Введение
Выведенная из эксплуатации ракета-носитель семейства "Дельта"
the rocket
История
Последнее эволюционное развитие семейства ракет Delta, Delta IV, было разработано для соответствия требованиям программы Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV, теперь National Security Space Launch (NSSL)) ВВС США. Несмотря на сохранение названия семейства ракет Delta, в конструкцию были внесены существенные изменения. Наиболее значительным изменением стал переход с керосина на жидкий водород в качестве топлива, что потребовало разработки новых топливных баков и двигателя. Модификация Small была снята с производства в 1999 году. В 2002 году состоялся первый запуск Delta IV, а RS 68 стал первым крупным ракетным двигателем на жидком топливе, разработанным в США после основного двигателя космического челнока (SSME) в 1970-х годах. Система наведения L3 Technologies Redundant Inertial Flight Control Assembly (RIFCA), первоначально использовавшаяся на Delta IV, была унифицирована с системой, применяемой на Delta II, хотя программное обеспечение отличалось из-за различий между этими ракетами. RIFCA включала в себя по шесть кольцевых лазерных гироскопов и акселерометров для повышения надежности. Изначально компания Boeing планировала предлагать коммерческие услуги по запуску Delta IV. Однако Delta IV вышла на рынок космических запусков в период, когда глобальные мощности значительно превышали спрос. Кроме того, как непроверенная конструкция, ей было сложно закрепиться на рынке коммерческих запусков, а стоимость запуска Delta IV была выше, чем у аналогичных ракет того времени. В 2003 году Boeing прекратила предлагать Delta IV на коммерческом рынке, ссылаясь на низкий спрос и высокую стоимость. В 2005 году Boeing заявила о намерении вернуться к коммерческим запускам Delta IV. С 2009 года ВВС США финансировали инженерные работы, интеграцию и развитие инфраструктуры для Delta IV EELV посредством контрактов с Boeing Launch Services (BLS). 8 августа 2008 года Центр космических и ракетных систем ВВС США увеличил контракт с BLS на 1,656 миллиарда долларов США по схеме "себестоимость плюс вознаграждение" для продления срока действия контракта до 30 сентября 2008 года (FY09). Также был добавлен опцион на 557,1 миллиона долларов США для финансирования FY10. В феврале 2010 года натурализованный гражданин Донгфан Чунг, инженер компании Boeing, стал первым человеком, осужденным по Закону об экономическом шпионаже 1996 года. Чунг передавал Китаю секретную информацию о проектах, включая ракету Delta IV, и был приговорен к 15 годам лишения свободы. В марте 2015 года ULA объявила о планах постепенного вывода из эксплуатации Delta IV Medium к 2018 году. За исключением первого запуска, который вывел на орбиту коммерческий спутник связи Eutelsat W5, все запуски Delta IV были оплачены правительством США. В 2015 году ULA сообщила, что Delta IV Heavy продается почти за 400 миллионов долларов США.
Преемники
Вулкан-Кентавр планируется заменить ракеты-носители Atlas V и Delta IV. Ожидается, что Vulcan Centaur поступит на службу к 2023 году, используя ракетный двигатель BE-4, работающий на метане. Первый Vulcan успешно стартовал 8 января 2024 года. Предполагается, что Atlas V останется в эксплуатации еще несколько лет после первого запуска Vulcan, а эксплуатация Delta IV Heavy была прекращена в апреле 2024 года.
Дельта IV Средний
Delta IV Medium (также известный как "одиночная ракета") был доступен в четырех конфигурациях: Medium, Medium+ (4,2), Medium+ (5,2) и Medium+ (5,4). Delta IV Medium (Delta 9040) был самой простой версией Delta IV. Он оснащался одним CBC и модернизированной второй ступенью Delta III с 4-метровыми баками для жидкого водорода и жидкого кислорода (называемыми Delta Cryogenic Second Stage (DCSS)) и 4-метровым обтекателем полезной нагрузки. Delta IV Medium мог выводить на геостационарную переходную орбиту (GTO) груз массой 4200 кг. От мыса Канаверал GTO находится на расстоянии 1804 м/с от GEO. Масса обтекателя и элементов крепления полезной нагрузки вычтена из общей производительности. Delta IV Medium+ (4,2) (Delta 9240) имел ту же CBC и DCSS, что и версия Medium, но дополнен двумя твердотопливными ускорителями Graphite Epoxy Motors (GEM 60s) диаметром 1,5 м (60 дюймов), изготовленными Orbital ATK, для увеличения грузоподъемности до 6150 кг на GTO.
Дельта IV тяжелая
Delta IV Heavy (Delta 9250H) сочетает в себе диаметральную секцию DCSS и обтекатель полезной нагрузки с двумя дополнительными твердотопливными ускорителями (CBC). Это боковые ускорители, которые отделяются раньше в полете, чем центральный CBC. По состоянию на 2007 год, более длинный 5-метровый композитный обтекатель был стандартным для Delta IV Heavy. Трисекторный обтекатель впервые был использован на полете DSP 23. Delta IV с удлиненным обтекателем имеет высоту более [укажите высоту, если она известна]. Последний запуск состоялся 9 апреля 2024 года, выведя на орбиту спутник NROL 70, что ознаменовало завершение семейства ракет Delta.
Общий ускорительный ядерный блок
Каждая Delta IV состоит как минимум из одного общего ускорителя (CBC). Каждый CBC оснащен одним двигателем Aerojet Rocketdyne RS 68, работающим на жидком водороде и жидком кислороде. При полетах средней конфигурации RS 68 работал на 102% номинальной тяги в течение первых нескольких минут полета, после чего тяга снижалась до 58% номинальной перед выключением основного двигателя. В конфигурации Heavy двигатель основного CBC снижает тягу до 58% номинальной примерно через 50 секунд после старта, в то время как двигатели боковых CBC остаются на уровне 102%. Это позволяет экономить топливо и обеспечивает работу основного CBC после отделения боковых ускорителей. После отделения боковых CBC двигатель основного CBC снова разгоняется до 102%, а затем снижается до 58% перед выключением основного двигателя. Двигатель RS 68 крепится к нижней несущей конструкции CBC четырехногим (четырехопорным) тяговым каркасом и заключен в защитный композитный конический тепловой экран. Над несущей конструкцией расположен алюминиевый изогрид (сетчатая структура, вырезанная внутри бака для снижения веса) бак жидкого водорода, за которым следует композитный цилиндр, называемый центральным корпусом, алюминиевый изогрид бак жидкого кислорода и передний обтекатель. Вдоль задней части CBC расположен кабельный туннель для прокладки электрических и сигнальных линий, а также топливопровод для подачи жидкого кислорода из бака в RS 68. CBC имеет постоянный диаметр. Для соединения первой ступени и DCSS используются две различные межступенчатые отсеки. Конический межступенчатый отсек, сужающийся с 5 м до 4 м в диаметре, использовался для соединения 4-метрового DCSS с CBC, а цилиндрический межступенчатый отсек – для соединения 5-метрового DCSS. Оба межступенчатых отсека были изготовлены из композитных материалов и закрывали бак жидкого кислорода, при этом более крупный бак жидкого водорода формировал часть внешней обтекаемой поверхности ракеты-носителя.
Место запуска
Delta IV запускалась с одного из двух ракетных пусковых комплексов. Для запусков на восточном побережье США использовался Космический пусковой комплекс 37 (SLC 37) на базе космических сил Кейп-Канаверал. На западном побережье запуски на полярную орбиту и с высоким наклонением осуществлялись с Космического пускового комплекса 6 (SLC 6) базы космических сил Ванденберг. Основная структура стартовой площадки включает в себя огневую траншею для отвода струи двигателя от ракеты, молниезащиту и хранилище топлива. В случае с Delta IV, ракета-носитель собиралась на стартовой площадке внутри здания. Эта мобильная обслуживающая башня (MST) обеспечивает доступ к ракете для обслуживания и защиту от погодных условий, и откатывается от ракеты в день запуска. Кран на вершине MST поднимает герметизированный полезный груз к ракете, а также присоединяет твердотопливные ускорители GEM 60 для запусков Delta IV Medium. MST откатывается от ракеты за несколько часов до старта. На Ванденберге стартовая площадка также оснащена мобильным сборочным укрытием (MAS), которое полностью закрывает ракету-носитель; на Кейп-Канаверале ракета-носитель частично открыта в нижней части.
История запуска
Нет, Дата/Время (UTC) Тип Серийный номер. Место старта Полезная нагрузка Тип полезной нагрузки Орбита Результат Замечания 1 20 ноября 2002 22:39 Средний+ (4,2) 293 CCAFS, SLC 37B Eutelsat W5 Коммерческий спутник связи GTO Первый запуск Delta IV. 2 11 марта 2003 00:59 Средний 296 CCAFS, SLC 37B USA 167 (DSCS 3 A3) Военный спутник связи GTO Первый запуск Delta IV Medium. Первая миссия USAF EELV. 3 29 августа 2003 23:13 Средний 301 CCAFS, SLC 37B USA 170 (DSCS 3 B6) Военный спутник связи GTO 4 21 декабря 2004 21:50 Тяжелый 310 CCAFS, SLC 37B DemoSat / 3CS 1 / 3CS 2 Демонстрационная полезная нагрузка GSO (планировалось) Первый запуск Delta IV Heavy. Преждевременное отключение двигателей первой ступени. DemoSat вышел на неправильную орбиту, 3 Corner Satellite (3CS) не вышел на орбиту. 5 24 мая 2006 22:11 Средний+ (4,2) 315 CCAFS, SLC 37B GOES 13 (GOES N) Метеорологический спутник GTO 6 28 июня 2006 03:33 Средний+ (4,2) 317 VAFB, SLC 6 USA 184 (NROL 22) Спутник-разведчик Molniya Первый запуск Delta IV с Ванденберга. 7 4 ноября 2006 13:53 Средний 320 VAFB, SLC 6 USA 192 (DMSP F17) Военный метеорологический спутник SSO Первый запуск Delta IV на НОО/SSO, последний полет Delta IV Medium. 8 11 ноября 2007 01:50 Тяжелый 329 CCAFS, SLC 37B USA 197 (DSP 23) Спутник предупреждения о ракетном нападении GSO Первый запуск Delta IV, заключенный по контракту с United Launch Alliance. Запуск был задержан из-за повреждения стартовой площадки, вызванного утечкой жидкого кислорода. 9 18 января 2009 02:47 Тяжелый 337 CCAFS, SLC 37B USA 202 (NROL 26) Спутник-разведчик GSO 10 27 июня 2009 22:51 Средний+ (4,2) 342 CCAFS, SLC 37B GOES 14 (GOES O) Метеорологический спутник GTO 11 6 декабря 2009 01:47 Средний+ (5,4) 346 CCAFS, SLC 37B USA 211 (WGS 3) Военный спутник связи GTO 13 28 мая 2010 03:00 Средний+ (4,2) 349 CCAFS, SLC 37B USA 213 (GPS IIF 1) Навигационный спутник MEO 14 21 ноября 2010 22:58 - 15 20 января 2011 21:10 Тяжелый 352 VAFB, SLC 6 USA 224 (NROL 49) Спутник-разведчик LEO Первый запуск Delta IV Heavy с Ванденберга. 17 16 июля 2011 06:41 Средний+ (4,2) 355 CCAFS, SLC 37B USA 232 (GPS IIF 2) Навигационный спутник MEO 18 20 января 2012 00:38 Средний+ (5,4) 358 CCAFS, SLC 37B USA 233 (WGS 4) Военный спутник связи GTO 19 3 апреля 2012 23:12 Средний+ (5,2) 359 VAFB, SLC 6 USA 234 (NROL 25) Спутник-разведчик LEO Первый полет в версии Средний+ (5,2). 20 29 июня 2012 13:15 Тяжелый 360 CCAFS, SLC 37B USA 237 (NROL 15) Спутник-разведчик GSO Первый полет двигателя RS 68A. Аномалия верхней ступени (DCSS) из-за утечки топлива, полезная нагрузка все же вышла на запланированную орбиту. 22 25 мая 2013 00:27 Средний+ (5,4) 362 CCAFS, SLC 37B USA 243 (WGS 5) Военный спутник связи GTO 23 8 августа 2013 00:29 Средний+ (5,4) 363 CCAFS, SLC 37B USA 244 (WGS 6) Военный спутник связи GTO 24 28 августа 2013 18:03 Тяжелый 364 VAFB, SLC 6 USA 245 (NROL 65) Спутник-разведчик LEO 25 21 февраля 2014 01:59 Средний+ (4,2) 365 CCAFS, SLC 37B USA 248 (GPS IIF 5) Навигационный спутник MEO 26 17 мая 2014 00:03 Средний+ (4,2) 366 CCAFS, SLC 37B USA 251 (GPS IIF 6) Навигационный спутник MEO 27 28 июля 2014 23:28 Средний+ (4,2) 368 CCAFS, SLC 37B AFSPC 4 (GSSAP #1/2 и ANGELS) (USA 253/254/255) Демонстратор технологий космического наблюдения GEO. Первое использование вторичного адаптера полезной нагрузки на ракете Delta. 28 5 декабря 2014 12:05 Тяжелый 369 CCAFS, SLC 37B Orion MPCV EFT 1 Беспилотный испытательный полет капсулы MEO 29 25 марта 2015 18:36 Средний+ (4,2) 371 CCAFS, SLC 37B USA 260 (GPS IIF 9) Навигационный спутник MEO Последний запуск с базовым двигателем RS 68. 31 10 февраля 2016 11:40 Средний+ (5,2) 373 VAFB, SLC 6 USA 267 (NROL 45) Спутник-разведчик LEO 32 11 июня 2016 17:51 Тяжелый 374 CCAFS, SLC 37B USA 268 (NROL 37) Спутник-разведчик GSO 33 19 августа 2016 04:52 Средний+ (4,2) 375 CCAFS, SLC 37B AFSPC 6 (GSSAP #3/4) (USA 270/271) Наблюдение за космическим пространством GEO 34 7 декабря 2016 23:53 Средний+ (5,4) 376 CCAFS, SLC 37B USA 272 (WGS 8) Военный спутник связи GTO 35 19 марта 2017 00:18 Средний+ (5,4) 377 CCAFS, SLC 37B USA 275 (WGS 9) Военный спутник связи GTO 36 12 января 2018 22:11 Средний+ (5,2) 379 VAFB, SLC 6 USA 281 (NROL 47) Спутник-разведчик LEO Последний полет варианта Delta IV M+ (5,2). 37 12 августа 2018 07:31 Тяжелый 380 CCAFS, SLC 37B Parker Solar Probe Solar Probe Гелиоцентрическая Первая эксплуатация Delta IV Heavy со ступенью Star 48BV (9255H). 38 19 января 2019 19:10 Тяжелый 382 VAFB, SLC 6 USA 290 (NROL 71) Спутник-разведчик LEO 39 16 марта 2019 00:26 Средний+ (5,4) 383 CCAFS, SLC 37B USA 291 (WGS 10) Военный спутник связи GTO Последний полет варианта Delta IV M+ (5,4). 40 22 августа 2019 13:06 Средний+ (4,2) 384 CCAFS, SLC 37B USA 293 (GPS III 2) Навигационный спутник MEO Последний полет Delta IV Medium и варианта Delta IV M+ (4,2). 42 26 апреля 2021 20:47 Тяжелый 386 VAFB, SLC 6 USA 314 (NROL 82) Спутник-разведчик LEO 43 24 сентября 2022 22:25 Тяжелый 387 VAFB, SLC 6 USA 338 (NROL 91) Спутник-разведчик LEO Последний запуск Delta IV с VSFB. 44 22 июня 2023 09:18 Тяжелый 388 CCSFS, SLC 37B USA 345 (NROL 68) Спутник-разведчик GSO 45 9 апреля 2024 16:53 Тяжелый 389 CCSFS, SLC 37B USA 353 (NROL 70) Спутник-разведчик GSO Последний запуск ракеты Delta IV и всего семейства ракет Delta.
Примечательные запуски
Первой полезной нагрузкой, запущенной с помощью Delta IV, был спутник связи Eutelsat W5. 20 ноября 2002 года ракета Medium+ (4,2) с мыса Канаверал вывела его на геостационарную орбиту переноса (GTO). Heavy Demo стал первым запуском Delta IV Heavy в декабре 2004 года после значительных задержек из-за неблагоприятных погодных условий. Из-за кавитации в топливных линиях датчики на всех трех блоках центральной ступени (CBC) зарегистрировали истощение топлива. Боковые блоки CBC и затем двигатели центральной ступени CBC отключились преждевременно, хотя топлива оставалось достаточно для продолжения работы по графику. Вторая ступень попыталась компенсировать отключение и работала до полного расхода топлива. Этот полет был тестовым запуском с полезной нагрузкой: DemoSat массой 6020 кг – алюминиевый цилиндр, заполненный 60 латунными стержнями, планировалось доставить на геостационарную орбиту (GEO), однако из-за неисправности датчиков спутник не достиг этой орбиты. NanoSat 2, выведенный на низкую околоземную орбиту (НОО), представлял собой набор из двух очень маленьких спутников массой 24 и 21 кг, получивших прозвища Sparky и Ralphie, планировалось, что они пробудут на орбите один день. Учитывая недостаточное время работы двигателей, скорее всего, они не достигли устойчивой орбиты. NROL 22 стал первым Delta IV, запущенным с площадки SLC-6 на базе космических сил Ванденберг (VSFB). Он был запущен ракетой Medium+ (4,2) в июне 2006 года, доставив секретный спутник для Национального управления разведывательных данных США (NRO). DSP 23 стал первым запуском ценной полезной нагрузки на борту Delta IV Heavy. Это также был первый запуск Delta IV, заключенный по контракту с United Launch Alliance, совместным предприятием Boeing и Lockheed Martin. Основной полезной нагрузкой был 23-й и последний спутник системы предупреждения о ракетном нападении программы поддержки обороны DSP 23. Запуск с мыса Канаверал состоялся 10 ноября 2007 года. NROL 26 стал первым запуском Delta IV Heavy EELV для NRO. USA 202, секретный разведывательный спутник, был выведен на орбиту 18 января 2009 года. NROL 32 был запуском Delta IV Heavy, доставившим спутник для NRO. Предполагается, что полезная нагрузка – самый большой спутник, когда-либо отправленный в космос. После задержки с 19 октября 2010 года ракета стартовала 21 ноября 2010 года. NROL 49 стартовал с авиабазы Ванденберг 20 января 2011 года. Это была первая миссия Delta IV Heavy, запущенная с Ванденберга. Эта миссия выполнялась для NRO, и ее детали засекречены. 4 октября 2012 года ракета Delta IV M+ (4,2) испытала аномалию в двигателе RL10B-2 верхней ступени, что привело к тяге ниже ожидаемой. Несмотря на достаточный запас топлива для успешного вывода полезной нагрузки – спутника GPS Block IIF USA 239 – на целевую орбиту, расследование неисправности задержало последующие запуски Delta IV и следующий запуск Atlas V (AV 034) из-за общности двигателей, используемых на верхних ступенях обеих ракет. К декабрю 2012 года ULA установила, что причиной аномалии стала утечка топлива (в камеру сгорания), и запуски Delta IV возобновились в мае 2013 года. После двух успешных запусков дальнейшее расследование привело к задержке запуска Delta 365 со спутником GPS IIF 5. Первоначально планировалось запустить в октябре 2013 года, но ракета стартовала 21 февраля 2014 года. Delta IV Heavy запустила космический корабль Orion в беспилотном испытательном полете EFT-1 5 декабря 2014 года. Запуск первоначально планировался на 4 декабря 2014 года, но сильный ветер и проблемы с клапанами привели к переносу запуска на 5 декабря 2014 года. 12 августа 2018 года еще одна Delta IV Heavy запустила зонд Parker Solar Probe в миссию по исследованию или "прикосновению" к внешней короне Солнца. Второй спутник GPS Block III был запущен с последней ракетой Delta IV Medium+ (4,2) 22 августа 2019 года. Последний запуск Delta IV Heavy с Ванденберга, миссия NROL-91, состоялась в сентябре 2022 года. Последний запуск Delta IV Heavy и семейства ракет Delta состоялся в апреле 2024 года с миссией NROL-70.
DemoSat 6020 kg; an aluminum cylinder filled with 60 brass rods planned to be carried to GEO; however due to the sensor faults, the satellite did not reach this orbit. NanoSat 2, carried to low Earth orbit (LEO) a set of two very small satellites of 24 and 21 kg, nicknamed Sparky and Ralphie planned to orbit for one day. Given the under burn, the two most likely did not reach a stable orbit. NROL 22 was the first Delta IV launched from SLC 6 at Vandenberg Space Force Base (VSFB). It was launched aboard a Medium+ (4,2) in June 2006 carrying a classified satellite for the U. S. National Reconnaissance Office (NRO). DSP 23 was the first launch of a valuable payload aboard a Delta IV Heavy. This was also the first Delta IV launch contracted by the United Launch Alliance, a joint venture between Boeing and Lockheed Martin. The main payload was the 23rd and final Defense Support Program missile warning satellite, DSP 23. Launch from Cape Canaveral occurred on 10 November 2007. NROL 26 was the first Delta IV Heavy EELV launch for the NRO. USA 202, a classified reconnaissance satellite, lifted off 18 January 2009. NROL 32 was a Delta IV Heavy launch, carrying a satellite for NRO. The payload is speculated to be the largest satellite sent into space. After a delay from 19 October 2010, the rocket lifted off on 21 November 2010. NROL 49 lifted off from Vandenberg AFB on 20 January 2011. It was the first Delta IV Heavy mission to be launched out of Vandenberg. This mission was for the NRO and its details are classified. On 4 October 2012, a Delta IV M+ (4,2) experienced an anomaly in the upper stage's RL10B 2 engine which resulted in lower than expected thrust. While the vehicle had sufficient fuel margins to successfully place the payload, a GPS Block IIF satellite USA 239, into its targeted orbit, investigation into the glitch delayed subsequent Delta IV launches and the next Atlas V launch (AV 034) due to commonality between the engines used on both vehicles' upper stages. By December 2012, ULA had determined the cause of the anomaly to be a fuel leak (into the combustion chamber), and Delta IV launches resumed in May 2013. After two more successful launches, further investigation led to the delay of Delta flight 365 with the GPS IIF 5 satellite. Originally scheduled to launch in October 2013, the vehicle lifted off on 21 February 2014. A Delta IV Heavy launched the Orion spacecraft on an uncrewed test flight, EFT 1, on 5 December 2014. The launch was originally planned for 4 December 2014, but high winds and valve issues caused the launch to be rescheduled for 5 December 2014. On August 12, 2018, another Delta IV Heavy launched the Parker Solar Probe on a mission to explore or "touch" the outer corona of the Sun. The second GPS Block III satellite was launched with the final Delta IV Medium+ (4,2) configuration rocket on 22 August 2019.<ref name="nsf20190822/">
The final flight from Vandenberg of the Delta IV Heavy launched the NROL 91 mission in September 2022. The final flight from Cape Canaveral of the Delta IV Heavy and of the Delta rocket family took place in April 2024 carrying the NROL 70 mission.