Associazione Astrofili Trentini
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Indice di questo Notiziario


Notiziario n. 8 - Inverno 1996


Astronautica: una rassegna di lanciatori

di Elia Cozzi (Gruppo Astrofili "G. e A. Bernasconi")


Un vettore di lancio è un sistema a razzo che solleva da terra una sonda o un satellite conferendogli una velocità sufficiente da raggiungere l'orbita.

Alcuni vettori sono costituiti da diversi razzi più piccoli, chiamati "stadi", montati uno in cima all'altro. Appena uno stadio esaurisce il combustibile, si separa dal veicolo principale e torna a terra, mentre il resto del vettore procede nello spazio.

Dal 1958, quando il tasso di fallimento dei vettori di lancio sia americani sia sovietici era circa del 50 per cento, la tecnologia e le prestazioni dei "lanciatori" hanno subito un considerevole miglioramento. Altre nazioni dispongono ora di propri vettori. I "lanciatori" possono ora trasportare enormi carichi scientifici e mettere in orbita navicelle pilotate.


Cina

Lunga Marcia

Nel 1970 la Repubblica Popolare Cinese usò per la prima volta un proprio vettore di lancio. Da allora sono stati riportate da due a tre missioni per anno, principalmente per il lancio di satelliti tra i quali alcuni per esperimenti in assenza di peso.

Il Lunga Marcia 1, in cinese Chang Zheng 1, venne sviluppato con l'aiuto dell'Unione Sovietica e lanciato nell'aprile del 1970. Pesava 74 tonnellate al decollo e aveva due stadi a propellente liquido e un upper stage a propellente solido. Era alto 30 metri e poteva portare 300 kg in orbita terrestre bassa.

I successivi potenziamenti del Lunga Marcia 1 incrementarono le capacità del lanciatore. Il Lunga Marcia 2 è un razzo a due stadi che può portare da 1.8 a4.5 tonnellate in orbita terrestre bassa. È in uso dal 1974.

Il Lunga Marcia 3 ha aggiunto un terzo stadio criogenico recuperabile che utilizza come propellenti ossigeno e idrogeno liquidi. Il vettore più potente della famiglia è il Lunga Marcia 4: ha un primo stadio più grande di quello del Lunga Marcia 3 ed un nuovo terzo stadio. È in grado di portare i satelliti in orbita eliosincrona. In una delle sue missioni, nel 1988, il Lunga Marcia 4 ha lanciato il primo satellite meteorologico cinese.


Giappone

HI e HII

Progettato per lanciare grandi satelliti, il lanciatore giapponese HI a tre stadi alimentato a propellente liquido erano alti 40 metri. Erano in grado di portare 3200 kg in orbita terrestre bassa e540 kg in orbita geostazionaria.

Nel 1986 l'HI ha lanciato il satellite Geodetic, per misure terrestri. Tra il 1986 e il 1982, gli HI lanciarono 13 satelliti.

Gli HII vennero progettati per lanciare carichi più pesanti, sonde lunari e planetarie e satelliti multipli. Questo potente vettore di lancio, alto 50 metri, è in grado ti immettere in orbita geosincrona un carico di 1.8 tonnellate.

L'HII è un lanciatore a due stadi, entrambi alimentati ad ossigeno ed idrogeno liquidi. Due booster a combustibile solido incrementano la spinta del primo stadio. La prima accensione del secondo stadio porta l'HII in orbita terrestre bassa, mentre una seconda accensione immette il carico in orbita geostazionaria. Le missioni degli HII sono programmate per tutti gli Anni '90.


India

SLV3

Il primo razzo funzionante indiano era l'SLV3 (Satellite Launch Vehicle). L'SLV3 era un vettore a quattro stadi alimentato a combustibile solido. Il primo lancio con successo avvenne nel luglio 1980, quando il satellite Rohini venne messo in orbita terrestre bassa. L'SLV3 venne utilizzato anche per portare in orbita bassa altri tre satelliti negli Anni '80.

Con l'aggiunta di due booster, l'SLV3 divenne la base per lo sviluppo fallimentare dei razzi ASLV, il cui progetto venne poi abbandonato. L'India sta ora sviluppando il PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) che sarà il primo vettore di lancio con due stadi a propellente liquido; il PSLV ha anche due stadi a combustibile solido.


Israele

Shavit

Nel settembre 1988 Israele lanciò Ofeq I (letteralmente "orizzonte"), il suo primo satellite, utilizzando un missile Shavit (letteralmente "cometa").

Questo razzo a due stadi, alimentato a combustibile solido, venne derivato dai missili balistici a media gittata Jericho II. Ofeq I ebbe un lancio inusuale: il vettore di lancio aveva una traiettoria ascendente verso ovest in modo da evitare il volo negli spazi aerei dei paesi arabi confinanti con Israele. Dovendo volare in direzione opposta alla rotazione terrestre, il lancio non ha potuto sfruttare la velocità rotazionale della Terra con conseguente diminuzione del carico utile.

Israele è ora impegnato nello sviluppo e nel lancio di satelliti geosincroni per telecomunicazioni. Dal momento che il lancio di questi satelliti richiede prestazioni superiori a quelle dei missili Shavit, verrà probabilmente ricercato un lanciatore commerciale, con buone possibilità per l'europeo Ariane.


Francia

Diamant

Per sviluppare il primo veicolo per il lancio di satelliti civili, il Centre National d'Etudes Spatial (Centro Nazionale di Studi Spaziali (CNES)) francese portò avanti i lavori iniziati dall'esercito.

La base di partenza per il progetto Diamant ("Diamante") erano i motori sperimentali alimentati a propellente liquido utilizzati per i missili e per i razzi dediti alla ricerca. Questi piccoli razzi per la ricerca nell'alta atmosfera avevano i nomi delle pietre preziose: Topazio, Rubino, Smeraldo e Zaffiro.

I Diamant vennero principalmente derivati dai razzi a due stadi Saphir ("Zaffiro") ai quali venne aggiunto un terzo stadio. Il primo stadio aveva un singolo motore alimentato a combustibile liquido; il secondo e terzo stadio dei Diamant utilizzavano propellente solido. I Diamant vennero costruiti in tre diverse versioni, ognuna delle quali con capacità superiore alla precedente. Il lancio iniziale avvenne nel novembre 1965 con la messa in orbita di un satellite A-1. Degli otto successivi lanci dei Diamant, sei vennero portati a termine con successo. L'ultimo lancio venne effettuato nel settembre 1975.

Ariane

I francesi proposero e fornirono circa il 60 per cento dei fondi necessari per il progetto Ariane, il vettore di lancio scelto dall'Agenzia Spaziale Europea (European Space Agency ESA). I lanciatori a combustibile liquido della seria Ariane vennero sviluppati per fornire agli europei una capacità di lancio in grado di trasportare satelliti scientifici e per telecomunicazioni, e per costituire un servizio di lanci commerciali per le altre nazioni. Il primo Ariane venne lanciato con successo nel 1979 e l'undicesimo ed ultimo Ariane 1 lanciò la sonda Giotto verso la Cometa di Halley nel 1985. Nel 1983 venne introdotto l'Ariane 2 la cui missione finale nel 1989 portò in orbita il satellite svedese Tele-X.

L'Ariane 3 era derivato dall'Ariane 2, al quale vennero aggiunti due booster laterali. Il secondo stadio aveva un singolo motore simile a quello del primo stadio; il terzo stadio utilizzava un propellente criogenico. Con una spinta totale di 385500 kg, l'Ariane 3 poteva portare 2585 kg in orbita di trasferimento geosincrono.

L'Ariane 4, progettato per l'utilizzo durante gli Anni '90, venne lanciato per la prima volta nel 1988.

Una varietà di combinazioni di razzi, utilizzanti propellente solido o liquido, può essere aggiunta al primo stadio che è più lungo di quello per predecessore. Ogni motore sviluppa una spinta di 68100 kg. Il terzo stadio è una versione potenziata di quello dell'Ariane 3.

L'ultimo vettore del programma Ariane è l'Ariane 5, progettato per una migliore efficienza economica e per il riutilizzo. L'Ariane 5 avrebbe dovuto essere utilizzato come booster dello space shuttle europeo Hermes, il cui progetto venne cancellato nel 1992. Il primo lancio dell'Ariane 5, avvenuto nel giugno 1996, è fallito.


Gran Bretagna

Black Arrow

Il Black Arrow ("freccia nera") era un vettore leggero britannico derivato dai missili balistici Black Knight. Quattro Black Arrow furono costruiti e lanciati tra il giugno 1969 e l'ottobre 1971. Nel 1973 il governo inglese abbandonò il progetto Black Arrow.

Il primo stadio conteneva 11.8 tonnellate di propellente liquido (perossido di idrogeno e kerosene); il secondo stadio conteneva 3 tonnellate di propellente liquido, mentre il terzo stadio era alimentato a combustibile solido.


Stati Uniti

Atlas

La famiglia dei vettori Atlas prende il nome dal dio ella mitologia greca che portava il mondo sulle sue spalle. Gli Atlas sono stati adattati dai missili balistici intercontinentali (ICMB Intercontinental Ballistic Missile) della U.S. Air Force.

Il vettore Atlas originale, a propellente liquido, era lungo 27 metri e aveva un diametro di 3.7 m. Nel suo primo progetto veniva chiamato ad "uno stadio e mezzo" in quanto aveva un motore principale con due motori a booster a fianco. Tutti i motori, alimentati a kerosene e ossigeno liquido, si accendevano alla partenza, e i due booster si staccavano durante la prima fase i lancio. Questa versione degli Atlas aveva una spinta al decollo di 160000 kg. La missione più significativa di un vettore Atlas è stata il Progetto Mercury, il cui scopo primario era quello di portare gli astronauti in orbita terrestre al fine di studiare le loro reazioni fisiche e mentali. L'obiettivo venne raggiunto il 20 febbraio 1962, quando un Atlas lanciò Friendship 7, la capsula Mercury con a bordo John Glenn, il primo americano nello spazio.

Gli Atlas vennero anche combinati con due stadi superiori: gli Agena e i Centaur. Gli Atlas-Agena, l'ultimo dei quali venne utilizzato nel 1967, lanciarono alcune sonde della classe Mariner e Ranger.

Gli Atlas-Centaur, ancora in esercizio, rappresentano una versione più potente dei vettori Atlas; vennero utilizzati per il lancio delle sonde Surveyor, Mariner e Pioneer, e per numerosi satelliti militari e per telecomunicazioni. L'Atlas IIAS, il più potente della classe Atlas-Centaur, può immettere 3697 kg in orbita geosincrona e 8641 kg in orbita bassa.

Cosmos

L'utilizzo principale dei vettori della serie Cosmos è stato quello di lanciare satelliti per utilizzi militari, scientifici e civili. Basato sul disegno di un missile militare, il Cosmos originale era un piccolo lanciatore a due stadi. A partire dal marzo 1962 ha lanciato più di un centinaio di satelliti scientifici della serie Cosmos. Venne messo fuori servizio nel 1977. La versione attuale del Cosmos è lunga 32 metri ed è stata derivata dai missili balistici a media gittata Skean, ai quali è stato aggiunto un secondo stadio. Utilizzati per lanciare centinaia di piccoli satelliti, i Cosmos generano 160 tonnellate di spinta nel primo stadio.

Saturn

Nel 1958 la NASA iniziò la produzione di una famiglia di tre grandi lanciatori a combustibile liquido: i Saturn I, IB e V. Le missioni lunari Apollo utilizzarono il vettore Saturn V. Il Saturn I venne sviluppato per i test di volo non pilotati del modulo Apollo. Assemblato da componenti provenienti da altri razzi, il Saturn I era un vettore a due stadi: il primo era formato a 8 motori raggruppati; il secondo stadio era alimentato a idrogeno e ossigeno liquidi e aveva 6 motori ciascuno dei quali sviluppava una spinta di 6800 kg. Nel gennaio del 1964 un Saturn I portò il suo carico in orbita terrestre. I due voli successivi, avvenuti nello stesso anno, portarono in orbita le versioni aggiornate della capsula Apollo. L'ultimo volo dei Saturn I, nel 1965, lanciò il satellite per la rilevazione dei meteoroidi Pegasus. Il Saturn IB era una versione riveduta del Saturn I, con un miglioramento del primo stadio e un nuovo secondo stadio spinto da un solo motore. Poteva immettere in orbita terrestre bassa un carico di 18160 kg. Il suo primo volo non pilotato avvenne nel febbraio 1966. L'11 ottobre 1968, un Saturn IB lanciò i primi tre astronauti della missione Apollo, con la capsula Apollo 7.

Tra il 1973 e il 1974 i Saturn IB portarono tre equipaggi a bordo dello Skylab. Infine, nel 1975, tre astronauti americani vennero lanciati da un Saturn I per la missione Apollo-Soyuz. Lo sviluppo del gigantesco vettore a tre stadi Saturn V iniziò con un obiettivo ben preciso: portare l'uomo sulla Luna. Infatti, tra il 1968 e il 1972 la sua potenza e capacità consentì a 24 astronauti americani di immettersi in orbita lunare e a 12 dei quali di camminare sulla superficie del nostro satellite naturale. Il massiccio lanciatore Saturn V era alto 111 metri. Il suo primo volo avvenne il 9 novembre 1967 quando portò in orbita un carico di 114 tonnellate. Il Saturn V aveva una spinta al lancio di 3.4 milioni di kg; in meno di 2 minuti e 40 secondi i 5 motori del primo stadio bruciavano 2 milioni di kg di propellente.

Un testimone che aveva assistito alla terrificante partenza di uno di questi razzi disse che piuttosto che chiedersi se in Saturn si era alzato da terra bisognava chiedersi se non era stata la Florida a sprofondare. I Saturn V lanciarono tutte le missioni pilotate Apollo. L'ultimo partenza di un Saturn V avvenne il 14 maggio 1973, quando la stazione spaziale Skylab venne messa in orbita.

Scout

I vettori Scout, utilizzati dal 1960 al 1994, erano booster leggeri a propellente solido; lo Scout era il più piccolo dei lanciatori. Lo sviluppo degli Scout era uno sforzo congiunto tra la NASA e il Dipartimento della Difesa americano per costruire un razzo relativamente economico utilizzando i motori a combustibile solido già esistenti. Nel 1960 venne sviluppato come razzo a tre stadi. Successivamente venne aggiunto un ulteriore stadio. L'altezza originale degli Scout era di 22 metri e aveva una spinta al lancio di 47400 kg. Venne utilizzato principalmente per sonde ad elevata altitudine, piccoli satelliti ed esperimenti di rientri atmosferici.

Delta

Il primo vettore a combustibile liquido della classe Delta era basato su una modifica dei missili balistici a media gittata Thor. Dal 1960 al 1982 i Delta vennero sottoposti ad una serie di miglioramenti che portarono allo sviluppo di ben 34 versioni del razzo.

La versione attuale, il Delta II, è completamente diverso in apparenza dai Thor-Delta del 1960. Il Delta II ha un primo stadio più largo, con un motore più potente e due booster laterali. Un terzo stadio a propellente solido può essere aggiunto ai primi due stadi a combustibile liquido nel caso in cui la missione lo richieda.

La percentuale di successo nei più di 200 lanci compiuti dai Delta è stata eccezionale, e include i seguenti "primi" lanci: Echo 1, nel 1960, il primo satellite per telecomunicazioni in orbita terrestre che trasmetteva la voce e i segnali televisivi da una stazione ad un'altra; Syncom 1, nel 1963, il primo satellite geostazionario; Early Bird, nel 1965, il primo satellite Intelsat (International Telecommunications Satellite Organization). I Delta lanciarono anche molti dei satelliti Explorer e delle sonde interplanetarie Pioneer, oltre alla maggior parte dei satelliti della serie TIROS e Landsat.

Nella versione attuale, un Delta è lungo 35 metri e ha un diametro di 2.4 metri. Il primo stadio dei Delta, con i booster laterali sviluppa una spinta di 450000 kg.

Titan

Sebbene il primo lancio dei Titan avvenne nel 1959, i vettori Titan a propellente liquido vengono utilizzati ancora oggi. Come gli Atlas e i Delta, i Titan rappresentano una famiglia di lanciatori. La tecnologia dei Titan cominciò con il Titan I, un missile balistico intercontinentale a kerosene e ossigeno liquido; successivamente venne modificato dalla NASA per gli utilizzi civili. I Titan II, non più in uso, lanciarono le missioni Gemini nel 1960. I Titan IIIEs lanciarono le sonde interplanetarie Viking e Voyager che richiedevano traiettorie con un'elevata velocità di fuga. Il Titan IV è il più grande e più potente vettore di lancio americano attualmente in uso. È in grado di trasportare 22000 kg in orbita bassa e 5670 kg in orbita geostazionaria. I Titan IV vengono utilizzati per il lancio dei carichi militari e per le missioni "deep-space" della NASA.

Pegasus

I Pegasus, che prendono il nome del cavallo alato mitologico, sono razzi alati a propellente solido. Rappresentano una delle varie versioni dei veicoli da lancio commerciali per carichi medio-piccoli. I Pegasus vengono portati ad alta quota da un aereo e quindi rilasciati. Il combustibile solido del primo stadio produce una spinta di 49500 kg; il secondo stadio sviluppa una spinta di 12530 kg; infine, la spinta di 4450 kg del terzo stadio immette il carico in orbita.

I Pegasus rimpiazzarono gli Scout come veicoli di lancio leggeri in quanto sia la posizione di lancio, sia il periodo di lancio risultano molto piu flessibili: il lancio non richiede una base fissa a terra ed è indipendente dalle condizioni atmosferiche con conseguente risparmio economico. Il lancio iniziale avvenne nel 1990 con la messa in orbita di un veicolo test chiamato Pegsat. Un secondo volo, nel 1991, trasportava sette piccoli satelliti. Sono previsti voli per tutti gli Anni '90.

Space Shuttle

Lo Space Shuttle americano, ufficialmente chiamato Space Transportation System o STS (Sistema di Trasporto Spaziale) è il primo vettore di lancio riutilizzabile, cioè in grado di effettuare lanci multipli piuttosto che finire distrutto in ogni missione.

Lo Space Shuttle è lungo 56 metri e comprende: l'Orbiter, uno spazio-plano alato completamente riutilizzabile dotato di tre motori a combustibile liquido; l'External Tank (ET), utilizzato una sola volta, che contiene l'ossigeno e l'idrogeno liquidi usati dai motori principali durante il lancio; e due booster a combustibile solido (Solid Rocket Boosters SRB) che rappresentano i più grandi motori a combustibile solido che abbiano mai volato e i primi progettati per il riutilizzo. Ogni SRB è alto 45 metri e contiene 500 tonnellate di propellente solido. Questi booster, unitamente ai motori principali, vengono accesi al momento della partenza sviluppando una spinta totale di 1.5 milioni di kg. I booster consumano il loro combustibile in 2 minuti, quindi si staccano e cadono con un paracadute nell'oceano da dove vengono recuperati per essere nuovamente utilizzati.

Sul retro dell'Orbiter sono situati i tre motori principali (Space Shuttle Main Engines SSME) e due sistemi di manovra orbitale (Orbital Maneuvering System OMS). Con una spinta complessiva di quasi 500000 kg, i motori principali sono i più complessi e potenti motori criogenici a propellente liquido mai costruiti.

L'External Tank è lungo 47 metri e ha un diametro di 8.5 metri. Trasporta 574 tonnellate di idrogeno e ossigeno liquido per i motori principali dell'Orbiter. Questa è l'unica grande parte dello Space Shuttle che non può essere riutilizzata. Il combustibile contenuto in questo serbatoio di alluminio viene consumato in solo 8 minuti e mezzo, dopo di che il serbatoio si stacca per ricadere nell'oceano. A questo punto, i due motori OMS immettono l'Orbiter in orbita. Questi motori verranno utilizzati anche per il rientro. Il Sistema di controllo a reazione dello Shuttle (Shuttle's Reaction Control System RCS) è costituito da 38 motori principali e 6 motori secondari, e viene utilizzato per gli aggiustamenti della traiettoria, della velocità e della posizione quando lo Space Shuttle si trova in orbita.

L'Orbiter ritorna a terra atterrando su una pista come un aeroplano. Quando deve essere trasportato viene ancorato sopra ad un Boeing 747. Lo Space Shuttle è stato utilizzato per il lancio di sonde spaziali come la Galileo (verso il pianeta Giove) e Ulysses (in orbita intorno al Sole). Nell'aprile del 1990 lo Space Shuttle ha portato in orbita l'Hubble Space Telescope.


Unione Sovietica

Energiia

Usato fino ad oggi soltanto due volte, Energiia venne lanciato per la prima volta nel 1987. Con due stadi ricuperabili e una massa di lancio di circa 2180 tonnellate, Energiia può portare in orbita terrestre bassa un carico di 91 tonnellate e in orbita geostazionaria 16.3 tonnellate. Inoltre, Energiia è abbastanza potente da riuscire a trasportare 29 tonnellate in orbita lunare e 25 tonnellate verso Marte!

Una versione di questo vettore venne utilizzata per il primo volo (non pilotato) dello space shuttle sovietico Buran, nel novembre 1988. Energiia è alto 61 metri e ha un peso di 2 milioni di kg. Il primo stadio sviluppa una potenza di 3 milioni di kg. Lo stadio principale ha quattro motori a ossigeno e idrogeno liquidi. I quattro booster riutilizzabili sono alimentati da kerosene e ossigeno liquido.

Vostok

Con i suoi 38 metri di altezza, con un motore principale e quattro booster, la Vostok (letteralmente "Est"), è stata il primo missile balistico intercontinentale sovietico. Fu progettata da Sergei Korolev nei tardi Anni '50. Le Vostok hanno lanciato le missioni non pilotate Luna, Electron e Meteor, e le navicelle pilotate Vostok.

Le navicelle Vostok lanciate dai razzi Vostok portarono a termine numerose missioni storiche. La Vostok 1, lanciata il 12 aprile 1961, portò il primo uomo nello spazio: il cosmonauta Yuri Gagarin. La Vostok 2, lanciata lo stesso anno, fece compiere ai cosmonauti 17 orbite terrestri. Entro 1963, la Vostok 5 avrebbe completato il volo più lungo con un singolo cosmonauta (quasi cinque giorni); la Vostok 6, completò una missione di tre giorni con la prima donna nello spazio: Valentina Tereshkova.

Proton

I vettori della serie Proton hanno lanciato le principali sonde per l'esplorazione lunare e planetaria. I Proton hanno il primo stadio a sei motori; al primo stadio possono essere aggiunti un secondo stadio e uno stadio di "escape".

I Proton possono portare 18150 kg in orbita terrestre bassa, 5170 kg sulla Lunae 4540 kg come carico utile per le missioni interplanetarie.I lanciatori Proton vennero utilizzati per mandare sonde verso la Luna a partire dal 1967, ma non ci riuscirono fino al 21 luglio 1969, quando la sonda Luna 15 raggiunse il nostro satellite il giorno seguente allo storico sbarco dell'Apollo 11. I Proton non trasportarono mai cosmonauti in quanto per questo scopo c'erano le navicelle Soyuz.

Nell'aprile del 1971 un Proton lanciò la prima stazione spaziale Salyut (letteralmente "salute"). Per una decina d'anni i Proton vennero utilizzati per trasportare le sonde dedicate all'esplorazione del pianeta Venere. Nel febbraio 1986 i Proton vennero utilizzati per mettere in orbita l'attuale stazione spaziale Mir (letteralmente "pace" o "mondo").

Soyuz

Le Soyuz (letteralmente "unione") erano derivate dai razzi Semiorka. Anch'essa progettata da Korolev, era costituita da quattro booster da primo stadio ancorati ad un corpo centrale. Ogni booster aveva un motore a razzo con quattro camere di combustione e quattro ugelli che bruciavano kerosene ed ossigeno liquido. Il primo stadio, prelevato dai missili intercontinentali SS-6 Sapwood, sviluppati sempre da Korolev, lanciò lo Sputnik, nel 1957, e i successivi Sputnik 2 e 3.

Gli stadi superiori vennero aggiunti per portare gli equipaggi sulle stazioni spaziali orbitanti. Il secondo stadio ha due motori. La Soyuz è ancora oggi il vettore utilizzato per le missioni in orbita terrestre bassa. Ha una lunghezza di 50 metri e può portare in orbita bassa un carico di 6.8 tonnellate. È stata utilizzata per il lancio delle navicelle Soyuz e dei veicoli di supporto Progress.

I razzi della serie Soyuz vennero utilizzate nel programma Voskhod e sono ancora in uso oggi per portare i cosmonauti sulla stazione Spaziale Mir.


Stadi superiori dei lanciatori

Gli stadi superiori o Upper Stages vengono aggiunti per incrementare la capacità di lancio dei vettori per missioni spaziali più complesse. Gli upperstage vengono accesi dopo il distacco del carico dal veicolo principale.

Agena

Il più vecchio upper stage americano, l'Agena, alimentato a combustibile liquido, ha riscontrato un grande successo, compreso il suo utilizzo per la prima missione di aggancio nello spazio. In quella missione, il 16 marzo 1965, l'equipaggio della Gemini VIII si avvicinò e agganciò uno stadio Agena precedentemente lanciato.

Gli Agena lanciarono anche le sonde Mariner verso Marte e Venere e numerosi satelliti spia militari. Gli Agena sono stati utilizzati come stadi superiori degli Atlas, dei Thor e dei Titan IIIB.

Centaur

Lo scopo principale i questi upper stage a combustibile liquido, il cui nome deriva alla leggendaria creatura metà uomo e metà cavallo, è stato il lanciodelle sonde per le missioni planetarie.

Quando la NASA venne fondata, nel 1958, lo sviluppo dei Centaur fu uno dei suoiobiettivi principali. Utilizzato dal 1963 in avanti, fu il primo stadio superiore ad usare idrogeno ed ossigeno liquidi. Lo stadio superiore del Titan III è un Centaur. La versione più potente degliAtlas è un Atlas-Centaur. Gli Atlas-Centaur vennero utilizzati per il lancio delle sonde Surveyor verso la Luna, dei Mariner verso Marte e verso Mercurio, e per mettere in orbita terrestre grandi satelliti per telecomunicazioni.

A causa di una maggior sicurezza dei razzi a combustibile solido rispetto a quelli a propellente liquido, la NASA ha cancellato l'utilizzo dei Centaur nelle missioni Shuttle e li ha rimpiazzati con l'Inertial Upper Stage (Stadio Superiore Inerziale).

Inertial Upper Stages (IUS)

Gli IUS sono progettati per lanciare carichi pesanti sia dai Titan che dallo Space Shuttle. Possono immettere carichi in orbita geostazionaria o su una traiettoria appropriata per le missioni interplanetarie. Gli IUS sono stati utilizzati per la missione Magellano verso Venere, per la missione Galileo verso Giove e per la missione Ulysses verso il Sole via Giove. Gli IUS sono veicoli a due stadi con una spinta combinata di più di 27220 kg. Ogni stadio ha un motore a combustibile solido. Gli IUS sono lunghi 5 metri, hanno un diametro di 2.5 metri e un peso di 14750 kg.

Transfer Orbit Stages (TOS)

I TOS, Stadi per il Trasferimento di Orbita, sono upper stage che possono portare carichi compresi tra 2700 e 5900 kg dallo Space Shuttle ad un orbita di trasferimento geosincrona. Vengono utilizzati anche come stadi superiori dei Titan. I TOS hanno una lunghezza di 3.4 metri, un diametro di 3.4 metri e un peso di 10980 kg.


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