Delta II была одноразовой пусковой системой , первоначально разработанной и построенной McDonnell Douglas , и иногда известной как Thorad Delta 1. Delta II была частью семейства ракет Delta , полученной непосредственно из Delta 3000 , и поступила в эксплуатацию в 1989 году. Было два основных варианта, Delta 6000 и Delta 7000, причем последний также имел подварианты «Light» и «Heavy». За время своей карьеры Delta II вывела на орбиту несколько заметных полезных нагрузок, включая 24 спутника глобальной системы позиционирования (GPS) Block II , несколько десятков полезных нагрузок NASA и 60 спутников связи Iridium. Ракета выполнила свою последнюю миссию, ICESat-2 , 15 сентября 2018 года, обеспечив ракете-носителю серию из 100 успешных миссий подряд, последней неудачей была GPS IIR-1 в 1997 году. [3] В конце 1990-х годов Delta II была доработана до неудачной Delta III , которая, в свою очередь, была развита в более эффективную и успешную Delta IV , хотя последняя имеет мало общего с оригинальными ракетами Thor и Delta.
В начале 1980-х годов планировалось поэтапно отказаться от всех одноразовых ракет-носителей США в пользу Space Shuttle , который должен был отвечать за все правительственные и коммерческие запуски. Производство Delta, Atlas-Centaur и Titan 34D было прекращено. [7] Катастрофа Challenger в 1986 году и последующее прекращение эксплуатации Shuttle изменили эту политику, и президент Рональд Рейган объявил в декабре 1986 года, что Space Shuttle больше не будет запускать коммерческие полезные грузы, и NASA будет стремиться закупать запуски одноразовых ракет для миссий, не требующих экипажа или поддержки Shuttle. [8]
McDonnell Douglas, в то время производитель семейства Delta, подписал контракт с ВВС США в 1987 году на поставку семи Delta II. Они были предназначены для запуска серии спутников Глобальной системы позиционирования (GPS) Block II , которые ранее были заявлены для Space Shuttle. ВВС использовали дополнительные контрактные опции в 1988 году, расширив этот заказ до 20 аппаратов, а NASA приобрело свой первый Delta II в 1990 году для запуска трех спутников наблюдения за Землей. [9] [10] Первый запуск Delta II состоялся 14 февраля 1989 года, когда Delta 6925 вывела первый спутник GPS Block II ( USA-35 ) со стартового комплекса 17A (SLC-17A) на мысе Канаверал на высокую среднюю околоземную орбиту высотой 20 000 км (12 000 миль) . [11]
Первая Delta II серии 7000 совершила полет 26 ноября 1990 года, заменив двигатель RS-27 серии 6000 на более мощный двигатель RS-27A . Кроме того, твердотопливные ускорители Castor 4A серии 6000 со стальным корпусом были заменены на GEM 40 с композитным корпусом . Все последующие запуски Delta II, за исключением трех, имели эту модернизированную конфигурацию, а серия 6000 была снята с эксплуатации в 1992 году, последний запуск состоялся 24 июля. [12]
McDonnell Douglas начала разработку Delta III в середине 1990-х годов, поскольку увеличивающаяся масса спутников требовала более мощных ракет-носителей. [9] Delta III со своей второй ступенью на жидком водороде и более мощными ускорителями GEM 46 могла вывести на геостационарную переходную орбиту вдвое большую массу, чем Delta II , но череда из двух неудач и одной частичной неудачи, а также разработка гораздо более мощной Delta IV , привели к отмене программы Delta III. [13] Модернизированные ускорители по-прежнему находили применение в Delta II, что привело к появлению Delta II Heavy.
28 марта 2003 года Космическое командование ВВС начало процесс деактивации пусковых установок и инфраструктуры Delta II на мысе Канаверал после запуска последнего из спутников GPS второго поколения. Однако в 2008 году оно вместо этого объявило, что передаст все объекты и инфраструктуру Delta II NASA для поддержки запуска Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) в 2011 году. [14]
14 декабря 2006 года с запуском USA-193 состоялся первый запуск ракеты Delta II, осуществляемый United Launch Alliance . [15]
Последний запуск GPS на борту Delta II и последний запуск с SLC-17A на мысе Канаверал были осуществлены в 2009 году. Запуск GRAIL в 2011 году ознаменовал последний запуск Delta II Heavy и последний из Флориды. Последние пять запусков будут все с базы ВВС Ванденберг в Калифорнии . [16]
16 июля 2012 года NASA выбрало Delta II для поддержки миссий Orbiting Carbon Observatory (OCO-2), Soil Moisture Active Passive (SMAP) и Joint Polar Satellite System (JPSS-1 – NOAA-20). Это стало последней покупкой Delta II. OCO-2 был запущен 2 июля 2014 года, Soil Moisture Active Passive (SMAP) был запущен 31 января 2015 года, а JPSS-1 был запущен 18 ноября 2017 года. Все три запуска были выведены на орбиту с SLC-2 в Ванденберге. [17]
Семейство Delta II запускалось 155 раз. Единственными неудачными запусками были Koreasat 1 в 1995 году и GPS IIR-1 в 1997 году. Запуск Koreasat 1 был частично неудачным, вызванным тем, что один ускоритель не отделился от первой ступени, в результате чего спутник оказался на более низкой, чем предполагалось, орбите. Используя резервное топливо, он смог достичь своей надлежащей геосинхронной орбиты и проработал 10 лет. [18] GPS IIR-1 был полностью потерян, поскольку Delta II взорвалась через 13 секунд после запуска. Взрыв произошел, когда поврежденный корпус твердотопливного ракетного ускорителя разорвался и привел в действие систему прекращения полета транспортного средства. [19] Никто не пострадал, и сама стартовая площадка не подверглась серьезным повреждениям, хотя несколько автомобилей были уничтожены, а несколько зданий были повреждены. [20]
В 2007 году Delta II осуществила свой 75-й последовательный успешный запуск, превзойдя 74 последовательных успешных запуска Ariane 4. [21] [22] С запуском ICESat-2 в 2018 году Delta II достигла отметки в 100 последовательных успешных запусков.
За время своей работы Delta II достигла пикового показателя в 12 запусков в год, хотя ее инфраструктура была способна поддерживать до 15 запусков в год. [4]
В то время как все завершенные ракеты Delta II были запущены, многие запасные части, пригодные для полета, оставались на складе. Эти запасные части были собраны вместе с несколькими структурными симуляторами, чтобы создать почти полную Delta II для выставки в конфигурации 7320-10C. Ракета выставлена вертикально в комплексе посетителей Космического центра Кеннеди и имеет свою популярную ливрею «зубы акулы» на обтекателе, которая была нарисована на прошлых ракетах Delta II для запусков GPS. [23]
Первая ступень Delta II приводилась в движение главным двигателем Rocketdyne RS-27 или RS-27A, сжигающим RP-1 и жидкий кислород . Эта ступень технически называлась «Extra-Extended Long Tank Thor», производной от баллистической ракеты Thor [24], как и все ракеты Delta до Delta IV . RS-27, используемый на Delta II серии 6000, вырабатывал 915 кН (206 000 фунтов силы) тяги, [25] в то время как модернизированный RS-27A, используемый на серии 7000, вырабатывал 1054 кН (237 000 фунтов силы). [26] Ступень была 26,1 метра (86 футов) в длину и 2,44 метра (8,0 футов) в ширину, имела массу 101,8 тонны (224 000 фунтов) после заправки и горела в течение 260 секунд. [3] Основной двигатель, который не мог управлять дроссельной заслонкой, обеспечивал управление тангажем и рысканием для аппарата во время подъема с помощью гидравлического карданного подвеса. Кроме того, два двигателя Rocketdyne LR-101-NA-11 обеспечивали управление креном для первой ступени во время подъема и продолжали работать после выключения основного двигателя, чтобы стабилизировать аппарат перед разделением ступеней. [27] [4]
Два бака первой ступени были изготовлены из алюминиевых панелей изогрида, что обеспечивало высокую прочность при меньшей массе. Для создания давления в баках использовался азот. Эти баки были растянуты в общей сложности на 148 дюймов (3,8 м) по сравнению с баками Extended Long Tank Thor, которые летали на старых ракетах Delta, обеспечивая больше топлива. Между двумя баками находился «центральный корпус», где размещались авионика и коммуникационное оборудование первой ступени. Точки крепления твердотопливного ракетного ускорителя располагались снаружи бака с жидким кислородом и кормовой юбки, последняя из которых также содержала гироскоп для обеспечения устойчивости транспортного средства. [4]
Для дополнительной тяги во время запуска Delta II использовала твердотопливные ускорители. Для серии 6000 Delta II использовала ускорители Castor 4A (иногда стилизованные под «Castor IVA»), в то время как серия 7000 использовала графито-эпоксидные двигатели GEM 40 производства Alliant Techsystems (ATK). Как и ее предшественники, серия Delta II 6000 предлагалась только в конфигурации с девятью ускорителями. Однако с появлением серии 7000 были введены варианты с тремя и четырьмя ускорителями, чтобы позволить Delta II запускать небольшие полезные нагрузки по более низкой цене. [4] Когда использовались три или четыре ускорителя, все они зажигались на земле при запуске, в то время как модели, которые использовали девять ускорителей, зажигали шесть на земле, затем оставшиеся три зажигались в полете после сгорания и сброса первых шести. [3]
Ускорители Castor 4A были усовершенствованы по сравнению с двигателями Castor 4, использовавшимися на более ранней ракете Delta 3000 , заменив топливо на более современное топливо на основе HTPB и обеспечив повышение производительности на 11%. [5] Ускорители GEM 40 серии 7000 еще больше улучшили производительность Delta II, каждый из которых имел на 2,5 тонны (5500 фунтов) больше топлива, чем Castor 4A, благодаря удлинению на 3 метра (9,8 фута). Кроме того, ускорители GEM также имели меньшую сухую массу, чем Castor, из-за конструкции из углеродного композита. [28]
В 2003 году дебютировала Delta II Heavy, оснащенная более крупными двигателями GEM 46 из заброшенной программы Delta III . Эти новые двигатели позволили транспортному средству выводить на низкую околоземную орбиту более 1000 кг (2200 фунтов) дополнительной полезной нагрузки. Только космодром Cape Canaveral 17B был способен запускать конфигурацию Heavy, поскольку ранее он был усилен для работы с Delta III. [4]
Сопла двигателей Castor были наклонены на 11° от вертикали, чтобы направить свою тягу в центр тяжести транспортного средства, в то время как двигатели GEM имели немного меньший наклон в 10°. [5] В конфигурации с девятью двигателями три двигателя с воздушным освещением имели более длинные сопла, чтобы позволить ускорителям лучше работать в верхних слоях атмосферы. [27] Все твердотопливные двигатели, которые летали на Delta II, имели фиксированные сопла, что означало, что первая ступень была исключительно ответственна за управление транспортным средством на начальных этапах полета. [4]
Второй ступенью Delta II была Delta-K , оснащенная перезапускаемым (до шести перезапусков) двигателем Aerojet AJ10 -118K, работающим на гиперголическом Aerozine-50 и N 2 O 4 . Эти топлива очень токсичны и едки, и после загрузки запуск должен был произойти в течение примерно 37 дней, иначе ступень пришлось бы ремонтировать или заменять. [29] Эта ступень также содержала комбинированную инерциальную платформу и систему наведения , которая контролировала все события полета. [3]
Delta-K состояла из баков из нержавеющей стали и легкой алюминиевой конструкции. Баки находились под давлением с гелиевым газом, а ступень имела азотные двигатели для управления креном во время работы и для полного управления положением во время движения по инерции. Масса ступени составляла 950 кг (2090 фунтов) в пустом состоянии и 6954 кг (15331 фунт) при полной заправке. [4]
Для миссий на низкой околоземной орбите Delta II не была оснащена третьей ступенью. Полезные грузы, направлявшиеся на более высокие энергетические орбиты, такие как GTO , или для достижения скорости выхода за пределы Земли для трансмарсианского запуска или других целей за пределами Земли, использовали третью ступень на твердом топливе HTPB , расположенную внутри обтекателя во время запуска. Эта ступень была стабилизирована вращением и зависела от второй ступени для правильной ориентации перед разделением ступеней, но иногда оснащалась системой управления нутацией гидразина для поддержания правильной оси вращения. [27] Третья ступень раскручивалась с помощью небольших ракетных двигателей, а затем освобождалась второй ступенью для выполнения ее сгорания. Третья ступень также включала систему yo-weight для вызова кувырка в ступени после разделения полезной нагрузки, чтобы предотвратить повторный контакт, или механизм yo-yo de-spin для замедления вращения перед разделением полезной нагрузки. [27] Ступень также содержала передатчик S-диапазона, батареи и секвенсор для управления событиями ступени.
Было доступно два варианта третьей ступени, оба состояли из одного твердотопливного ракетного двигателя. Самым распространенным был Star 48, совершивший более 70 полетов. Star 48, также называемый Payload Assist Module-Delta (PAM-D), был более мощным из двух вариантов, производя среднюю тягу 66,4 кН (14 900 фунт- сил ) во время своего 87,1-секундного сгорания. Ступень в конечном итоге летала в основном на более мощных вариантах Delta и никогда не летала в конфигурации с тремя ускорителями.
Другим вариантом третьей ступени был Star 37FM. Эта ступень летала четыре раза, и только на трех- и четырехускоренных конфигурациях Delta. Star 37FM вырабатывала 45,8 кН (10 300 фунт- сил ) тяги во время своего 66,4-секундного горения. [4]
Семейство Delta II использовало четырехзначную систему для создания своих технических названий: [30]
Например, Delta 7925H-10L использовала RS-27A, девять ускорителей GEM 46, третью ступень PAM и удлиненный обтекатель диаметром 10 футов (3,0 м). Delta 6320–9.5 — двухступенчатый аппарат с двигателем первой ступени RS-27, тремя ускорителями Castor 4A, обтекателем диаметром 9,5 футов (2,9 м) и без третьей ступени.
на околоземной орбите
Внепланетный
Последним запуском Delta II был спутник ICESat-2 в сентябре 2018 года. [31] [35] [36]
В 2008 году ULA указала, что у нее есть «около полудюжины» нераспроданных ракет Delta II на складе, [37] но генеральный директор ULA Тори Бруно заявил в октябре 2017 года, что в инвентаре ULA не осталось ни одной полной, незабронированной ракеты Delta II; и хотя есть оставшиеся части Delta II, их недостаточно для строительства еще одной ракеты-носителя. [38] Последняя ракета Delta II, сделанная из этих оставшихся частей вместе с некоторыми смоделированными частями, находится в ракетном саду Космического центра Кеннеди . [39]
Единственный человек, когда-либо пострадавший от космического мусора, был ранен куском ракеты Delta II. Лотти Уильямс занималась спортом в парке в Талсе 22 января 1997 года, когда ей в плечо попал 15-сантиметровый (6-дюймовый) кусок почерневшего металлического материала. Космическое командование США подтвердило, что использованная ракета Delta II с запуска в апреле 1996 года в рамках космического эксперимента Midcourse врезалась в атмосферу 30 минутами ранее. Объект ударил ее по плечу и безвредно упал на землю. Уильямс забрала предмет, и позже тесты НАСА показали, что фрагмент соответствовал материалам ракеты, и Николас Джонсон, главный научный сотрудник агентства по орбитальному мусору, считает, что ее действительно ударил кусок ракеты. [40] [41]
Ракеты Delta были вовлечены в многочисленные события фрагментации, поскольку они обычно оставались на орбите с достаточным количеством топлива для взрыва. Большое количество нынешнего «космического мусора» — это обломки ракет Delta. [42]
Медиа, связанные с Delta II на Wikimedia Commons