 sec). Die Lagekontrolle erfolgte mittels Strahlruder.
Ein im Kopf der Stufe installierter Druckgasbehälter versorgte 4 Düsen, die zur
Umlenkung des Adapters mit der Oberstufe in die horizontale Lage diente. Vor Abschuß
der Feststofftreibsätze wurde der Köcher mit einem Elektromotor drallstabilisiert.
Die zweite Stufe wurde von 11 im Köcher untergebrachten Treibsätzen gebildet, die
ringförmig angeordnet waren.
Die dritte Stufe bestand aus drei Treibsätzen, die im inneren des ersten Bündels
untergebracht waren.
Die vierte Stufe bestand aus einem Treibsatz oberhalb des Köchers und war mit der
Nutzlast verbunden.
Während die erste Juno 1 keine Nutzlastverkleidung hatte, waren alle anderen mit
einem kegelförmigen Shroud geschützt.
Die Juno-I wurde zwischen 1958 und 1961 insgesamt 6 mal gestartet. Am 01.02.1958
gelangte der erste US-amerikanische Explorer 1 in einen Erdorbit.
In den Jahren 1960/61 wurde die bei der Juno-I verwendete Redstone (mod.) ohne zusätzliche Stufen für unbemannte und bemannte ballistische Flüge im Rahmen des Mercury-Programms der NASA als Redstone-Mercury insgesamt 5 mal eingesetzt.
Als
Redstone-Sparta ist ein zweistufiges SLV aus dem Jahr
1967 bekannt. Es wurde vom Weapons Research Establishment (Australien) von Woomera
einmal gestartet. Vermutlich wurde als Grundstufe eine reine Boden-Boden-Rakete
Redstone verwendet (Äthylalkohol/Sauerstoff). Als zweite Stufe fungierte ein Feststofftriebwerk
Antares II. Als Kickstufe für die Nutzlast wurde ein weiteres kleines kugelförmiges
Feststofftriebwerk Alcyone hinzugefügt.
The Juno-I (Jupiter-C)
vehicle consists of a modified Redstone ballistic missile
topped by three solid-propellant upper stages. The tankage of the Redstone was lengthened
by eight feet to provide additional propellant. The instrument compartment is also
smaller and lighter than the Redstone's. The second and third stages are clustered
in a "tub" atop the vehicle, while the fourth stage is atop the tub itself. The
second stage is an outer ring of eleven scaled-down Sergeant rocket engines; the
third stage is a cluster of three scaled down Sergeant rockets grouped within. These
are held in position by bulkheads and rings and are surrounded by a cylindrical
outer shell. The webbed base plate of the shell rests on a ball-bearing shaft mounted
on the first-stage instrument section. Two electric motors spin in the tub at a
rate varying from 450 to 750 rpm to compensate for thrust imbalance when the clustered
motors fire. The rate of spin is varied by a programmer so that it does not couple
with the changing resonant frequency of the first stage during flight.
The upper-stage tub was spun-up before launch. During first-stage flight, the vehicle
was guided by a gyro-controlled autopilot controlling both air-vanes and jet vanes
on the first stage by means of servos. Following a vertical launch from a simple
steel table, the vehicle was programmed so that it was travelling at an angle of
40 degrees from the horizontal at burnout of the first stage, which occurred 157
seconds after launch. At first-stage burnout, explosive bolts fired and springs
separated the instrument section from the first-stage tankage. The instrument section
and the spinning tub were slowly tipped to a horizontal position by means of four
air jets located at the base of the instrument section. When the apex of the vertical
flight occurred after a coasting flight of about 247 seconds, a radio signal from
the ground ignited the eleven-rocket cluster of the second stage, separating the
tub from the instrument section. The third and fourth stages were fired in turn
to boost the satellite and fourth stage to an orbital velocity of 18,000 miles per
hour.
Propulsion
Stage 1: Rocketdyne A-7 engine.
Thrust 83,000 lb; burn time 155 seconds; specific impulse ( s.l.) 235 sec; propellants
liquid oxygen as oxidizer, and "Hydyne" (60% unsymmetrical, dimethylhydrazine and
40% diethylenetriamine) as fuel; propellant feed turbopump type; turbopump drive
90% hydrogen peroxide decomposed by catalyst bed to produce steam.
Stage 2: Eleven JPL scaled-down Sergeant rockets.
Thrust 16,500 lb; burn time 6.5 seconds; specific impulse 220 sec; propellant polysulfide-aluminum
and ammonium perchlorate (solid propellant).
Stage 3: Three JPL scaled-down Sergeant rockets.
Thrust 5,400 lb; burn time 7 seconds; specific impulse 235 sec; propellant same
as for stage 2.
Stage 4: One JPL scaled-down Sergeant rocket.
Thrust 1,800 lb; burn time 7 seconds; specific impulse 235 sec; propellant same
as for stage 2.