Agena Zielfahrzeug – Wikipedia

Gemini-Agena Zielfahrzeug
Hersteller
Herkunftsland Vereinigte Staaten
Operator NASA
Anwendungen
Spezifikationen
Masse starten 8.180–8.210 kg (18.030–18.100 Pfund)
Trockenmasse 1.820–1.853 kg (4.012–4.085 Pfund)
Maße
  • 1,52 m Durchmesser
  • 7,92 m lang
Leistung Batterien
Ausrüstung
  • Orientierungshilfe
  • Flugsteuerungselektronik
  • Telemetrie
  • Befehl
  • Verfolgung
  • Druckbeaufschlagung des Treibmittels
Produktion
Status Im Ruhestand
Gebaut 7
Gestartet 7
Gescheitert 3
Jungfernstart 25. Oktober 1965
Letzter Start 11. November 1966
Verwandte Raumfahrzeuge
Abgeleitet von Agena-D
Derivate Erweiterter Ziel-Docking-Adapter
Geflogen mit Zwillinge

Das Agena Zielfahrzeug ((EIN FERNSEHER), auch bekannt als Gemini-Agena Zielfahrzeug ((GATV) war ein ungeschraubtes Raumschiff, das von der NASA während ihres Gemini-Programms verwendet wurde, um Rendezvous- und Docking-Techniken im Orbitalraum zu entwickeln und zu üben und große Orbitaländerungen durchzuführen, um die Mondmissionen des Apollo-Programms vorzubereiten.[1]

Das Raumschiff basierte auf der Agena-D-Rakete der oberen Stufe von Lockheed Aircraft, die mit einem von McDonnell Aircraft hergestellten Andockziel ausgestattet war. Der Name ‘Agena’ leitet sich vom Stern Beta Centauri ab, auch bekannt als Agena. Das kombinierte Raumschiff war ein 7,92 m langer Zylinder mit einem Durchmesser von 1,52 m, der mit der Trägerrakete Atlas-Agena in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wurde. Es beförderte beim Start ungefähr 6.360 bis 6.375 kg Treibmittel und Gas.[2] und hatte eine Bruttomasse bei Orbitalinsertion von 7.117 bis 7.271 Pfund (3.228 bis 3.298 kg).

Das ATV für Gemini 6 schlug beim Start am 25. Oktober 1965 fehl, was die NASA veranlasste, den Augmented Target Docking Adapter (ATDA) als Backup zu entwickeln, ein kleineres Raumschiff, das aus dem Docking-Ziel besteht, das mit einem Lageregelungs-Antriebssystem ausgestattet ist, dem jedoch das fehlt Agena Orbital Change Rakete. Der ATDA wurde einmal auf Gemini 9A nach einem zweiten ATV-Startfehler am 17. Mai 1966 verwendet, schlug jedoch als Docking-Ziel fehl, da sich das Startgehäuse nicht trennen ließ.

Operationen[edit]

Jedes ATV bestand aus einer von Lockheed Aircraft gebauten oberen Raketenstufe des Agena-D-Derivats und einem von McDonnell Aircraft gebauten Docking-Adapter. Die Agena wurde vom Launch Complex 14 von Cape Kennedy auf einem Atlas-Booster gestartet, der von der Convair-Abteilung von General Dynamics gebaut wurde. Die erste Verbrennung der Agena würde kurz nach dem Abwurf des Leichentuchs und der Trennung vom Atlas über dem Atlantik erfolgen. Über Ascension Island würde ein zweiter Brand die Agena in eine niedrige Kreisbahn bringen.[1]

Das Raumschiff McDonnell Gemini würde dann bereits 90 Minuten später vom Startkomplex 19 aus gestartet. Beide Countdowns würden parallel ablaufen und eine enge Synchronisation erfordern. Die Zwillinge würden sich treffen und mit der Agena andocken, sobald die Zwillinge gegen Ende des Programms ihre erste Umlaufbahn hatten.[1]Richard F. Gordon Jr. von Gemini 11 verglich das Andocken mit der Agena mit dem Luft-Luft-Betanken:[3]

Sie stellen sich in einer Reihe auf, vielleicht fünf bis zehn Fuß entfernt. Und wenn alles in Ordnung aussieht und Sie mit dem Docking-Kegel ausgerichtet aussehen, müssen Sie nur mit dem Translations-Controller einen kleinen Schub hinzufügen. Und wenn es so aussieht, als ob Sie zu schnell fahren, nehmen Sie sich mit dem Translations-Controller ein wenig Zeit. Und genau wie beim Fliegen einer Luftbetankung haben Sie dies alles nur mit dem alten Mark-VIII-Augapfel getan.

Einmal angedockt, konnte der Astronaut auf dem rechten Sitz Agenas Triebwerke und Motor steuern.[3] Sie würden das kombinierte Raumschiff in einem stabilisierten Modus fliegen und eine Reihe von Experimenten durchführen:

  • Verwendung des Lageregelungssystems der Agena zur Stabilisierung der Kombination, wodurch die Treibmittel der Zwillinge eingespart wurden
  • Außerbetriebliche Aktivität zur Durchführung von Übungsarbeiten an einer Werkzeugplatte. Dies erforderte die Installation von Handläufen auf späteren Flügen, um eine übermäßige Anstrengung der Astronauten zu verhindern.
  • Den Agena-Motor neu starten, um den Höhepunkt des Raumfahrzeugs zu erhöhen. Gemini 11 erreichte einen Rekord von 739,2 Seemeilen (1.369,0 km). Der modifizierte Bell 8247-Motor war für bis zu 15 Neustarts qualifiziert.[1]
  • Abdocken, Abwickeln eines 15 m langen Nylonbands zwischen der Kapsel und der Agena und Fliegen in einer “Hantel” -Konfiguration mit der Agena unter den Astronauten, um den Gravitationseffekt auf die Formationsstabilität im unkontrollierten Modus zu überprüfen. Diese Technik ist jetzt als Schwerkraftgradientenstabilisierung bekannt.
  • Verwenden eines ähnlichen Haltegurts und einiger Triebwerksstöße, um die beiden Fahrzeuge als frühen Test der künstlichen Schwerkraft umeinander zu drehen.
  • Nach dem Rendezvous mit seinem eigenen ATV führte Gemini 10 ein zweites Rendezvous mit dem ATV von Gemini 8 durch.

Nachdem sich die Gemini-Kapsel zum letzten Mal getrennt hatte, blieb die Agena für kurze Zeit im Orbit und wurde zur Überprüfung des Befehlssystems verwendet.[clarification needed]

Das erste Gemini-Agena-Zielfahrzeug (GATV) wurde am 25. Oktober 1965 gestartet, während die Gemini 6-Astronauten auf dem Pad warteten. Während der Atlas normal lief, explodierte der Motor des Agena während der Orbitalinjektion. Da das Rendezvous und das Andocken das Hauptziel waren, wurde die Gemini 6-Mission geschrubbt und durch die alternative Mission Gemini 6A ersetzt, die sich im Dezember mit Gemini 7 verabredete (aber nicht andocken konnte).

Eine Untersuchung des Fehlers ergab, dass es höchstwahrscheinlich durch Konstruktionsänderungen am GATV im Vergleich zu einer Standard-Agena-D-Stufe verursacht wurde. Der Agena D wurde so konzipiert, dass sein Motor nur einmal neu gestartet wird, während der GATV fünfmal neu gestartet werden muss. Während ein Standard-Agena D-Oxidationsmittel zuerst in die Brennkammer gepumpt und dann mit dem Kraftstoff gefolgt wurde, wurde das GATV modifiziert, um das Gegenteil zu tun, da die normale Startmethode dazu neigte, Oxidationsmittel zu lecken. Während dies für den Agena D mit seinem einzelnen Neustart kein Problem darstellen würde, würde das GATV mit mehreren Neustarts schließlich sein gesamtes Oxidationsmittel verlieren, bevor die Lebensdauer der Stufe (die Wochen statt Stunden dauern würde) abgeschlossen werden könnte. Leider führte das Pumpen des Kraftstoffs in den Brennraum zuerst dazu, dass der Motor nach hinten losging und aufgrund eines mechanischen Stoßes platzte. Es wurde festgestellt, dass die Ingenieure von Lockheed das GATV nicht ordnungsgemäß getestet haben, um dieses Problem zu beheben (es wurde in einer simulierten Höhe von 21 Meilen getestet, als der tatsächliche Start des Agena-Motors in einer Höhe von 75 Meilen erfolgte). Die Lösung des Problems bestand darin, zum normalen Motorstart des Oxidationsmittels zurückzukehren und das GATV unter geeigneten Bedingungen zu testen. Bell Aerosystems, der Hersteller des Agena-Triebwerks, wurde ebenfalls angewiesen, weitere Tests am Boden durchzuführen.

Erweiterter Ziel-Docking-Adapter[edit]

Nach dem Ausfall des ersten GATV beauftragte die NASA McDonnell mit der Entwicklung eines Backup-Docking-Ziels abzüglich der Lockheed Agena-Rakete Erweiterter Ziel-Docking-Adapter[4] (ATDA). Diese bestand aus dem Gemini-Andockkragen und einem Antriebssystem zur Lageregelung, das auf dem Gemini-Wiedereintrittskontrollsystem basierte. Die ATDA war 3,3 m lang und hatte eine Masse von 794 kg.[5]

Es wurden einige Fragen zur Kompatibilität des ATDA mit dem Atlas-Booster aufgeworfen, da dieser eine viel geringere Masse als der GATV aufwies und möglicherweise die Aerodynamik und die kalibrierten Einstellungen der Trägerrakete beeinträchtigte. Convair versicherte McDonnell jedoch, dass es keine technischen Probleme mit dem Booster geben würde.

Ein zweiter GATV-Startfehler trat am 17. Mai 1966 auf, als die Gemini 9-Astronauten Tom Stafford und Eugene Cernan auf ihrem Block saßen und auf den Start warteten. Die Atlas-Agena hob sich sanft in einen bewölkten Himmel und verschwand um T + 50 Sekunden aus dem Blickfeld. Kurz vor dem Booster Engine Cutoff (BECO) gab der Lenkungskontrollbeamte bekannt, dass er den Kontakt zum Booster verloren hatte.

Telemetrie zeigte, dass die Agena-Inszenierung planmäßig bei T + 300 Sekunden stattgefunden hatte. Die Agena sendete weiterhin Signale bis T + 436 Sekunden, als die gesamte Telemetrie aufhörte. Versteckt hinter Wolken, kardierte der B-2-Motor des Atlas ab T + 120 Sekunden hart nach rechts und blieb in dieser Position fixiert, drehte die Trägerrakete um 216 ° herum und schickte sie zurück nach Cape Kennedy. Diese Drehung hatte es der Bodenführung unmöglich gemacht, sich zu verriegeln. Radarstationen auf den Bahamas verfolgten es in Richtung Norden und absteigend. Die Fahrzeugstabilität wurde nach BECO allmählich wieder hergestellt, hatte sich jedoch ungefähr 231 ° von der beabsichtigten Flugbahn entfernt. Beide Fahrzeuge stürzten in den Atlantik von 107 Seemeilen (198 km). Der Motor des Agena wurde nicht aktiviert, da die richtige Höhe und Geschwindigkeit nicht erreicht worden war, wodurch das Leitsystem daran gehindert wurde, den Startbefehl zu senden. Während die genaue Ursache für den Verlust der Kardansteuerung des Motors nicht gefunden wurde, zeigte die Telemetrie an, dass im Stromkreis für das Servoverstärker-Ausgangsbefehlssignal ein Kurzschluss nach Masse aufgetreten ist, der möglicherweise durch kryogene Leckage im Schubabschnitt verursacht wurde. Diese Theorie wurde durch ungewöhnlich niedrige Schubabschnitts-Temperaturen ab T + 65 Sekunden untermauert. Die Quelle der kryogenen Leckage wurde nicht identifiziert. Der Verlust der Schleuse am Boden verhinderte, dass normale Motorabschaltsignale an den Atlas übertragen wurden. BECO wurde vom Staging-Backup-Beschleunigungsmesser, SECO bei T + 273 Sekunden aufgrund von LOX-Verarmung und VECO- und Agena-Staging aus einem vom Raketenprogrammierer generierten Backup-Befehl generiert. Abgesehen vom Flugsteuerungssystem funktionierten alle Atlas-Systeme ordnungsgemäß.[6][7]

Während Convair die Verantwortung für den Startfehler übernahm, äußerten sich die Ingenieure von Lockheed besorgt über Telemetriedaten, die auf einen Servofehler in der Agena hinwiesen, was zu Zweifeln führte, ob die Bühne ohne eine Fehlfunktion des Atlas noch ordnungsgemäß funktioniert hätte. Die wahre Ursache des Scheiterns tauchte jedoch auf, als die Luftwaffe einen Film veröffentlichte, der von Tracking-Kameras in Melbourne Beach, Florida, aufgenommen wurde und zeigte, wie der Atlas über und nach unten flog. Es wurde dann festgestellt, dass die Servofehlfunktion des Agena durch das Passieren der ionisierten Abgasspur des Atlas verursacht wurde.

Der modifizierte Missionsstart Gemini 9A wurde mithilfe der ATDA für den 1. Juni 1966 verschoben. Die Abdeckung, die den Docking-Adapter während des Starts schützte, konnte jedoch nicht getrennt werden, da die Lanyards falsch mit Klebeband befestigt waren. Gemini 9A wurde am 3. Juni gestartet, und als sich die Besatzung im Orbit befand, stellte sie fest, dass sich das Leichentuch der ATDA teilweise geöffnet hatte und von Stafford als “wie ein wütender Alligator aussehend” beschrieben wurde. Das Andocken war nicht möglich, aber stattdessen wurde das Rendezvous-Manöver geübt.[8][9]

Flugstatistik[edit]

Ziel Zwillingsmission Gestartet Wieder eingetreten NSSDC ID Bruttomasse im Orbit Bemerkungen Foto
GATV-5002 Zwillinge 6 25. Oktober 1965
15:00:04 UTC
25. Oktober 1965
15:06:20 UTC
GEM6T N / A Atlas-Agena explodierte während des Starts.
Gemini 6A erreichte stattdessen das erste Rendezvous mit Gemini 7.
GATV-5003 Zwillinge 8 16. März 1966
15:00:03 UTC
15. September 1967 1966-019A 3.118 Pfund (3.228 kg) Erstes Andocken erreicht, aber die Mission wurde bald abgebrochen, da das Gemini-Triebwerk feststeckte.
ATV wurde später als sekundäres Ziel für Gemini 10 verwendet.
GATV-5004 Zwillinge 9 17. Mai 1966
15:12:00 UTC
17. Mai 1966
15:19:00 UTC
GEM9TA N / A Umlauf fehlgeschlagen.
ATDA Nr. 02186 Zwillinge 9A 1. Juni 1966
15:00:02 UTC
11. Juni 1966 1966-046A 794 kg Keine Agena-Rakete. Erfolgreiches Rendezvous, aber kein Andocken aufgrund eines Versagens der Deckbandtrennung.
GATV-5005 Zwillinge 10 18. Juli 1966
20:39:46 UTC
29. Dezember 1966 1966-065A 3.282 kg (7.236 Pfund) Boosted Gemini 10 bis 412 Seemeilen (763 km) Apogäum.
GATV-5006 Zwillinge 11 12. September 1966
13:05:01 UTC
30. Dezember 1966 1966-080A 3.298 kg (7.271 Pfund) Boosted Gemini 11 auf Rekordhöhe von 1.369,0 km (739,2 Seemeilen).
Erste Demonstration der künstlichen Schwerkraft in der Schwerelosigkeit.
GATV-5001A Zwillinge 12 11. November 1966
19:07:58 UTC
23. Dezember 1966 1966-103A 3.118 Pfund (3.228 kg) Kein Apogee-Boost durch defekten Agena-Motor. Tether-Experiment durchgeführt.

In der Populärkultur[edit]

Das Andocken von Gemini 8 an die Agena wurde im Neil Armstrong-Biopic von 2018 vorgestellt Erster Mann.

Das Andocken von Gemini 8 an die Agena ist Teil des kurzen Science-Fiction-Dramas DUNKLE SEITE Produziert von nrgpix als Einstieg in das London Sci Fi Film Festival 2020.

Verweise[edit]

Dieser Artikel enthält gemeinfreies Material von Websites oder Dokumenten der National Aeronautics and Space Administration.

Externe Links[edit]