Titan IV oli yhdysvaltalainen Titan-rakettiperheeseen kuulunut raskas kertakäyttöinen kantoraketti, jonka suunnitteli Martin Marietta, ja jota operoi Yhdysvaltain ilmavoimat.
Titan IV:n suunnittelu käynnistyi 1980-luvun alulla, ja sen kaavailtiin alkuun vain täydentävän käyttöön otettavana olleen avaruussukkulan laukaisukapasiteettia. Varhaisissa visioissa Titan IV:n arvioitiin lentävän vain noin kymmenen kertaa ennen Yhdysvaltain valtionhallinnon hyötykuormien siirtämistä laukaistavaksi pelkkää avaruussukkulaa käyttäen. Titan IV:ää oli tarkoitus käyttää vain Floridasta laukaistaviin raskaisiin hyötykuormiin, jotka vaatisivat kolmantena vaiheena Centaur-rakettivaihetta. Tilanne muuttui kuitenkin Challenger-sukkulan tuhoon vuonna 1986 johtaneen onnettomuuden ja samoihin aikoihin epäonnistuneiden Titan 34D -laukaisujen jälkimainingeissa. Titan IV -ohjelmaa laajennettiin ilmavoimien ja puolustusministeriön esityksestä uusilla laukaisuilla, minkä lisäksi raketista kehitettiin kevyemmät Inertial Upper Stage (IUS) -rakettivaiheetta käyttänyt ja ilman kolmatta rakettivaihetta lentänyt versio.
Titan IV:n laukaisut käynnistyivät kesäkuussa 1989, jolloin alkuperäisestä raketista oli suunnittelilla jo paranneltu malli. Titan IVB -nimen saaneessa raketissa oli kokonaan uudet, suorituskykyisemmät boosterimoottorit, jatkettu ensimmäinen nesteajoainetta käyttänyt vaihe ja päivitetty avioniikka. Uusi versio laukaistiin ensi kertaa helmikuussa 1997, ja IVA:ksi nimetyn edeltäjän lennot päättyivät seuraavan vuoden elokuussa. Viimeinen IVB laukaistiin Vandenbergin lentotukikohdasta lokakuussa 2005. Titan IV:n laukaisukohtaiset kustannukset olivat korkeat, noin 411 miljoonaa dollaria. Sen korvasivat EELV-laukaisuohjelman myötä kehitetyt halvemmat Atlas V- ja Delta IV. Titan IV jäi 1950-luvulta lähtöisin olleen rakettiperheensä viimeiseksi edustajaksi.
Titan IV oli konfiguraatiosta riippuen 3–4–vaiheinen kantoraketti. Boosterit olivat kiinteäajoaineiset ja ensimmäisessä ja toisessa vaiheessa käytettiin hypergolista typpitetraoksidi – aerozine 50 -yhdistelmää. Kolmantena vaiheena voitiin käyttää joko suorituskykyisempää kryogeenisiä ajoaineita käyttänyttä Centauria tai kiinteää ajoainetta käyttänyttä Inertial Upper Stagea (IUS). Raketin IVA- ja IVB-päämallit jaoteltiin eri vaihe- ja laukaisupaikkayhdistelmien mukaan viiteen eri valmistusversioon. Laukaisupaikkoina olivat Floridan Cape Canaveral Air Force Stationin laukaisukompleksit 40 ja 41, sekä Kalifornian Vandenbergin lentotukikohdan laukaisukompleksi 4E. Floridan alustoja käytettiin laajaan kirjoon erilaisia kiertoratoja, kun Vandenbergista laukaistiin pääasiassa polaariradoille suunnanneita sotilassatelliitteja.
Historia Tausta pienoiskuva|Ensimmäinen sukkulalaukaisu STS-1. Avaruussukkulan kaavailtiin korvaavan muut yhdysvaltalaiset kantoraketit. 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. Titan III kehitettiin 1960-luvun puolivälissä Gemini-ohjelmassa käytetystä II-mallista (archive.org) lisäämällä rakettiin kiinteää ajoainetta käyttäneet lisämoottorit.
Nasan uudelleenkäytettävän avaruussukkulan lennot käynnistyivät 1980-luvun alulla, 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. 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, ) kehityksestä maalis-huhtikuussa 1984. Ilmavoimat ja puolustusministeriö kokivat laukaisujärjestelmän tukeutumisen yksin sukkulaan ongelmallisena, sillä yksittäinen onnettomuus voisi näin lamauttaa Yhdysvaltain laukaisukyvyn kohtuuttoman pitkäksi aikaa.
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.
Titan IV:n kehitys pienoiskuva|Nokkakartion aukeamisen testaamista Space Power Facilityn maailman suurimmassa tyhjiökammiossa. Martin Mariettan Titan 34D7 -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. 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. 34D-7-työnimi juonsi juurensa jatketuista boostereista, jotka oli alun perin kehitetty Titan IIIM -versiota varten. Versiota oli kaavailtu sotilasavaruusasemien laukaisuun tähdänneen MOL-ohjelman kantoraketiksi, mutta raketti ei koskaan toteutunut ohjelman peruunnuttua vuonna 1969.
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. Nokkakartion aukeamista testattiin vuonna 1990 Nasan Glennin tutkimuskeskuksen Space Power Facilityn maailman suurimmassa tyhjiökammiossa.
Vuosien 1985–1986 onnettomuudet 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. Avaruussukkulan laukaisutauko venyi vuosien mittaiseksi seuraavan, sillä seuraava laukaisu oli vasta syyskuussa 1988. (archive.org)
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. 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, minkä lisäksi tukikohtaan suunniteltiin Cape Canaveralin tapaan toista Titan IV -alustaa. Ilmavoimat tilasi vuoden 1986 tapahtumien jälkimainingeissa 13 uutta Titan IV:ää 1,6 miljardilla dollarilla Martin Mariettalta. Tilaus laajeni lopulta kaikkiaan 41 Titan IV -kantorakettiin.
Laukaisut käynnistyvät pienoiskuva|Ensimmäinen Titan IV nousee kompleksi 41:ltä kesäkuussa 1989. 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.
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.
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.
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.
Titan IVB