J-2X

Eigenschaften des J-2 Raketentriebwerks

J-2 ist die Bezeichnung für ein Raketentriebwerk, das auf der Mondrakete Saturn V zum Einsatz kam. Es war einst das größte mit flüssigem Wasserstoff betriebene Triebwerk der USA, wurde jedoch mit der Entwicklung des Haupttriebwerkes des Space Shuttle übertroffen.

Verwendung in der Vergangenheit

Fünf J-2-Triebwerke wurden in der zweiten Stufe (S-II) Saturn V verwendet. Jeweils ein J-2-Triebwerk kam in der dritten Stufe (S-IVB) der Saturn V sowie in der baugleichen zweiten Stufe (ebenfalls S-IVB) der Saturn IB zum Einsatz. In Studien für geplante Nova-Raketen wurden verschiedene Anzahlen von J-2-Triebwerken vorgeschlagen, in deren oberen Stufen zu verwenden.

Ein einzigartiges Charakteristikum der J-2 war ihre Fähigkeit, neu zu starten nachdem sie einmal den Betrieb eingestellt hatte. So wurde das J-2-Triebwerk der dritten Stufe der Saturn V während des Fluges zweimal benutzt. Die erste Brennperiode dauerte zwei Minuten und diente dazu, das Raumschiff auf eine Erdumlaufbahn zu schießen. Nachdem die Crew die korrekte Funktion des Raumschiffes überprüft hatte und das Triebwerk wieder zündfähig war, wurde das J-2-Triebwerk nochmals für sechs Minuten und 30 Sekunden gezündet um das Schiff auf Mondkurs zu bringen, von der NASA TLI (Trans Lunar Injection) genannt.

Zum erneuten Zünden des Triebwerks war eine längere Pause erforderlich, um einzelne Teile abkühlen zu lassen und für die Turbopumpen eine ausreichende Menge gasförmigen Wasserstoffs verfügbar zu haben, um diese wieder zu starten. Die Pause lag bei etwa 35 Minuten. Für die Wiederzündbarkeit wurde von der bisherigen Technik der Zündung durch hypergole Zündmedien abgewichen, eine Lichtbogenzündung (ähnlich einer Zündkerze) wurde eingeführt.

Die Zukunft des J-2

Konzeptvorstellung des J-2X

Eine neue Variante dieses Triebwerks (genannt J-2X) soll zur Verwendung im Project Constellation und seinem Raumschiff Orion entwickelt werden, welches das Space Shuttle nach seiner Außerdienststellung 2010 ersetzen soll. Ursprünglich war geplant zwei J-2X-Triebwerke nur bei der Earth Departure Stage (EDS) der Ares-V-Rakete einzusetzen, einer verbesserten Form der S-IVB-Stufe, die beim Apollo-Programm eingesetzt wurde. Jedoch teilte die NASA mit, dass aufgrund technischer und terminlicher Probleme die neuen J-2X-Triebwerke auch in der zweiten Stufe ihres Crew-Launch-Vehicle verwendet würden. Entwickelt wird das neue Triebwerk von Whitney Rocketdyne Inc.; der Vertrag hierzu wurde Juli 2007 unterzeichnet. Erste Tests mit dem historischen J-2 Triebwerk, primär zur Gewinnung von Vergleichsdaten, finden im NASA Stennis Space Center in der Nähe von St. Louis statt. Im November 2008 hat das Triebwerk den Critical Design Review beim Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama bestanden und ist so für den Flug qualifiziert.

Eigenschaften

Schub: 890 kN
Brenndauer: 500 s
Spezifischer Impuls: 418 s (4.1 kN·s/kg)
Gewicht - leer: 3,480 lb (1,578 kg)
Gewicht - ausgebrannt: 3,609 lb (1,637 kg)
Exit to Throat Area ratio: 27.5 to 1
Treibstoff: LOX & LH2
Treibstoffmischverhältnis: 5.00
Hersteller: NAA/Rocketdyne
Verwendung: Saturn IB / S-IVB, zweite Stufe - ein Triebwerk
Verwendung: Saturn V / S-II, zweite Stufe - fünf Triebwerke
Verwendung: Saturn V / S-IVB, dritte Stufe - ein Triebwerk

Quelle

Bilstein, R.E. (2003). Stages to Saturn. Gainesville: University of Florida Press.

Weblinks

• J-2 in der Encyclopedia Astronautica (englisch)
• J-2S in der Encyclopedia Astronautica (englisch)
• NASA History Office: Stages to Saturn (englisch)
• NASA to Begin Testing of Engine That Will Power Ares Rockets (englisch)

Raketentriebwerke (alphabetisch geordnet)

Flüssigtreibstoff: Aestus · F-1 · HM-7 · J-2 · Kestrel · Merlin · NK-33 · NK-43 · RD-58 · RD-107 · RD-108 · RD-117 · RD-118 · RD-120 · RD-170 · RD-171 · RD-180 · RD-191 · RD-208 · RD-209 · RD-214 · RD-215 · RD-253 · RD-261 · RD-262 · SSME · Viking · Vinci · Vulcain

Festreibstoff: Castor · Orbus · P80 · SRB · Star · Zefiro