Loading AI tools
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Black Arrow (nazwa pisana oficjalnie wielkimi literami: BLACK ARROW[3]) – brytyjska rakieta nośna. Zbudowano ją w latach sześćdziesiątych i wykorzystano podczas czterech lotów w latach 1969–1971. Jej ostatni lot był pierwszym udanym lotem orbitalnym przeprowadzonym przez Wielką Brytanię, podczas którego satelita Prospero został umieszczony na niskiej orbicie okołoziemskiej.
 Model rakiety Black Arrow w australijskiej miejscowości Woomera | |
| Producent |
Royal Aircraft Establishment |
|---|---|
| Data pierwszego startu |
27 czerwca 1969 |
| Data ostatniego startu |
28 października 1971 |
| Statystyki | |
| Wszystkie starty |
4 |
| Udane starty |
2 (50%) |
| Nieudane starty |
2 |
| Zdolność wynoszenia | |
| Siła ciągu przy starcie |
215 kN |
| Wymiary | |
| Długość |
13[1] m |
| Średnica |
2[2] m |
| Masa całkowita |
18 130[1] kg |
| Stopnie rakiety | |
| Stopień 0. |
Black Knight |
| Stopień 1. |
Waxwing |
Black Arrow powstała w trakcie badań prowadzonych przez Royal Aircraft Establishment nad rakietami nośnymi w oparciu o rakietę Black Knight[4]. Projekt został autoryzowany w 1964 roku. Początkowo rakieta konstruowana była przez brytyjską spółkę Saunders-Roe, a potem – w wyniku fuzji – przez spółkę Westland Aircraft.
Black Arrow była trójstopniową rakietą, zasilaną naftą RP-1 i stężonym nadtlenkiem wodoru[5]. Wycofano ją już po czterech lotach na rzecz amerykańskich rakiet Scout, które Ministerstwo Obrony uznało za tańsze niż utrzymanie projektu Black Arrow[6].
Black Arrow powstała w wyniku oferty Royal Aircraft Establishment, dotyczącej budowy rakiety zdolnej do umieszczenia na niskiej orbicie okołoziemskiej ładunku o wadze 144 kg w celu testowania systemów zaprojektowanych dla większych statków kosmicznych. Jesienią 1964 roku program został autoryzowany przez Juliana Amery’ego, ministra lotnictwa z Partii Konserwatywnej. Jednak w następstwie październikowych wyborów nowy rząd Partii Pracy zaniechał projektu, by zmniejszyć wydatki[7].
Po kolejnych wyborach rząd zaakceptował kontynuację programu, wprowadzając jednak kilka zmian, w tym redukcję ilości testów z pięciu do trzech lotów. Na pierwszy start rakiety wybrano rok 1968[8].
Większość technologii i systemów wykorzystywanych w Black Arrow opracowano lub sprawdzono już wcześniej podczas lotów na rakiecie Black Knight i pocisku rakietowym Blue Steel[4]. W celu ułatwienia produkcji i zmniejszenia jej kosztów Black Arrow zaprojektowano tak, aby wykorzystywała jak najwięcej technologii z wcześniejszych programów[2]. Ponadto wielu członków kadry kierowniczej programu Black Knight przeniosło się bezpośrednio do programu Black Arrow, w tym główny naukowiec ds. pocisków Roy Dommett, główny konstruktor Ray Wheeler i zastępca głównego konstruktora John Underwood[9].
Początkowo budową rakiety zarządzała spółka Saunders-Roe, która w 1964 roku połączyła się w Westland Aircraft. Westland był później głównym wykonawcą programu Black Arrow. Zamontował pierwszy i drugi stopień rakiety w East Cowes na wyspie Isle of Wight. Spółka Bristol Siddeley wyprodukowała silniki do pierwszego i drugiego członu we wsi Ansty w hrabstwie Warwickshire. Wypróbowano je w jeszcze w fabryce, a następnie przetransportowano na Isle of Wight i umieszczono w rakiecie. Po raz kolejny silniki pierwszego członu wystrzelono w High Down[10]. Bristol Aerojet wyprodukował w Somerset trzeci stopień, a przedsiębiorstwo Explosive Research and Development Establishment wyprodukowało dla niego silnik wykorzystujący paliwo stałe w Waltham Abbey w hrabstwie Essex[4]. Za projekt i połączenie członu odpowiedzialny był zakład Rocket Propulsion Establishment[4] z siedzibą w Westcott w hrabstwie Buckinghamshire.
Rakietę nazwano zgodnie z polityką „Tęczowych Kryptonimów” (Rainbow Codes), wprowadzoną przez Ministerstwo Zaopatrzenia, według której programy badawcze przeprowadzane przez Brytyjskie Siły Zbrojne miały otrzymywać nazwy składające się z koloru i rzeczownika[3].
Pierwszy i drugi człon Black Arrow zasilane były naftą RP-1, spalaną z użyciem stężonego nadtlenku wodoru jako utleniacza[5]. W porównaniu z wieloma ówczesnymi systemami rakietowymi w Black Arrow wymagany był większy zbiornik na utleniacz, ponieważ optymalne proporcje mieszaniny utleniacza i paliwa wynosiły w niej około 7:1[11]. Zbiorniki na utleniacz zlokalizowane były poniżej zbiorników paliwa zgodnie z praktyką umieszczania gęstszego materiału napędowego na dole rakiety tak, aby obniżyć środek masy i ułatwić sterowanie rakietą[4]. Takie rozmieszczenie zapoczątkowały Niemcy i Stany Zjednoczone, z kolei Związek Radziecki umieszczał zbiorniki na utleniacz powyżej zbiorników paliwa, dzięki czemu te położone niżej mogły być uzupełniane jako pierwsze[12].
Aby zapewnić kontrolę nad położeniem i wysokością pierwszych dwóch członów, w rakiecie zastosowano ciąg wektorowany[4]. Osiem komór spalania pierwszego członu ułożono w parach, stosując zawieszenie kardanowe, dzięki któremu mogły poruszać się w dowolnym kierunku wzdłuż osi[4]. Dwie z tych par ułożono prostopadle do pozostałych, więc kiedy wszystkie były używane, umożliwiały kontrolę kąta pochylenia maszyny[4]. Drugi człon zawierał dwie komory spalania, które – z wykorzystaniem zawieszenia kardanowego – poruszały się wzdłuż dwóch osi, zapewniając taki sam poziom kontroli. Po odłączeniu drugiego członu, gdy maszyna poruszała się już ruchem swobodnym, kontrolowano ją za pomocą Systemu Sterowania Reakcyjnego[4]. Trzeci człon nie zawierał systemu kontrolowania położenia – był stabilizowany ruchem obrotowym[2].
Pierwszy człon zasilano pojedynczym silnikiem Gamma 8, który pracował przez 127 sekund[2]. Był to ośmiokomorowy silnik, pochodzący od silnika Gamma 301, używanego w rakiecie Black Knight. Liczył 6,9 m długości, a jego średnica wynosiła 2 m, podobnie jak średnica francuskiej Coralie[2], użytej jako drugi człon rakiety Europa. W Black Arrow zastosowano tę samą średnicę co w Coralie, żeby zachować zgodność z rakietą Blue Streak, która stanowiła pierwszy człon Europy[2]. To pozwoliłoby na zwiększenie ładunku użytecznego Black Arrow i umożliwiłoby Wielkiej Brytanii użycie pierwszego członu Black Arrow jako wsparcia dla Coralie[13]. Z tego względu wszystkie wymiary w oryginalnej dokumentacji podano w jednostkach obowiązujących w Wielkiej Brytanii, nie licząc średnicy pierwszego członu, którą podano w metrach[2].
Pierwszy i drugi człon połączono międzystopniową konstrukcją, zawierającą cztery silniki Siskin II, odpowiedzialne za separację, i niewielkie, osobno napędzane silniki używane przed zapłonem silnika głównego. Oddzielały się i zapalały siedem sekund po tym, jak odłączano pierwszy stopień rakiety[4][14]. Konstrukcja międzystopniowa oddzielała się od drugiego członu sześć sekund później. Drugi człon, liczący 2,9 m długości i 1,37 m średnicy, zasilany był przez dwukomorowy silnik Gamma 2[15], który zapalał się na krótko po silnikach odpowiedzialnych za separację, i pracował przez 123 sekundy[2]. Trzy minuty po starcie, w trakcie zapłonu drugiego członu rakiety, odrzucano osłonę ładunku użytecznego[2].
Po około 257 sekundach lotu oddzielano drugi człon, a rakieta rozpoczynała ruch swobodny, osiągając apogeum[2]. Natychmiast po separacji podnoszono ciśnienie w systemie kontroli położenia i wysokości drugiego członu. Podczas ruchu swobodnego za pomocą systemu kontroli położenia i wysokości utrzymywano odpowiednie ukierunkowanie na separację trzeciego członu[2]. Pod koniec fazy bezwładności przyśpieszano ruch obrotowy trzeciego członu do trzech herców (180 obrotów na minutę) za pomocą sześciu rakiet Imp[2]. Pięć sekund później oddzielano trzeci człon[4], który zapalał się po kolejnych 10 sekundach ruchu swobodnego. Trzeci człon był rakietą Waxwing na paliwo stałe i pracował przez 55 sekund[2].
Po nieco ponad minucie od wypalenia się paliwa w trzecim członie oddzielano ładunek użyteczny i wykorzystywano gazogeneratory, aby oddalić od siebie statek kosmiczny i wystrzelony górny człon[2]. Zwłoka pomiędzy wypaleniem silnika a separacją miała na celu zmniejszenie ryzyka ponownego kontaktu górnego członu z ładunkiem użytecznym, czemu zagrażała pozostała siła ciągu. Mimo to, po separacji statku kosmicznego, w trakcie lotu R3, górny człon zderzył się z satelitą Prospero[2], uszkadzając jedną z anten komunikacyjnych statku[16]. Jednak statek nadal mógł z powodzeniem ukończyć misję[16]. W locie R3 wznoszenie się trwało 710 sekund (11,8 min) od startu do separacji statku kosmicznego[2].
Aby zwiększyć pojemność ładunku użytecznego, zaproponowano budowę kilku jednostek pochodnych od Black Arrow, choć żadna nie doczekała się konstrukcji[2]. Jedna z propozycji sugerowała dodanie do pierwszego członu ośmiu silników startowych – miały to być silniki Raven z programu Skylark[4]. Sugerowano również umieszczenie całej rakiety na pocisku Blue Streak[2], a także zmianę silników Gamma na mocniejsze silniki Larch[4].
W latach 1969–1971 wystrzelono cztery rakiety Black Arrow. Pierwsze dwa loty było tylko demonstracyjne, w których trzeci człon i ładunek nie spełniały żadnych funkcji, a służyły samym tylko testom. W trakcie pierwszego lotu awaria elektryczna spowodowała, że komory spalania pierwszego członu obracały się tam i z powrotem[17]. Rakieta kołysała się niepewnie, zanim jeszcze opuściła płytę, a około minuty później zaczęła się rozpadać. Silnik pierwszego członu zawiódł, po czym rakieta zaczęła opadać z powrotem na ziemię i została zniszczona przez system bezpieczeństwa[18]. Drugi lot zakończył się sukcesem. Pierwszy kompletny lot rakiety odbył się dopiero za trzecim razem, 2 września 1970 roku. Była to pierwsza brytyjska próba wystrzelenia satelity. Nie udała się ze względu na wyciek w systemie zwiększania ciśnienia utleniacza, który spowodował jego zbyt wczesne wyłączenie się. Trzeci człon wystrzelił, ale rakieta nie dotarła na orbitę. Weszła ponownie w atmosferę nad Zatoką Karpentaria[19]. Czwarty lot z powodzeniem wyniósł satelitę Prospero na orbitę, dzięki czemu Wielka Brytania została szóstym krajem, któremu udało się wynieść satelitę na orbitę za pomocą rakiety nośnej skonstruowanej w kraju. Satelita, zwany także X-3, zyskał nazwę Prospero na cześć bohatera sztuki szekspirowskiej Burza. Nazwę wybrano jako aluzję do wydarzeń, mających miejsce w samej sztuce, w której magik Prospero rezygnuje ze swych mocy[20]. Zanim zakończono program Black Arrow, planowano nadać satelicie nazwę Puck na cześć bohatera Snu nocy letniej[5].
Wszystkie cztery loty zrealizowano ze Strefy Lotów 5B (Launch Area 5B) w Strefie Zakazanej w Woomera (Woomera Prohibited Area) w Australii, której używano wcześniej jako terenu testowego dla rakiety Black Knight. W trakcie budowy rozważano także strefy lotów na Barbadosie, w Uist w Szkocji i w Norfolku[2]. Uist odrzucono ze względu na jego dalekie położenie, a Norfolk – ponieważ istniało ryzyko, że odrzucone człony rakiety mogłyby spaść na platformę wiertniczą na Morzu Północnym[21].
| Numer seryjny | Data i czas startu (GMT) | Ładunek użyteczny | Rezultat | Uwagi |
|---|---|---|---|---|
| R0 | 27 czerwca 1969, 22:58[1] | Brak | Lot nieudany | Suborbitalny test pierwszego i drugiego członu. Uszkodzenie ciągu wektorowego[18]. |
| R1 | 3 marca 1970, 21:15[1] | Brak | Lot udany | Suborbitalny test pierwszego i drugiego członu. |
| R2 | 2 września 1970, 00:34[1] | Orba[1] | Lot nieudany | Niepowodzenie przy podnoszeniu ciśnienia w drugim członie. |
| R3 | 28 października 1971, 04:09[22] | Prospero[22] | Lot udany | Rakieta dotarła na orbitę okołoziemską |
| R4 | Nie wystrzelona | Zachowana w Muzeum Nauki w Londynie[4] | ||
Minister stanu ds. handlu i przemysłu, Frederick Corfield, ogłosił zakończenie projektu Black Arrow w Izbie Gmin dnia 29 lipca 1971 roku. Ponieważ przetransportowano już rakietę R3 na teren startu, a drugi człon przywieziono trzy dni wcześniej, zezwolono na start rakiety[2].
Program został zakończony ze względów ekonomicznych. Minister obrony uznał, że tańsze dla przyszłych lotów będzie użycie amerykańskiej rakiety Scout, która miała podobną pojemność ładunku użytecznego[6]. Przed zakończeniem projektu Black Arrow NASA zaoferowała wyniesienie brytyjskich ładunków użytecznych na orbitę za darmo, ale odrzucono tę ofertę w następstwie decyzji o zakończeniu projektu[2].
Ostatnią ukończoną rakietą Black Arrow była rakieta R4, która nie doczekała się lotu i została zachowana w Muzeum Nauki w Londynie razem z zapasową kopią satelity Prospero[23]. W Parku Rakiet (Rocket Park) w Woomera znalazła się replika rakiety Black Arrow. Co więcej, pozostałości pierwszego członu rakiety R3 znaleziono na farmie hodowlanej bydła Anna Creek Station w Australii, po czym wystawiono je jako eksponat w parku (Memorial Park) w australijskim mieście William Creek[24].
Wszystkie obiekty na terenie w Woomera, z którego startowała rakieta, zostały zburzone w ciągu roku od ostatniego lotu[4], a połowę inżynierów pracujących nad programem zwolniono[18]. Satelita X-4, który miał zostać wyniesiony na orbitę rakietą Black Arrow R4, 9 marca 1974 roku został ostatecznie wystrzelony przez amerykańską rakietę Scout D-1, startującą z płyty w Space Launch Complex 5 w kalifornijskiej bazie Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych Vandenberg[25].
Na rok 2011 Wielka Brytania jest jedynym krajem, który z powodzeniem opracował, a potem porzucił możliwość wystrzeliwania satelity na orbitę[26]. Pozostałe kraje, którym udało się wypracować podobne możliwości, utrzymały je w ramach własnych programów kosmicznych lub – tak jak w przypadku Francji – w ramach udziału w programie Ariane[26].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
