Titan IV

 

Titan IV oli jatkoa Titan-rakettiperheelle, joka oli yksi Yhdysvaltojen pitkäaikaisimmista rakettiperheistä. Sen juuret olivat Martin Companyn 1950-luvun puolivälin jälkeen kehittämissä Titan I- ja Titan II -ICBM-ohjuksissa, joiden pohjalta syntyi myöhemmin merkittävä kantorakettiperhe.^[1] Titan III kehitettiin 1960-luvun puolivälissä Gemini-ohjelmassa käytetystä II-mallista^[2] lisäämällä rakettiin kiinteää ajoainetta käyttäneet lisämoottorit.^[3]

Nasan uudelleenkäytettävän avaruussukkulan lennot käynnistyivät 1980-luvun alulla,^[4] ja järjestelmän kaavailtiin täyttävän sekä Nasan että Yhdysvaltain asevoimien laukaisutarpeet. Sukkulan oli tarkoitus korvata kaikki kertakäyttöiset kantoraketit, ja raskaammille sotilashyötykuormille tarkoitetun Titan 34D:n piti olla perheensä viimeinen tuotantomalli.^[3] Yhdysvaltain puolustusministeriö alkoi kuitenkin epäillä sukkulaohjelman riittävyyttä 1980-luvun alulla tapahtuneiden viivästysten jälkeen. Järjestelmän ylösajon oli jo lähtökohtaisesti odotettu kestävän vuosia, mitä varten ilmavoimat oli hankkinut laukaisujaan varten Martin Mariettalta Titan 34D -raketteja. Tilatut raketit alkoivat kuitenkin käydä vähiin sukkulan laukaisutahdin jäädessä asetetuista tavoitteista. Ilmavoimat esitti kongressille vaatimuksen uuden kertakäyttöisen kaupallisesti valmistetun kantoraketin (CELV, engl. commercially-procured expendable launch vehicle) kehityksestä maalis-huhtikuussa 1984. Ilmavoimat ja puolustusministeriö kokivat laukaisujärjestelmän tukeutumisen yksin sukkulaan ongelmallisena, sillä yksittäinen onnettomuus voisi näin lamauttaa Yhdysvaltain laukaisukyvyn kohtuuttoman pitkäksi aikaa.^[5]

Kongressi oli valmis hyväksymään sukkulan kanssa rinnakkaisen CELV:n kehityksen kansallisen turvallisuuden näkökulmasta, mutta ilmavoimien ehdottamat sopimusratkaisut eivät kelvanneet sille. Ilmavoimat oli siirtänyt CELV:n suunnitteluratkaisuiden määrittämiseen miljoona dollaria tammikuussa 1984. Aihetta koskeva tarjouspyyntö avattiin saman vuoden heinäkuussa, ja siihen vastasivat sekä Convair Atlas- että Martin Marietta Titan-rakettiperheellään. Kilpailuun saatiin vastaus myös Nasalta, vaikka virasto lähtökohtaisesti vastusti ilmavoimien rinnakkaisen laukaisujärjestelmän kehitystä.^[5]

 

Martin Mariettan Titan 34D7^[6] -ehdotus voitti tarjouskilpailun, ja ilmavoimat solmi helmikuussa 1985 yhtiön kanssa 5,1 miljoonan dollarin arvoisen kehityssopimuksen. Lähtösummaltaan vaatimattomaan sopimukseen kuului kuitenkin myös laajat 2,1 miljardin dollarin arvoiset optiot rakettien toimituksista.^[5] Uusi raketti oli Titan IIIC- ja Titan 34D -edeltäjiensä tapaan kolmivaiheinen: pohjana oli jatketuilla ajoainesäiliöillä varustettu Titan 34D, jonka aiemmat 5,5-segmenttiset kiinteäajoaineiset boosterit oli korvattu pidennetyillä seitsemänsegmenttisillä. Rakettiin oli lisätty myös toiseksi vaiheeksi Centaur G -rakettivaihe. Tavoitteena oli saavuttaa noin 4 500 kilogramman hyötykuorma geosynkroniselle kiertoradalle.^[5] 34D-7-työnimi juonsi juurensa jatketuista boostereista, jotka oli alun perin kehitetty Titan IIIM -versiota varten.^[6] Versiota oli kaavailtu sotilasavaruusasemien laukaisuun tähdänneen MOL-ohjelman kantoraketiksi, mutta raketti ei koskaan toteutunut ohjelman peruunnuttua vuonna 1969.^[7]

Martin Marietta oli Titan IV -hankkeen pääurakoitsija ja valmisti raketin ensimmäisen ja toisen vaiheen. Se vastasi myös laukaisukompleksien käyttöönotosta ja ylläpidosta sekä hoiti raketin loppukokoonpanon, hyötykuorman integroinnin ja laukaisutoimet. Yhtiöllä oli lisäksi joukko alihankkijoita, joista merkittävimmät olivat nesterakettimoottoreita toimittanut Aerojet, kiinteän ajoaineen moottoreita toimittanut United Technologiesin Chemical Systems Division (CSD), Centaur-rakettivaiheen valmistaja General Dynamics Space Systems, nokkakartion valmistaja McDonnell Douglas sekä avioniikka- ja instrumentaatiotoimittajat Delco System Operations, SCI Systems ja Cincinnati Electric Corporation. Inertial Upper Stagen valmistaja Boeing Aerospace Operations aiemmin mainittujen alihankkijoiden sijaan oli yhtenä Titan IV -hankkeen pääurakoitsijoista ja oli näin ollen hierarkiassa samalla tasolla Martin Mariettan kanssa.^[8] Nokkakartion aukeamista testattiin vuonna 1990 Nasan Glennin tutkimuskeskuksen Space Power Facilityn maailman suurimmassa tyhjiökammiossa.^[9]

Titan 34D -laukaisut oli jouduttu keskeyttämään elokuussa 1985 tapahtuneen epäonnistuneen laukaisun seurauksena. Onnettomuutta seurasi avaruussukkula Challengerin onnettomuus tammikuussa 1986. Saman vuoden huhtikuussa tapahtui vielä yksi epäonnistunut Titan 34D -laukaisu, jonka jälkimainingeissa koko Titan 34D -kalusto asetettiin laukaisukieltoon tutkimusten ajaksi.^[5] Avaruussukkulan laukaisutauko venyi vuosien mittaiseksi seuraavan, sillä seuraava laukaisu oli vasta syyskuussa 1988.^[10]

Yhdysvaltain ilmavoimaministeri Edward C. Aldridge Jr. esitteli vuoden 1986 epäonnistumisten jälkimainingeissa ilmavoimien vision useista toisistaan riippumattomista kantoraketeista koostuvasta laukaisujärjestelmästä. Ilmavoimat oli suunnitellut ennen vuotta 1986 esimerkiksi hankkivansa vain noin kymmenen Titan IV:ää, joita oli tarkoitus laukaista Cape Canaveral Air Force Stationin laukaisualustoilta kahden raketin vuositahtia lokakuusta 1988 alkaen. Uusien Titan IV -rakettien lisäksi suunnitelmissa oli ollut käyttää loppuun aiemmin toimitetut Atlas-, Titan 34D- ja Titan II -raketit. Uusi suunnitelma käsitti Titan II- ja Titan IV -laukaisuohjelmien laajentamisen ja uuden keskiraskaan kantoraketin kehittämisen. Suunnitelma sai kongressin ja presidentti Reaganin hallinnon hyväksynnän ja aloitti käytännössä uuden aikakauden Yhdysvaltain avaruuslainsäädännössä.^[5] Kaupalliset- ja sotilashyötykuormat sekä Centaur-rakettivaiheen käyttöä vaativat korkeaenergiaisille radoille suuntaavat avaruusluotaimet siirrettiin sukkulasta muihin kantoraketteihin. Vandenbergin lentotukikohtaan alettiin rakentaa uutta Titan-laukaisualustaa suuren inklinaation radoille meneviä laukaisuja varten,^[3] minkä lisäksi tukikohtaan suunniteltiin Cape Canaveralin tapaan toista Titan IV -alustaa.^[11] Ilmavoimat tilasi vuoden 1986 tapahtumien jälkimainingeissa 13 uutta Titan IV:ää 1,6 miljardilla dollarilla Martin Mariettalta.^[12] Tilaus laajeni lopulta kaikkiaan 41 Titan IV -kantorakettiin.^[3]

 

Ensimmäinen Titan IV -laukaisu tapahtui 14. kesäkuuta 1989, kun Inertial Upper Stage (IUS) -rakettivaiheella varustettu Titan 402A -konfiguraation raketti laukaisi Yhdysvaltain asevoimien DSP-14-ennakkovaroitussatelliitin Cape Canaveral Air Force Stationin laukaisukompleksi 41:ltä.^[13]

Viisi vuosina 1990–1993 tehtyä Titan IV -laukaisua sujuivat ongelmitta. Pääosa laukaisuista tehtiin ilman kolmatta rakettivaihetta, ja vain yhdellä käytettiin kolmatta IUS-vaihetta. Hyötykuormina oli erilaisia Yhdysvaltain valtiohallinnon tiedustelusatelliitteja.^[14]

Kryogeenista Centaur-rakettivaihetta kolmantena vaiheenaan käyttävien Titan IV -rakettien laukaisuvalmistelut käynnistyivät 1990-luvun ensimmäisinä vuosina, mutta niitä hidasti Altas I / Centaur -yhdistelmälle vuosina 1991 ja 1992 sattuneet onnettomuudet, jotka aiheuttivat epäilyjä Centaurin luotettavuuteen liittyen. Onnettomuuksien jälkeen Martin Marietta purki heinäkuussa 1992 Titan IV -kantoraketin vaiheet erilleen, kun raketti oli odottanut koottuna laukaisualustalla yli vuoden. Vuoden 1992 Atlas-onnettomuuden tutkinta johti muutoksiin Centaurissa, mikä viivästytti ensimmäistä Titan IV / Centaur -laukaisua kesään 1993. Viivästys tarkoitti myös toisen, kesällä 1992 kootun, Titan IV -raketin purkamista. Laukaisualustalla koottuna odottanut raketti purettiin helmikuussa 1993. Kompleksi 41:lle siirrettiin ja koottiin vielä kolmas Titan IV / Centaur, joka sekin jouduttiin lopulta purkamaan edeltäjiensä tapaan. Ensimmäinen Centaur-vaiheella varustettu raketti laukaistiin lopulta vasta 7. helmikuuta 1994. Onnistuneen lennon hyötykuormana oli Milstar-tietoliikennesatelliitti.^[14]

Ilmavoimien Space Commandia (AFSPC) ja USSPACECOMin komentaja kenraali Chuck Hornerin lokakuussa 1992 antaman lausunnon mukaan Titan IV:n viivästyksistä koitui 1–7 miljoonan dollarin päivittäiset kulut. Horner arvioi, että viivästyksistä olisi kokonaisuudessaan koitunut noin kolmen miljardin dollarin menetykset. Valkoiselle talolle marraskuussa 1992 tuotettu Yhdysvaltain avaruuslaukaisukyvyn tulevaisuutta käsitellyt raportti arvioi Titan IV -ohjelman viivästysten päivittäisiksi kuluiksi jopa kahdeksan miljoonaa dollaria.^[15]

 

 

Cassini-Huygens -laukaisun valmistelut käynnissä keväällä 1997. Kuvissa vasemmalta oikealle:

• Titan IV:n nesteajoinetta käyttävät 1. ja 2. vaihe sekä boosterit koottuna LC-40:llä.
• Centaur-vaihetta kiinnitetään kantorakettiin.

Uuden Titan IV:n jatkokehitysmahdollisuuksia selvitettiin jo ennen raketin kesäkuun 1989 ensilentoa. Yhdysvaltain ilmavoimat oli tehnyt Hercules Aerospacen kanssa sopimuksen päivitettyjen boosterien kehityksestä Titan IIIC -mallista saakka käytössä olleiden UA120-boosterien tilalle lokakuussa 1987. SRMU-mallinimellä (engl. Solid Rocket Motor Upgrade) tunnetut boosterit valmistettiin uudella ajoaineseoksella, ja niissä käytettiin uutta hiilikuitukomposiittirunkoa. Boosterien suuttimet olivat aiemmista poiketen gimbaaliohjattavat. Uudet moottorit koottiin luotettavuuden parantamiseksi vain kolmesta segmentistä, kun aiemmat UA1207-moottorit oli koottu seitsemästä. Moottorit kasvattivat raketin hyötykuormaa tietyille radoille jopa 25 prosentilla, mutta koostuivat samalla pienemmästä määrästä rakenneosia, mikä lisäsi niiden luotettavuutta.^[6] IVB-mallin kehitys käynnistyi varsinaisesti vuonna 1989 tehdyillä hankintasopimuksilla.^[2]

Rakettiin kehitettiin ohjelmoitava hallintajärjestelmä laukaisua edeltävää maaoperointia varten, ja asennonsäätöjärjestelmä päivitettiin Honeywellin valmistamilla keveämmillä ja tarkemmilla gyroskoopeilla. Hyötykuormissa käytetyt mekaaniset ja sähköiset rajapinnat standardoitiin. Kantoraketin juurihyötykuormarajapintaan voitiin kiinnittää erilaisia hyötykuormia adapterien avulla. Tuotantoprosesseja uudistettiin ”tehtaalta laukaisuun” (engl. ”factory-to-launch”) ajattelumallilla, jossa tavoitteena oli minimoida laukaisupaikalla tapahtuva kokoonpano ja siihen liittyvät ongelmat.^[6] Boosterien kokoonpano eriytettiin uusiin niille varattuihin toimipaikkoihin Cape Canaveralin ja Vandenbergin lentotukikohdissa, mikä poisti tarpeen kokoonpanossa käytetylle toiselle työvuorolle ja nopeutti Titan IVB:n kokonaisprosessointiaikaa Cape Canaveralissa 43 päivään ja Vandenbergissä 134 päivään.^[2]

Uusien boosterimoottorien kehitys viivästyi tuotanto-onglemien ja testauksessa sattuneiden onnettomuuksien seurauksena. Ensimmäisissä tuotantolinjalta valmistuneissa moottoreissa oli havaittu komposiittirakenteen delaminoitumista. Ongelma saatiin kuitenkin korjattua, ja kehitysohjelmassa päästiin siirtymään koekäyttövaiheeseen. Ensimmäistä koemoottoria oltiin kokoamassa Edwardsin lentotukikohdassa, kun sen segmenttien pinoamisessa käytetyn nosturin vastapaino irtosi aiheuttaen nosturin romahtamisen ja yhden työntekijän kuoleman. Nosturin rakenteet törmäsivät romahtaessaan boosteriin ja saivat yhden sen segmenteistä syttymään tuleen. Onnettomuuden seurauksena aloitettiin tutkinta, jonka läpivienti viivästytti kehitysohjelmaa entisestään.^[16]

Toinen moottori päästiin kokoamaan Edwardsissa tutkinnan päätyttyä. Kokoonpano sujui tällä kertaa suuremmitta ongelmitta, ja moottori saatiin valmiiksi maakoekäyttöä varten. Ensimmäinen koekäyttö päättyi kuitenkin koko boosterimoottorin tuhonneeseen räjähdykseen. Onnettomuutta seuranneessa tutkinnassa havaittiin, että moottorissa oli merkittävä suunnitteluvirhe, minkä seurauksena ensimmäinen maakoekäyttö oli päättynyt räjähdykseen, vaikka koemoottori itsessään oli valmistettu oikein. Boosterimoottorit päädyttiin tutkinnan seurauksena suunnittelemaan merkittäviltä osin uudelleen, mikä edelleen viivästytti ohjelmaa.^[16] Uudelleensuunniteltuja moottoreita testattiin lopulta kaikkiaan viidessä maakoekäytössä vuonna 1993.^[2]

Titan IVA-laukaisut jatkuivat IVB-mallin kehityksessä kohdatuista vaikeuksista huolimatta. Ongelmien aiheuttamien viivästysten seurauksena ilmavoimat suunnitteli siirtävänsä osan IVB-mallilla laukaistavaksi kaavailluista hyötykuormista jo käytössä olevalle IVA:lle. Vanhan mallin boosterimoottoreita valmistaneelle CSD:lle tehtiin lisälaukaisut kattava jatkotilaus IVA-mallin boostereista, jotka poistuisivat käytöstä IVB-mallin käyttöönoton myötä, minkä seurauksena CSD joutuisi alasajamaan niitä rakentaneen tuotantolinjansa.^[16]

Alkuperäinen Titan IV sai päivitetyn IVB-mallin myötä samaa järjestelmää noudattavan mallinimen Titan IVA. Päivitetyn raketin ensilento tapahtui 23. helmikuuta 1997 Cape Canaveral Air Force Stationin laukaisukompleksi 40:ltä. IUS-rakettivaiheella varustettu Titan 402B -konfiguraation raketti laukaisi Yhdysvaltain ilmavoimien DSP-18-ennakkovaroitussatelliitin (USA-130). Raketin toimittaja oli Lockheed Martin,^[6] joka oli syntynyt Lockheedin ja Martin Mariettan yritysfuusiossa maaliskuussa 1995.^[17]

 

Turvallisuusluokiteltuja hallinnon hyötykuormia kuljettanut Titan IVA K-11 laukaistiin Vandenbergin lentotukikohdan laukaisukompleksi 4E:ltä 2. elokuuta 1993. Laukaisu oli järjestelyiltään poikkeuksellinen, sillä ilmavoimat oli tavastaan poiketen kutsunut mediaa seuraamaan sitä. Laukaisu eteni alkuun normaalisti, mutta päättyi toisen boosterin räjähdykseen 101 sekuntia lentoonlähdön jälkeen.^[16]

Onnettomuutta seuranneessa tutkinnassa juurisyyksi selvisi rutiininomaisessa laadunvalvonnassa havaitun vian virheellinen korjaus. Onnettomuuden aiheuttaneessa segmentissä oli havaittu ajoainemassan rakennevika, joka oli pyritty korjaamaan piirakanpalan leikkaamista (engl. ”pie cut”) muistuttavalla menetelmällä, jossa moottorisegmentin viallinen kohta leikattiin pois ja syntynyt leikkaus valettiin täyteen uutta ajoainemassaa. K-11-lennolle myöhemmin päätyneessä segmentissä korjaus oli viety äärimmilleen aiempiin vastaaviin verrattuna: likimain koko ajoainemassa oli korvattu uudella. Segmentti ei kuitenkaan läpäissyt korjauksen jälkeen röntgenkuvauksella tehtyä laadunvalvontaa Cape Canaveralissa, eikä sitä päädytty tällä erää laukaisemaan. Korjattu segmentti lähetettiin myöhemmin Vandenbergin lentotukikohtaan, missä se läpäisi laadunvalvonnan ja koottiin toiseen K-11-lennon boostereista.^[16]

Boosterin normaalia laajamittaisempi korjaus ei kuitenkaan johtanut lopulliseen onnettomuuteen. Juurisyyksi paljastui tekemättä jäänyt työvaihe, jossa pois leikatun ja uudelleenvaletun ajoainemassan välinen sauma olisi tiivistetty läpipalamisen estävällä täyteaineella. Täyteaineen puute päästi palokaasut kosketuksiin boosterin ulkoisen metallikuoren kanssa niiden paloajan loppupuolella, mikä johti edelleen koko boosterin räjähtämiseen.^[16]

Onnettomuuden taustalla olivat Titan IV-ohjelman toteutuksessa tehdyt rahoitusvalinnat, joissa oli päädytty tuottamaan tarvittavat kantoraketit mahdollisimman alhaisin kustannuksin. Yhdysvaltain puolustushallinnon tilintarkastustoimisto oli ajanut mallia, jossa raketteja valmistavat tuotantolaitokset tekisivät Titan IV-raketit omalla tahdillaan, jolloin laukaisutahtia nopeammin valmistuvat raketit jäisivät odottamaan varastoon, ja tuotantolaitokset voitaisiin ajaa alas tai siirtää toisiin tehtäviin Titan-tuotannon päätyttyä. Ratkaisu oli kustannuksiltaan halvempi hitaampaan, laukaisutahtia vastanneeseen, tuotantotahtiin nähden. Sitä vastustivat kuitenkin raketteja käyttävät ilmavoimat ja tiedusteluvirasto NRO, jotka näkivät toimintamallin merkittävimmäksi ongelmaksi tuotannon alasajoon liittyvän tietotaidon menettämisen, kun ohjelman parissa työskennelleet siirtyisivät muihin tehtäviin ennen tuotettujen kantorakettien laukaisuja. Osaavan henkilökunnan puute oli johtanut useisiin epäonnistuneisiin laukaisuihin edellisellä vuosikymmenellä, eikä K-11 ollut tässä suhteessa poikkeus: vanhanmallisten boosterisegmenttien korjaamiseen perehtynyt työvoima oli jättänyt CSD:n, kun vanhan moottorimallin tuotanto oli päättymässä Titan IVB -version uusien boosterien myötä.^[16]

Titan IV -ohjelma oli kärsinyt alustaan alkaen viivästyksistä, eriasteisista epäonnistumisista ja erilaisista uudelleenjärjestelyistä, mikä kuormitti merkittävästi sitä hallinnoinutta ilmavoimien Space Commandia (AFSPC). Vaikka ohjelman merkitys oli kasvanut ajan myötä, näyttäytyi se edelleen osalle AFSPC:n henkilöstöstä malliesimerkkinä avaruusteollisuuden silloisista ongelmista. Titan-ohjelman suhteen varsin kriittinen^[15] kenraali Chuck Horner viittasi Titan IV -ohjelmaan toteamuksella ”that horror show” – ”se kauhukertomus”.^[11]

AFSPC:n tavoitteena oli siirtyä mahdollisuuksien puitteissa niin sanottuun ”Launch on demand” -toimintamalliin, jossa rakettilaukaisut tapahtuisivat ohjelman nimen mukaisesti kysyntäpohjaisesti. Sotilaskäytössä olevien satelliittikonstellaatioiden ylläpitoon ei panostettaisi rauhan aikana, vaan ne ylösajettaisiin sodan kynnyksellä tiheässä tahdissa tehdyillä laukaisuilla. AFSPC:n tavoittelema mallissa oli yhtenevyyksiä tapaan, missä hävittäjälaivue tai panssariyksikkö sijoitettaisiin ulkomailla olevaan toimintapaikkaansa 60 päivän kuluessa kriisin alkamisesta.^[11]

K-11-lennon epäonnistuminen elokuussa 1993, ja siitä seuranneet viivästykset upottivat ohjelman edelleen syvemmälle suohon. Ilmavoimat onnistui välissä laukaisemaan IVA-raketteja melko hyvällä tahdilla Cape Canaveralin tukikohdastaan: neljä vuonna 1994 ja kolme seuraavana. Tavoitteisiin ei kuitenkaan päästy tämän jälkeen jälleen vuosiin. Taustalla olivat uuden IVB-mallin boosterimoottorien ongelmat, jotka kuitenkin ratkesivat 1990-luvun loppupuolella.^[11]

Titan IV -ohjelmaa vaivanneet ongelmat alkoivat hälvetä 1990-luvun loppupuolella, mikä sai AFSPC:n asettamaan tavoitteeksi laukaista neljä rakettia Cape Canaveralista alle 12 kuukaudessa. Suunnitelmissa oli laukaista kolme vanhanmallista IVA:ta ja yksi uudenmallinen IVB. Laukaisuista ensimmäinen tapahtui 9. toukokuuta 1998, kun Centaur-vaiheella varustettu Titan IVB vei salaisen hyötykuormansa onnistuneesti kiertoradalle.^[11]

Seuraava laukaisu ei mennyt yhtä hyvin. K-17-lennon Centaur-vaiheella varustettu Titan IVA tuhoutui vain 40 sekuntia lentoonlähdön jälkeen, kun kantoraketti oli hajonnut voimakkaan virheellisen ohjusliikkeen seurauksena. Onnettomuustutkinta totesi epäonnistumisen syyksi vaurioituneen johdotuksen, minkä seurauksena ohjaustietokone oli menettänyt virransyöttönsä hetkellisesti. Tietokone oli nollaantunut takaisin laukaisuhetkeen T-0.^[11]

Titan IV:n normaaliin laukaisuprofiiliin kuului esiohjelmoitu nyökkäävä liike hieman lentoonlähdön jälkeen. Saman nyökkäävän liikkeen tekeminen 40 sekuntia lentoonlähdön sai kuitenkin yliääninopeuksilla kulkeneen raketin rakenteen pettämään, mikä johti koko kantoraketin ja hyötykuorman tuhoon. K-17-lennon kohdalla aikataulupaine oli ollut yksi vaikuttavista tekijöistä: rakettia valmistelleet insinöörit olivat havainneet useita sähkövikoja, jotka oli kuitenkin jätetty huomiotta. Epäonnistunut laukaisu ei ollut myöskään ensimmäinen laatuaan. Vastaava johdotusvaurion seurauksena tapahtunut raketin tuhoon johtanut epäonnistuminen oli tapahtunut noin 12 vuotta aiemmin Delta 3914 -raketin laukaisun yhteydessä.^[11]

Toukokuun 1998 epäonnistunut lento viivästytti jäälleen Titan IV -laukaisuja, ja seuraava lento tapahtui vasta 9. huhtikuuta 1999. IUS-vaiheella varustetun Titan IVB K-32:n oli tarkoitus viedä Defense Support Program (DSP) -ennakkovaroitussatelliitti geosynkroniselle kiertoradalle. Lennon alkuvaihe sujui ongelmitta, mutta IUS-vaiheen poltto epäonnistui ja hyötykuorma jäi suunnitellusta radasta poikenneelle matalammalle elliptiselle kiertoradalle.^[11]

Onnettomuustutkinnassa havaittiin, että IUS:n ensimmäisen vaiheen poltto oli ollut onnistunut, mutta toinen vaihe kärsi odotettua heikommasta suorituskyvystä. Ongelman taustalla oli ensimmäisen vaiheen irtautumisen epäonnistuminen sen polton jälkeen. Ongelmien juurisyiden selvittämiseksi raketin laukaisukonfiguraatio oli valokuvattu ennen laukaisua. Kuvat osoittautuivat K-32-lennon tapauksessa hyödyllisiksi: IUS:n johdotusta suojattiin silikoniteipillä, mutta K-32-lennon johdotukset oli teipattu virheellisesti vaiheet yhdistävän liittimen kohdalta. Liian vahva teippaus oli estänyt liitintä irtoamasta, jolloin vaiheet olivat pysyneet kytkettyinä toisiinsa. Toisen vaiheen perässä roikkunut ensimmäinen vaihe oli estänyt myös rakettimoottorin jatkettavan suihkusuuttimen aukeamisen täyteen mittaansa, mikä heikensi edelleen suorituskykyä.^[11]

Epäonnistuminen johti aiempien IUS:ää käyttäneiden lentojen telemetriatietojen tarkastamiseen, mikä paljasti vastaavia vaiheiden erkanemisen ongelmia useilla muillakin lennoilla. Konfiguraatiokuvissa havaittiin, että liittimet oli teipattu näilläkin lennoilla, mutta ne olivat sattuneet tästä huolimatta aukeamaan. Telemetriatiedoissa esiintyneisiin poikkeamiin ei ollut kuitenkaan puututtu, eikä vaiheen konfiguraatiota oltu tarkasteltu kriittisesti.^[11]

K-32-lennon tutkinta oli käynnissä edelleen huhtikuun lopulla, kun Centaur-vaiheella varustetun Titan IVB K-26:n kaavailtiin laukaisevan Milstar-tietoliikennesatelliitti kiertoradalle. Aiemman lennon ongelmat liittyivät IUS-rakettivaiheeseen, ja Titan-ohjelman hallinto päätti edetä laukaisun suhteen tutkinnan keskeneräisyydestä huolimatta.^[11]

K-26-laukaisu sujui alkuun onnistuneesti. Titan IVB:n omien rakettivaiheiden poltot sujuivat ongelmitta, ja Centaur-vaiheen ensimmäinen poltto käynnistyi onnistuneesti. Polton aikana hetkellä T+450 s havaittiin kuitenkin kallistumissuunntaisia poikkeamia. Nämä eivät kuitenkaan johtaneet vielä suurempiin ongelmiin, ja rakettivaiheen ensimmäinen poltto päättyi onnistuneesti. Toinen Centaur-poltto ei kuitenkaan onnistunut: vaihe meni hallinnasta, ja vei kalliin sotilashyötykuormansa hyödyttömälle kiertoradalle.^[11]

Epäonnistumisen syyksi havaittiin Centaurin ohjaustietokoneen bugi, jossa kääntymissuuntaiseksi liikevakioksi oli syötetty arvo –0.199, kun oikea lukema olisi ollut –1.99. Virheellisen vakion vaikutus oli havaittavissa jo ensimmäisen polton aikaisissa poikkeamissa, mikä oli kuluttanut turhaan rakettivaiheen asennonsäätöjärjestelmän ajoainetta. Säätöjärjestelmän ajoaine oli loppunut toisen vaiheen polton aikana, jolloin koko vaihe oli mennyt hallinnasta. Ohjausjärjestelmälle tehdyt laukaisua edeltäneet simulaatiokokeissa oli havaittu poikkeamia, mutta nämä oli taas aiempien epäonnistumisten tapaan jätetty huomiotta epäolennaisina.^[11]

Ilmavoimat oli päässyt tavoitteeseensa neljästä Titan IVB -laukaisusta alle 12 kuukaudessa, mutta kolme näistä oli täysin epäonnistuneita. Kysyntäpohjainen malli osoittautui epäonnistumisten valossa Titan IV:n tapauksessa kokonaan mahdottomaksi, ja ilmavoimat joutui kokonaisvaltaisesti uudelleenarvioimaan laukaisutoimintansa toteutusta. Raketin kokoonpanoon, tarkastuksiin, laukaisuun ja satelliitin alkuvaiheen sisäänajoon kului Titan IV:n tapauksessa oikein toteutettuna kokonainen vuosi.^[11]

 

Uuden sukupolven kertakäyttöisten rakettien kehittämiseen tähdännyt EELV-ohjelma (engl. Evolved Expendable Launch System) käynnistyi 1990-luvulla. Pitkäaikaisen Titan-ohjelman päätös tuli uuden ohjelman myötä näköpiiriin, sillä EELV-ohjelman puitteissa kehitetyt uudet kantoraketit olivat huomattavasti halvempia Titan IV:n 411 miljoonan laukaisukohtaisiin kustannuksiin nähden. Titan IV oli myös kokonaisjärjestelyiltään varsin monimutkainen uusiin EELV-raketteihin verrattuna.^[3]

Ilmavoimat aloitti uuteen ohjelmaan siirtymisen vuonna 1998, mutta Titan IV pysyi siirtymävaiheen aikana käytössä vielä 2000-vuosikymmenen puoliväliin. Viimeinen uusi Titan IV valmistui Lockheed Martinin Coloradon Denverissä sijaitsevalta tehtaalta huhtikuussa 2002. Jäljellä olevien Titan IV- ja Titan II -laukaisujen pääelementtien valmistus saatiin päätökseen saman vuoden loppuun mennessä, minkä jälkeen Titan-ohjelman tuotantoa ja testauslaitoksia alettiin ajaa alas.^[3]

Viimeiset Titan IV -laukaisut tapahtuivat vuonna 2005. Cape Canaveralin viimeinen Titan IV laukaistiin 29. huhtikuuta, ja se vei NRO:n salaisen hyötykuorman kiertoradalle. Vandenbergin viimeinen laukaisu tapahtui 19. lokakuuta, ja se vei toisen NRO:n salaisen hyötykuorman polaarikiertoradalle. Titan-rakettiperheen eri variaatioita laukaistiin niiden yli 50-vuotisen palveluksen aikana 386, joista Titan IV:n eri malleja 39.^[18][19]

Titan-ohjelman työt päättyivät merkittävällä osalla henkilökunnasta noin kaksi kuukautta viimeisten laukaisujen jälkeen, joskin osa pysyi töissä vielä seuraavan vuoden puolelle jatkuneissa laitosten alasajo-, purku- ja puhdistustöissä. Laukaisujen päättymisen myötä Lockheed Martin vähensi yhteensä 425 Cape Canaveralissa työskennellyttä henkilöään.^[18] Vandenbergissa irtisanomiset koskivat 159 henkilöä ja Lockheed Martinin Denverin tehtaalla 250 henkilöä. Noin 60 prosenttia päättymisen myötä vähennettäväksi määrätystä henkilöstöstä siirtyi kuitenkin uusiin työtehtäviin Lockheed Martinin sisällä.^[19] Ohjelman päättyminen vaikutti myös raketin osatoimittajiin, kuten boosterivalmistaja Alliantiin, moottorivalmistaja Aerojetiin ja avioniikkaa valmistaneeseen Honeywelliin. Laukaisujen päättymisen arvioitiin vaikuttavan kaikkiaan 600–700 henkilön työtehtäviin, kun alihankkijat otettiin huomioon.^[18]

 

Kahden Titan IV -raketin ensimmäiset ja toiset vaiheet päätyivät kahteen yhdysvaltalaiseen ilmailumuseoon. Ensimmäinen on näytillä Yhdysvaltain ilmavoimamuseossa Ohion Wright-Pattersonin lentotukikohdassa ja toinen Evergreen Aviation Museumissa Oregonin McMinnvillessä. Kaksi ylimääräiseksi jäänyttä SRMU-boosteria hävitettiin räjäyttämällä Utah Test and Training Rangella syyskuussa 2006.^[20]

Titan IVA:n laukaisu käynnistyi kahden kiinteää ajoainetta käyttäneen boosterin sytytyksellä. IVA-mallin tapauksessa boosterit paloivat 111 sekuntia, ja irtautuivat ensimmäisestä vaiheesta noin kymmenen sekuntia sen käynnistyksen jälkeen. 126,4 sekuntia lennon alun jälkeen (T+126,4 s) ajoittunut vaiheiden irtautuminen tapahtui noin 53 kilometrin korkeudessa. Nestemäistä typpitetraoksidi - aerozine 50 ajoaineyhdistelmää käyttäneen toinen vaihe paloi noin T+116,6 s saakka. Yhdysvaltain itärannikon laukaisuissa toinen vaihe käynnistyi tyypillisesti noin hetkellä T+302,1 s noin 143 kilometrin korkeudessa. Toisen vaiheen poltto kesti noin 222,8 sekuntia, sammuen noin 532,9 sekuntia lennon alun jälkeen. Toisen vaiheen polton päätteeksi hyötykuorma saavutti noin 162 kilometrin korkeuden ja 1 800 kilometrin etäisyyden laukaisupaikasta. Vaiheen irtautumisen jälkeen satelliitti oli noin 148 × 175 km pysäköintiradalla.^[10]

Katso myös: Cape Canaveral AFS SLC-41

Ilmavoimat myönsi Martin Mariettalle 56,9 miljoonan dollarin rahoituksen Cape Canaveralin lentotukikohdan pohjoisosassa sijaitsevan Titan-rakettien ITL-alueen (engl. Integrate-Transfer-Launch) uudistamiseen Titan IV -kalustoa varten helmikuussa 1985. Martin Marietta palkkasi rahoituksen turvin noin 50 paikallista alihankkijaa kunnostamaan laukaisukompleksi 41:n liikkuvan huoltotornin (MST, engl. Mobile Service Tower) ja syöttöjohtotornin (UT, engl. Umbilical Tower), sekä muuta ifrastruktuuria. Kunnostustyöt käsittivät muutostöitä muun muassa ITL-alueen rakettien kokoonpanoon käytettyyn VIB-rakennukseen (engl. Vehicle Integration Building) ja boosterien kokoonpanoon käytettyyn SMAB-rakennukseen (engl. Solid Motor Assembly Building). SMABin kunnostustyöt kestivät marraskuulta 1986 kevääseen 1987. VIB:n kunnostaminen ajoittui maalis- ja lokakuun 1987 välille. Rakettien siirtelyyn käytettyjen kuljettimien 1 ja 4 kunnostaminen kesti syyskuulta 1986 pitkälle vuoteen 1988. Liikuteltavan MST:n koekäytöt ajoittuivat loka-marraskuulle 1987, ja saatiin päätökseen seuraavan vuoden huhtikuuhun mennessä, jolloin Martin Marietta luovutti laitteiston ilmavoimien ylläpidettäväksi.^[21]

Tammikuussa 1986 alkaneet kompleksi 41:n kunnostustyöt kestivät kokonaisuudessaan vuodelle 1988. Cape Canaveralin Titan IV -laukaisuohjelman ensimmäinen aktivointivaihe saatiin päätökseen saman vuoden kuluessa. Kompleksi 41 tuotti mittavasta kunnostusprojektista huolimatta edelleen työtä – MST:n onglemia ratkottiin vuodelle 1989, ja vastikään kunnostetussa syöttöjohtotornissa (UT) havaittiin korroosiota jo vuonna 1990. Näiden lisäksi Martin Mariettalla ja sen pääalihankkijalla Sauer Constructionilla oli edelleen ratkottavanaan lista pienempiä ongelmia. Ongelmista huolimatta ensimmäiset Titan IV -raketin osat saapuivat kompleksille tammikuussa 1988. Martin Marietta oli samoihin aikoihin alkanut ajaa ITL-alueen toisen laukaisukompleksin (LC-40) muuntamista Titan IV- ja kaupallisille Titan III -raketeille soveltuvaksi.^[21]

Katso myös: Cape Canaveral AFS SLC-40

Yhdysvaltain ilmavoimat teki keväällä 1990 Martin Mariettan kanssa sopimuksen Cape Canaveralin laukaisukompleksi 40 muuntamisesta Titan IV:lle soveltuvaksi. Yhtiö teetti laukaisualustan 100 miljoonaa dollaria maksaneet suunnittelu-, hankita- ja rakennustyöt Bechtel Nationalilla. Projekti käsitti uuden liikkuvan huoltotornin (MST, engl. Mobile Service Tower) ja syöttöjohtotornin (UT, engl. Umbilical Tower) rakentamisen sekä kompleksin tukilaitteiden päivittämisen. Uudet tornit suunniteltiin rantaolosuhteet huomioiden paremmin korroosionkestäviksi ja syöttöjohtotornin suunnittelussa huomioitiin raskaammat SRMU-boosterit, jotka olivat kehitteillä osana Titan IV:n päivitettyä versiota. Vanha UT-torni purettiin elokuun 1990 lopulla. Vanhan MST:n purku onnistui määritettyä tavoiteaikataulua nopeammin. Kompleksille rakennettiin uusi 21-kerroksinen ja 81 metriä korkea MST ja 15-kerroksinen, 52-metrinen UT. Jälkimmäinen valmistui syksyllä 1991 ja ensimmäinen seuraavan vuoden huhtikuussa.^[14]

Laukaisukompleksi 40:n laitteistoasennukset valmistuivat keväällä 1992, mutta kompleksilla oli ongelmia muun muassa nostureiden ja EMI-suojattujen ovien EMI-vuotojen kanssa. Ongelman korjaaminen kesti marraskuulle 1992, mikä viivästytti koko kompleksin käyttöönoton saman vuoden joulukuulle. Asennustyöt jatkuivat kompleksin ACS-rakennuksessa (engl. Air-Conditioning Shelter) seuraavan vuoden alulle. Ensimmäinen Titan IV saapui alustalle saman vuoden kesäkuussa. Centaur-vaiheella varustettu raketti laukaisi Milstar-tietoliikennesatelliitin 7. helmikuuta 1994.^[14]

Katso myös: Vandenberg AFB SLC-4 ja Vandenberg AFB SLC-6

Yhdysvaltain ilmavoimien polaariratojen laukaisut tehtiin itärannikolla sijainneen Cape Canaveralin laukaisusuuntien rajoituksista johtuen Vandenbergin lentotukikohdasta Yhdysvaltain länsirannikolla. Kaliforniassa, Los Angelesin lähellä sijainneen tukikohdan eteläpuolella oli pelkkää valtamerta, mikä mahdollisti turvalliset laukaisut korkean inklinaatiokulman naparadoille.^[22] Titan-perheen laukaisut olivat ennen IV-versiota tapahtuneet länsirannikolla kompleksi 4:ltä, jonka kaksi alustaa oli jaettu raketin varhaisemmalle Titan II -versiolle (SLC-4W) ja myöhemmille III- ja 34D-versiolle (SLC-4E). Idempänä sijainnut SLC-4E päätettiin muuntaa uudelle Titan IV:lle soveltuvaksi.^[23]

Rakennustöiden arvioitiin kestävän noin 16 kuukautta niiden alkaessa, mutta projekti venyi tavoiteaikataulusta neljällä kuukaudella, mikä viivästytti jo aiemmin merkittävistä aikatauluongelmista kärsinyttä Titan IV -ohjelmaa entisestään. Vandenbergin rakennustyömaan viivästymisen taustalla oli projektin alkuvaiheessa käytetyissä rakennusmateriaaleissa havaitut laatuongelmat.^[23]

Alun perin MOL-ohjelmaa varten rakennettua kompleksi 6:tta suunniteltiin 1990-luvun alulla muunnettavaksi Titan IV / Centaur -laukaisuihin soveltuvaksi.^[24] Alustaa oli muokattu ennen tätä noin 3,3 miljardilla dollarilla^[25] avaruussukkulan polaariratojen laukaisuja varten,^[22] mutta hanke oli peruuntunut Challenger-onnettomuuden seurauksena vuonna 1989.^[25] SLC-6:n uudelleen­konfigurointi­projektin rahoitus katkaistiin kuitenkin tilivuodella 1992, sillä alustalle ei nähnyt tarpeeksi suurta käyttöä muuttuneissa laukaisusuunnitelmissa.^[24] SLC-6:n hyötykuormien prosessointitiloja käytettiin kuitenkin tästä huolimatta SLC-4:ltä tapahtuvissa laukaisuissa.^[23]

Titan IV:n loppukokoonpano tapahtui länsirannikolla kokonaisuudessaan laukaisukompleksilla, mikä poikkesi itärannikon tavasta, missä kantoraketin boosterit ja nesteajoaineiset vaiheet valmisteltiin toisistaan erillisissä kokoonpano­rakennuksissa (SMAB. Yksittäisen laukaisun valmistelut olivat länsirannikolla tämän ansiosta hieman nopeammat, mutta ratkaisu ei tuottanut aikasäästöjä pitkässä juoksussa.^[23]

 

Titan IV:ää valmistettiin kahtena pääversiona, joiden alavariaatiot eroteltiin nelimerkkisen mallitunnuksen avulla. Tunnukset olivat IVA-mallin osalta muotoa 40nA ja IVB:n osalta muotoa 40nB, missä n oli eri alavariaatioita erottava numerotunnus. Numerotunnuksia oli viisi raketin eri konfiguraatioille:^[26]

• 401 – Centaur-T-rakettivaihe kolmantena vaiheena.
• 402 – Inertial Upper Stage -rakettivaihe kolmantena vaiheena.
• 403 – ei kolmatta vaihetta; keveämmille hyötykuormille tarkoitettu konfiguuraatio, laukaisut Vandenbergista.
• 404 – ei kolmatta vaihetta; raskaammille, matalalle kiertoradalle suunnatuille hyötykuormille tarkoitettu konfiguuraatio, laukaisut Vandenbergista.
• 405 – ei kolmatta vaihetta; keveämmille hyötykuormille tarkoitettu konfiguuraatio, laukaisut Cape Canaveralista.

Esimerkiksi mallitunnus Titan 402B tarkoitti Titan IVB -rakettia, jossa käytettiin IUS-rakettivaihetta kolmantena vaiheena.^[26]

Lähteet: ^[27][28]

 

Lähteet: ^{[2][10][29][30][31][32][33][34][35][36]}

Pääartikkeli: Luettelo Titan-rakettiperheen laukaisuista

Titan IV -raketteja laukaistiin kaikkiaan 39 vuosina 1989–2005. Laukaisuista 35 oli onnistuneita ja loput neljä epäonnistuneita, mikä tarkoittaa 89,7 prosentin onnistumisastetta.

'

Kaikki raketin hyötykuormat olivat yhtä lukuun ottamatta Yhdysvaltain puolustushallinnon asettamia. Ainut poikkeus oli päivitetyn Titan IVB:n toisella lennolla lokakuussa 1997 Saturnukseen laukaistu Nasan Cassini-Huygens-luotain. Yhdysvaltain puolustushallinnon hyötykuormat jakautuivat seuraaviin ryhmiin:^{[13][37][38][39][40][41][42][43][44][45]}

• ennakkovaroitussatelliitit: DSP
• tiedustelusatelliitit: KH-11, Lacrosse / Onyx, Misty, Mentor, Mercury, NOSS ja Trumpet
• tietoliikennesatelliitit: Milstar, SDS, SLDCOM
• tutkimussatelliitit: TiPS

Määrällisesti eniten laukaistiin NOSS-tiedustelusatelliitteja (12 + 3), DSP-ennakkovaroitussatelliitteja (7 + 1) ja KH-11-tiedustelusatelliitteja (5 + 0). Määrä on ilmoitettu suluissa: (onnistuneet + epäonnistuneet).^{[13][37][38][39][40][41][42][43][44][45]}

Laukaisut jakautuivat seuraavasti konfiguraatioittain:

•   Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Titan IV Wikimedia Commonsissa

• http://afspacemuseum.org/library/histories/AtlasTitan.pdf (Arkistoitu – Internet Archive) s. 71
• https://www.washingtonpost.com/wp-srv/national/daily/may99/rockets11.htm??noredirect=on