Введение

Семейство ракет Delta было универсальным семейством американских ракетных систем-носителей, обеспечивавших возможность запуска космических аппаратов в Соединенных Штатах с 1960 по 2024 год. Япония также осуществляла запуски лицензионных производных (N I, N II и H I) с 1975 по 1992 год. Было осуществлено более 300 запусков ракет семейства Delta с 95%-ным успехом. Серия была выведена из эксплуатации в пользу Vulcan Centaur, последний запуск ракеты Delta IV Heavy состоялся 9 апреля 2024 года.

Происхождение

Первоначальные ракеты Delta использовали модифицированную версию PGM 17 Thor, первой баллистической ракеты, развернутой ВВС США (USAF), в качестве первой ступени. "Тор" был разработан в середине 1950-х годов для достижения Москвы с баз в Великобритании или аналогичных союзных странах, и первый полностью успешный запуск "Тор" произошел в сентябре 1957 года. Вскоре последовали спутниковые и космические зондирующие полеты, использующие первую ступень Thor с несколькими различными верхними ступенями. Четвертая комбинация верхней ступени "Тор" была названа "Дельта" Тора, отражая четвертую букву греческого алфавита. В конечном итоге весь пусковой аппарат Thor–Delta стал называться просто "Дельта". NASA рассматривало "Дельту" как "временное средство общего назначения", которое должно было использоваться для коммуникационных, метеорологических и научных спутников, а также лунных зондов в 1960 и 1961 годах. План заключался в замене "Дельты" другими конструкциями ракет, когда они будут готовы к применению. С этого момента семейство ракет-носителей разделилось на гражданские варианты, запускаемые с мыса Канаверал и носившие название Delta, и военные варианты, запускаемые с авиабазы Ванденберг (VAFB), которые использовали более воинственное название Thor. В конструкции Delta делался акцент на надежности, а не на производительности, заменяя компоненты, вызывавшие проблемы на предыдущих запусках Thor; в частности, склонный к сбоям инерционный пакет наведения, изготовленный AC Spark Plug, был заменен на систему радиоземного управления, которая устанавливалась на второй ступени вместо первой. NASA заключила с компанией Douglas Aircraft Company в апреле 1959 года оригинальный контракт на 12 аппаратов этого типа:
Ступень 1: Модифицированная РВМ Thor с двигательной установкой Block I MB 3, состоящей из одного основного двигателя Rocketdyne LR 79 и двух двигателей Rocketdyne LR 101 для управления ориентацией, обеспечивающих общую тягу, включая выхлоп турбонасоса LOX/RP1. Ступень 2: Модифицированная Able. Этот надежный двигатель стоил 4 миллиона долларов США для постройки и до сих пор используется в модифицированном виде. Газовая система управления ориентацией. Ступень 3: Altair. Стабилизация вращением (с помощью поворотного стола на вершине Able) со скоростью 100 об/мин двумя твердотопливными двигателями перед отделением. Один твердотопливный двигатель ABL X 248 обеспечивал тягу в течение 28 секунд. Ступень весила и в основном изготавливалась из стекловолокна. Эти аппараты могли выводить груз в НОО или ГПО. Одиннадцать из двенадцати первых запусков Delta были успешными, и до 1968 года не было сбоев в первые две минуты запуска. Высокая степень успеха, достигнутая Delta, резко контрастировала с непрерывной чередой неудач, преследовавших запуски Thor с Западного побережья. Общая стоимость разработки и запуска проекта составила 43 миллиона долларов США, что на 3 миллиона долларов США превысило бюджет. Заказ на 14 дополнительных аппаратов был сделан до 1962 года.

Надежность запуска

С 1969 по 1978 год (включительно) "Тор Дельта" был наиболее часто используемой ракетой-носителем НАСА, с 84 попытками запуска. ("Скаут" был второй по частоте использования ракетой с 32 запусками.) Спутники для других государственных ведомств и иностранных правительств также запускались на возмещаемой основе, в общей сложности 63 спутника. Из 84 попыток запуска было зафиксировано 7 неудач или частичных неудач, что составляет 91,6% успешных запусков. "Дельта" была успешной ракетой-носителем, но также внесла значительный вклад в образование орбитального мусора, поскольку вариант, использовавшийся в 1970-х годах, был склонен к взрывам на орбите. Восемь вторых ступеней ракеты "Дельта", запущенных в период с 1973 по 1981 год, были вовлечены в события фрагментации в период с 1973 по 1991 год, как правило, в течение первых 3 лет после запуска, но некоторые распадались и через 10 и более лет. Исследования показали, что взрывы были вызваны остатками топлива после выключения двигателей. Свойства топлива и тепловая обстановка, в которой находились неактивные ракеты, делали взрывы неизбежными. Проведение выжигания остатков топлива было начато в 1981 году, и после этого не было зафиксировано событий фрагментации для ракет, запущенных позднее. У ракет "Дельта", запущенных до варианта 1970-х годов, наблюдались события фрагментации спустя до 50 лет после запуска.

Delta II (серии 6000 и 7000)

Серия Delta II была разработана после катастрофы Challenger в 1986 году и состояла из серий Delta 6000 и 7000, с двумя вариантами (Lite и Heavy) последней. В серии Delta 6000 был представлен первый разгонный блок Extra Extended Long Tank, который был на 3,66 м длиннее, и твердотопливные ускорители Castor 4A. Шесть твердотопливных ускорителей воспламенились при взлете, и три – в полете. Серия Delta 7000 представила основной двигатель RS-27A, модифицированный для повышения эффективности на большой высоте, что несколько снизило характеристики на малой высоте, а также более легкие и мощные твердотопливные ускорители GEM 40 производства компании Hercules. Delta II Med Lite представляла собой ракету серии 7000 без третьей ступени и с меньшим количеством боковых блоков (обычно три, иногда четыре), которая обычно использовалась для небольших миссий NASA. Delta II Heavy представляла собой Delta II 792X с увеличенными ускорителями GEM 46, разработанными для ракеты Delta III.

Delta IV (серия 9000)

В рамках программы Военно-воздушных сил США по разработке ракет-носителей нового поколения (EELV), компании McDonnell Douglas / Boeing предложили ракету Delta IV. Как и подразумевалось названием программы, многие компоненты и технологии были позаимствованы у существующих ракет-носителей. Контракты на разработку и производство своих проектов EELV были заключены как с Boeing, так и с Lockheed Martin. Производство Delta IV осуществлялось на новом заводе в Декатуре, штат Алабама. Первая ступень перешла на жидкий водород в качестве топлива. Технологии топливных баков были унаследованы от верхней ступени Delta III, но их диаметр был увеличен до 5 метров. Керосиновый двигатель был заменен на Rocketdyne RS-68 – первый крупный ракетный двигатель с жидким топливом, разработанный в США после главного двигателя космического шаттла (SSME) в 1970-х годах. Разработанный с целью снижения стоимости, он имел более низкое давление в камере сгорания и меньший КПД по сравнению с SSME, а также значительно упрощенную конструкцию сопла. Камера сгорания и верхняя часть сопла были выполнены по канальной схеме, впервые применённой в советских ракетных двигателях. Нижняя часть сопла охлаждалась абляционным способом. Вторая ступень и обтекатель заимствовались у Delta III в моделях Delta IV Medium; в моделях Medium+ и Heavy их диаметр был увеличен до 5 метров. Модели Medium+ оснащались двумя или четырьмя твердотопливными ускорителями GEM 60. Была переработана система трубопроводов и электрические цепи, что позволило отказаться от использования пусковой башни. Первая ступень получила название Common Booster Core (CBC); ракета Delta IV Heavy использовала два дополнительных CBC в качестве боковых ускорителей.