SM-65E 아틀라스

SM-65E 아틀라스, 즉 아틀라스-E는 아틀라스 미사일의 운용 변형이었다. 1960년 10월 11일에 처음 비행하였으며, 1961년 9월부터 1966년 4월까지 작전용 ICBM으로 배치되었다. 아틀라스-E는 ICBM으로 퇴역한 데 이어 아틀라스-F와 함께 궤도 발사를 위해 아틀라스 E/F로 개조됐다.^[1] 마지막 아틀라스 E/F 발사는 원래 아틀라스 E로 제작된 로켓을 사용하여 1995년 3월 24일에 실시되었다.

완전 가동형 ICBM으로 유도 시스템만 달랐던 아틀라스 E와 F는 아틀라스 D의 무선 지상 유도 대신 엔진과 관성 제어를 업그레이드했다. 점화계통은 점화 전 추진체가 연소실로 주입된 것을 의미하는 '습기' 시동장치와 완전 발전된 버전의 쌍곡 점화기를 사용한 D시리즈에서도 달랐다. 비교를 위한 Atlas E/F는 연소 불안정을 방지하기 위해 패드에서 정지 시간이 필요하지 않은 매우 빠른 점화용 폭약 카트리지와 드라이 스타트(추진제 주입 전 점화)를 사용했다. 부스터 엔진은 두 엔진 모두 하나의 가스 발전기를 가지고 있던 아틀라스 D와는 달리 별도의 가스 발전기를 가지고 있었다. E시리즈와 F시리즈에 사용된 발사체 시스템도 D시리즈와 달라 추력이 쌓이면 미사일을 즉시 방출하는 메커니즘에 유리하게 홀드다운 팔을 제거했다.

아틀라스-E 발사는 케이프 캐너벌 공군기지, 론칭 콤플렉스 11과 13, 그리고 OSTF-1, LC-576, SLC-3의 반덴버그 공군기지에서 실시되었다.^[1]

1960-61

아틀라스 E 시험 프로그램은 1960년 10월 11일 케이프 커내버럴의 LC-13에서 미사일 3E가 발사되면서 시작되었다. 출시 약 40초 만에 서포터 유압 시스템이 압력을 잃었다. 부스터 제트기 이후 미사일은 태도 조절 능력을 상실해 추락한 뒤 T+154초 만에 해체됐다. 11월 30일, 두 번째 시도인 미사일 4E는, 미사일이 바다에 충돌할 때까지 구조적으로 온전한 상태를 유지한다는 것을 제외하고, 같은 실패를 반복했다. 이러한 두 가지 고장은 모두 복사열로 추적되어 지지기 유압 상승 분리 고장의 원인이 되어 유압 오일이 파열되고 탈출할 수 있게 되었으며, 상승 분리 보호를 위해 차폐물이 추가되었다.^[2]

1961년 1월 24일 미사일 8E는 초기의 아틀라스 A 시험 이후 발생하지 않았던 버니어 피치 컨트롤 서보(burnier pitch control subo)에 공기역학적 난방으로 롤 컨트롤이 상실되었다. 지난 2월 4일 미사일 9E는 추진체 이용 시스템에 문제가 생겨 연료 공급이 조기 고갈됐지만 탄두가 목표치에 몇 마일밖에 못 미치는 곳에 착륙해 비행에 성공한 것으로 평가됐다. 미사일 13E호(3월 14일)도 비슷한 문제를 겪었지만 이보다 훨씬 앞선 지지기 차단으로 탄두가 목표물을 거의 3,200km나 빗나갔다. 미사일 16E(3월 25일)는 헬륨 제어 가스 공급을 조기에 고갈시켜 부스터 구간을 폐기할 수 없게 됐다. 이 미사일은 사용후 부스터 엔진의 무게에 끌려 내려가 목표 사거리에 못 미쳤고, 추진체 활용 시스템도 다시 오작동해 엔진에 연료가 풍부하게 공급됐다. 이 고장은 제어 헬륨을 버니어 엔진에서 허위로 분출시키는 두 개의 잘못 전치된 와이어로 추적되었다.^[3]

미사일 12E호(5월 13일)와 미사일 18E호(26일)가 모두 좋은 성능을 보였다. 현재 서해안의 VAFB에서 시험이 시작되었지만 6월 7일 미사일 27E가 OSTF-1(작전용 사일로 시험시설)에서 들어올리면서 첫 시도는 불명예스럽게 끝났다. 거의 발사 직후 B-1 엔진은 거친 연소를 겪으며 추력 부분에서 화재가 발생해 발사 4초 만에 미사일 폭발로 이어졌다. 전년도 두 건의 아틀라스 D 사고가 거의 재현된 이 고장은 OSTF-1을 광범위하게 손상시켜 수개월 동안 사용하지 못하게 했다. 미사일 하드웨어의 비행 후 검사 결과 B-1 엔진, 특히 인젝터 헤드가 거의 완전히 파괴된 광범위한 손상이 발견되었다. 이후 모든 인젝터 헤드에 구리 배플을 장착하고 엔진 시동 시퀀스를 습식 시동(점화 시 충격을 줄이기 위해 엔진 튜브에 유지되는 불활성 오일)으로 변경했다. 이것의 단점은 엔진 성능이 약간 떨어졌을 뿐 아니라 40파운드(18kg)의 추가 중량을 더하는 것이었다. 27E의 ARMA 유도 시스템도 간헐적으로 단락된 다이오드로 인해 비정상적인 움직임을 경험했다. 만약 비행이 계속된다면, 미사일이 적절한 궤적을 달성하지 못했을 가능성이 있다.^[4]

케이프 커내버럴의 다음 아틀라스 E 시험도 실패였다. 6월 23일 미사일 17E는 피치 자이로의 오작동을 경험했는데, 이것은 분명히 반속력으로 달리고 있었다. 미사일은 T+15초부터 피치평면에서 진동하기 시작했고 결국 과도한 피치율이 미사일의 구조적 한계를 넘어섰다. 발사 101초 만에 공기역학적 하중이나 난방에서 헤어졌다. 이 장애 이후, 나머지 모든 Atlas E/F R&D 항공편에는 SMRD(Spin Motor Rotation Detector) 시스템이 설치되었다.^[5]

VAFB의 Atlas E 시험은 OSTF-1이 수리될 때까지 축소되었고, 1961년 나머지 기간 동안 모든 시험은 케이프에서 실시되었다. 폭발로 끝나는 2회 연이은 비행과 소각된 발사대에 이어 7월 중 미사일 22E와 21E의 성공적인 비행에 이어 8월 첫 아틀라스 F편도 완쾌됐다. 9월 9일 미사일 26E는 BECO에 이어 지지기동력을 잃고 추락해 목표물인 3,200km에 거의 못 미치는 대서양으로 떨어졌다. 10월 E시리즈 2편인 25E와 30E 모두 성공적이었다.

11월 10일, 골리앗이라는 이름의 다람쥐 원숭이와 함께 생물학적 미션(Missile 32E)을 발사하려는 시도는 아틀라스의 지지기 엔진이 거의 즉시 꺼지고 버니어들은 전혀 시동이 걸리지 않아 재앙으로 끝났다. 부스터 엔진은 추력 부분에서 화재가 발생해 B-1 엔진이 T+22초에 정지할 때까지 간신히 자세 제어를 유지했다. 이 시점에서 원격측정 데이터는 불규칙해졌다. 아틀라스는 걷잡을 수 없이 추락하기 시작했고 T+35초 만에 레인지 세이프티에 의해 파괴되었고, B-2 엔진은 미사일 파괴 때까지 계속 작동되었다. 노즈콘은 약 20초 후에 바다에 충격을 주었다. 아무런 구속도 받지 않은 채 패딩 처리된 컨테이너 안에 있던 골리앗은 사흘 뒤 대서양에서 구출됐다. 원숭이를 사후에 검사한 결과 그는 부스터에서 캡슐을 분리하기보다는 바다와의 충돌로 인한 머리 부상을 여러 번 입어 사망한 것으로 밝혀졌다. 만약 이 비행이 성공했다면 골리앗은 5000마일(8000km)의 아관엽 로브를 타고 남대서양으로 보내졌을 것이다. 캡슐에는 원숭이에 대한 계기나 의학적인 모니터링이 없었고, 단지 비행 중 그의 행동을 녹화하기 위한 TV 카메라만이 있었다. 서스티너 엔진을 해저에서 뽑아 검사한 결과 압력 변환기가 LOX 조절기의 시험 포트에 실수로 설치된 것으로 밝혀졌다. 이것은 거의 총 LOX 기아의 서바이저 엔진의 기아를 초래되었다. 셧다운으로 인한 가스 발생기의 강한 진동이 저압 도관을 파열시키고 추진제 누출을 일으켜 추력 구간 화재가 발생했다. 버니어 엔진은 시동 타이머가 서포터 시동에 따라 작동하도록 설정되었기 때문에 작동하지 않는다. (이 타이머가 고장 나서 버니어 엔진으로 시동 신호가 전송되는 것을 막음). 이러한 불상사에도 불구하고, 아틀라스 E호는 그 달에 운영이 선언되었다.^[6]

아틀라스 32E의 실패는 머큐리 프로젝트에 대한 순간적인 우려를 야기시켰지만 NASA는 이 비행이 다른 부스터 모델을 사용했으며 이 사고는 머큐리와 관련이 없다고 대중을 안심시켰다.

미사일 26E의 지지기 오작동은 준비 과정 중에 발생한 가스 발전기 고장으로 추적되었지만 정확한 원인은 부분적으로 원격 측정 안테나에 충돌하는 이온화된 엔진 배기 가스로 인해 부스터 제트티슨에서 발생한 정상적인 순간 원격 측정 정전 때문이었다. 원격측정이 돌아왔을 때, 지속기 가스 발생기 온도는 1,000°F(538°C)를 초과하여 LOX가 풍부한 정지 상태를 시사했다.^[7]

아틀라스 프로그램의 기계 및 추진 시스템 수석 엔지니어인 에드 후작은 E/F 미사일의 추진제 라인 위치가 혼합 및 폭발 스테이징 후 사용후 부스터 엔진에서 LOX와 RP-1이 배출되어 밸브나 배관이 손상되었을 가능성이 있다고 믿었다. 그 증거로 부스터 분사 후 미사일의 순간적인 피칭 움직임을 나타내는 비행기의 원격측정 데이터를 지적했는데, 이는 추진체 폭발로 인해 발생하는 에너지의 결과일 수 있다. 결론은 그러한 사건이 미사일 26E의 저압 도관이 파열되어 지지기체 가스 발전기로 가는 연료 흐름의 손실을 초래했거나, 또는 추진제 잔류물이 도관을 방해했다는 것이었다. 후작 박사는 분사 직전 닫히는 부스터 엔진의 추진체 라인에 차단 밸브를 추가하자고 제안했다. 이번 개량작업은 이미 출하된 미사일에 맞춰야 했지만 공군 관계자는 RP-1이 산화제 없이 폭발할 수 없다는 이유로 LOX 라인에 밸브를 추가하면 된다고 주장했다.

12월 6일, 미사일 6F는 BECO의 지지기 유압 시스템에 누수가 발생하여 결국 유압이 손실되고 계획된 사거리를 달성하지 못했다. 이 파탄 이후 공군은 RP-1 라인에도 차단 밸브를 설치하기로 동의했고, 이 고장 모드는 반복되지 않았다.

1962

CCAS의 최종 아틀라스 E 시험은 1962년 2월 13일 미사일 40E였다. OSTF-1이 다시 가동되면서 미사일 66E는 3월 1일 발사되었다. 리프토프 직후 연료 주입/배출 밸브 근처에서 스러스트 섹션 화재가 시작되었다. 약 T+50초까지 지속됐다가 사라졌지만 헬륨 제어 가스가 새어나와 버니어 엔진 셧다운은 물론 부스터 분사도 없어 추력 부분이 손상되는 것으로 보인다. BECO 후, 서포터 엔진은 부스터 섹션의 사중량을 끌어다 놓고 있었다. 버니어 셧다운으로 인한 롤 컨트롤 상실과 결합해 미사일이 넘어져 T+295초 만에 붕괴됐다. 추진구간 화재의 정확한 원인은 밝혀지지 않았다. 또한, 패드 탯줄의 잘못된 신호로 인해 LOX 보일러 밸브가 리프토프에서 열려 상승 중 탱크 압력이 점진적으로 붕괴되는 원인이 되었지만, 이는 궁극적으로 미사일의 손실에 기여하지는 않았다.^[8]

1962년 당시 아틀라스 시험 프로그램은 주로 아틀라스 D와 F 비행으로 이뤄졌으며, 그해 12월 18일 미사일 64E가 OSTF-1에서 해제돼 B-2 엔진이 셧다운되면서 발사 40초 만에 스스로 파괴돼 미사일의 구조적 한계를 뛰어넘는 요(要) 기동을 일으켰다. 이 고장은 리프토프에서의 압력 펄스로 인해 B-2 절연 부트가 위쪽으로 걸리고 터보펌프 윤활유 탱크의 배수 밸브에 걸려 있는 것으로 추적되었다. 상승 과정에서 펌프가 윤활유가 다 떨어질 때까지 기름이 빠져나와 고착돼 엔진 정지 및 미사일 상실을 초래했다. 절연 부트의 개선과 압력 펄스가 형성되지 않도록 비행 전 절차의 변경이 구현되었다.^[9]

1962년 10월 쿠바 미사일 위기 이후 몇몇 의원들은 ICBM 무기의 신뢰성과 요청 시 실제로 효과가 있을지에 대해 우려의 목소리를 냈다. 이에 따라 로버트 맥나마라 국방장관은 아틀라스 미사일의 운전가능성을 검증하기 위해 시험 발사를 실시하기로 했다. 현재 배치된 모든 아틀라스 미사일의 일련번호는 종이에 적어 모자 안에 넣어졌고, 하나는 무작위로 당겨졌다. 우승자는 캔자스주 워커 공군기지에 위치한 미사일 65E로 밝혀졌다. 이는 운용 중인 사일로 시설에서 최초로 ICBM을 발사하는 것이 될 것이며, Mk 4 핵탄두를 인체모형 유닛으로 교체하고, 유도 프로그램을 변경하여 아틀라스를 소련으로 보내는 대신 태평양으로 발사하게 된다. 그러나 이 프로젝트는 존 앤더슨 캔자스 주지사는 물론 인근 주 정치인들의 반대에도 재빨리 맞닥뜨렸는데, 특히 임무 수행 중인 ICBM은 오작동 시 레인지 세이프티 파괴 시스템이 전혀 부족했기 때문이다. 아틀라스가 완벽하게 날았다 하더라도 부스터 구간은 여전히 인구 밀집지역에 착륙할 가능성이 높다. 맥나마라 장관은 결국 아틀라스 65E를 반덴버그로 수송하고 워커 AFB 대원들이 그곳에서 발사하도록 하는 데 동의했다.

보다 안전한 발사 지역으로의 이러한 변화에도 불구하고, 의회는 그러한 실험의 지정학적 영향에 대해 여전히 논쟁을 벌였다. 실패는 미국의 위신을 손상시킬 것이고, 성공은 특히 쿠바 미사일 위기에 뒤이어 소련에 불필요한 도발을 가할 것이다. 아틀라스 65E는 결국 1963년 4월 25일 반덴버그의 OSTF-1에서 워커 미사일 발사대가 아닌 컨베이어 팀이 수행한 연구개발 비행으로 발사되었다. 이전의 아틀라스 발사에서 마주친 문제들을 바로잡기 위해 고안된 일련의 수정을 가했던 이 비행은 완전히 성공했고 미사일은 목표 지점을 불과 수백 미터 차이로 놓치면서 6,000 마일(9,700 km)의 하방 비행을 했다. 5번의 시도 실패 후 OSTF-1에서 완전히 성공한 첫 발사였다.^[10]

1963

1963년 동안 7번의 아틀라스 E편 비행이 일어났다. 65E를 포함한 처음 세 가지는 완전히 성공적이었다. 7월 26일 OSTF-1에서 발사된 아틀라스 24E는 Range Safety 시스템의 전기적 반바지로 인해 T+143초 만에 서포터즈 가동이 우발적으로 정지되는 것을 경험했다. 원인은 불분명했고 GD/A는 출시 전 체크아웃 절차가 개선된 것 외에는 어떤 해결책도 제시할 수 없었다. 아틀라스 70E는 7월 30일 576-C에서 발사되었고, OSTF-1에서 8월 24일에 발사된 72E와 마찬가지로 성공적이었다.올해의 마지막 비행인 아틀라스 71E는 9월 25일 576-C에서 발사되어 스테이지에서 지속기 유압 라인 파열을 경험하여 미사일 투하와 임무의 실패로 이어졌다.

1964-68

아틀라스 에스 3개가 1964년에 발사되었다. 이 중 첫 번째 것은 2월 12일 48E로, 576-F에서 발사되었다. 약 T+3초에서, 유도 시스템은 부주의로 BECO와 SECO/VECO 컷오프 불일치를 발생시켰다. 그러나 비행 시작 2분 동안 조종사가 패드 구역이나 주변에 미사일 낙하를 방지하기 위해 컷오프 명령을 차단하도록 설정되었기 때문에 아무 일도 일어나지 않았다. BECO 명령은 T+120초에서, SECO/VECO 명령은 T+200초에서 차단이 해제되어 미사일은 1,102km의 하방거리에서 685마일(약 1,02km)만 충돌하게 되었다. 이것은 E-시리즈 Atlas의 유도 컴퓨터의 첫 번째 완전한 오작동이었고, 이 문제에 대한 궁극적인 해결책은 유도 시스템을 리프토프 유도 진동으로부터 보호하기 위해 음향 패딩과 충격 방지 마운트로 고정시키는 것을 포함한다.^[11] 2월 25일 미사일 5E는 성공적이었다. 8월 27일 미사일 57E는 유도계통 가속도계 오작동으로 인해 서포너와 버니어 컷오프 신호가 4초 일찍 발사되면서 계획된 사거리보다 70마일(110km)이나 떨어졌다.

아틀라스 E와 F는 1965년에 가동 중인 ICBM으로 단계적으로 사용이 중단되었고, 고골로 연료가 공급된 타이탄 II로 대체되었다. 해체된 아틀라스 미사일은 그 후 반덴버그 AFB로부터 1990년대까지 군사 위성 발사에 사용되었고, 때로는 고체 연료가 공급된 상위 단계와 함께, 때로는 그렇지 않은 경우도 있었다. 이러한 아틀라스는 1980년대 동안차례 비행했으며, 견고한 상위 스테이지로 비행한 표준 아틀라스 SLV-3(원래 아틀라스 D의 설명)와 혼동해서는안 된다 다섯.

1962-74년 공군은 재진입 차량과 나이키/제우스 표적 미사일을 수십 차례 시험 비행했다. 이들 중 대부분은 아틀라스 D나 F 미사일에 실려 있었지만, 그 중 6개는 아틀라스 에스 미사일을 사용했다. 1964년 이후, 1960년대의 나머지 기간 동안 오직 3개의 Ablas Es만이 비행되었고, 그들 모두는 1968년에 ABRES 시험에 성공했다. 1969년에서 1979년 사이에 아틀라스 에스라는 발사되지 않았다.

1980-95

1980년 12월 9일 미사일 68E는 VABF의 SLC-3W에서 NOSS ELINT 위성을 발사하는 데 사용되었다. 스테이징 직전 B-1 엔진이 셧다운되면서 부스터가 180도 고리를 수행하고 다시 지구 쪽으로 곤두박질쳤다. 레인지 세이프티 파괴 명령이 보내져 고고도 폭발이 일어났다. 이 고장은 B-1 터보펌프에 윤활유가 손실되는 덕트 조각의 부식이 원인이었다. 아틀라스호의 도관은 쉽게 교체할 수 있었지만 공군은 우주왕복선이 곧 소모성 발사차량을 교체할 것이라는 이유로 그렇게 하지 않기로 결정했다. 게다가, 변환된 아틀라스 미사일은 우주 발사에 불필요한 다양한 ICBM 하드웨어 특징을 여전히 가지고 있었고, 복잡성과 실패 지점을 더했다. 여기에는 사일로 발사를 준비하는 동안 윤활유 탱크를 수평 또는 수직으로 장착할 수 있도록 부착 덕트가 포함되었다. 아틀라스 68E에 대한 비행 후 조사 결과, 배관 부식이 있는지 기존 발사차량을 모두 점검하고 필요 없는 ICBM 하드웨어도 제거하기로 했다.

부스터 자체로 인한 아틀라스의 마지막 실패는 상위 단계나 다른 외부 요인과 달리 1981년 12월 19일 미사일 76E를 이용한 군사용 GPS 위성의 발사 시도였다. B-2 엔진은 이륙 후 몇 초 후에 정지했고, 아틀라스가 뒤집혀 땅속으로 곤두박질쳤다. 레인지 안전요원은 충돌 직전 파괴 명령을 보냈고, Launch Complex SLC3E에서 불과 수백 피트 떨어진 곳에서 불에 탄 크레이터를 남겨두었다. 부스터 이물질에 대한 조사는 재빨리 문제의 원인을 찾아냈다; 금속 오링의 잘못된 수리 작업으로 실란트가 가스 발생기의 환기 구멍을 막게 했고, 이는 점화 직후 과압되고 파열된 것이다. 그 후 화염이 LOX 공급 라인을 통해 타올라 가스 발생기로 가는 산화제의 흐름을 차단하고 B-2 엔진 정지를 유발했다.

1986년 9월 17일 아틀라스 52E는 국립해양대기청 기상위성 NOAA-G를 성공적으로 발사하였다. 이번 발사는 1985년 여름을 목표로 했으나, 끊임없는 기술적 문제와 DoD 발사를 위한 VAFB의 아틀라스 패드 사용의 필요성 때문에 1년 이상 지연되었다. 아틀라스의 LOX 탱크와 부스터 터보펌프의 답답한 일련의 문제들이 있은 후, 오전 7시 52분 PST에서 리프토프가 일어났다. 이번 발사는 완벽하게 진행돼 기상위성을 가로 507, 세로 493마일(816km× 793km)의 궤도에 진입시켰고, 미국 우주 프로그램에 1년간 여러 차례 재해가 발생한 뒤 '대량 구호'로 여겨졌으며, 4개월 전 GOS-G가 손실된 뒤 절실히 필요한 인공위성의 궤도를 선회했다.

마지막 아틀라스 E 발사(1995년 3월 24일 발사된 미사일 45E)는 공군의 기상 위성을 높이 띄우는 데 성공했다. 1960년과 1995년 사이에 총 64개의 아틀라스 에스호가 발사되었고, 그 중 30개는 우주 발사였다. 16번의 발사가 실패했다.

참고 항목

• SM-65 아틀라스

참조