Delta (familia de cohetes)


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Delta es una familia estadounidense versátil de sistemas de lanzamiento desechables que ha proporcionado capacidad de lanzamiento espacial en los Estados Unidos desde 1960. Se han lanzado más de 300 cohetes Delta con una tasa de éxito del 95%. Solo el cohete Delta IV Heavy permanece en uso a partir de noviembre de 2020. Los cohetes Delta son fabricados y lanzados actualmente por United Launch Alliance .

Orígenes

Thor (familia de cohetes)

Cohete Delta en exhibición en el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Maryland.

Los cohetes Delta originales utilizaron una versión modificada del PGM-17 Thor , el primer misil balístico desplegado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF), como su primera etapa . El Thor había sido diseñado a mediados de la década de 1950 para llegar a Moscú desde bases en Gran Bretaña o naciones aliadas similares, y el primer lanzamiento de Thor completamente exitoso se produjo en septiembre de 1957. Pronto siguieron vuelos posteriores de satélites y sondas espaciales , utilizando una primera etapa de Thor con varias etapas superiores diferentes. La cuarta etapa superior utilizada en el Thor fue el "Delta" de Thor, siendo delta la cuarta letra del alfabeto griego. Finalmente, todo el vehículo de lanzamiento Thor-Delta pasó a llamarse simplemente "Delta". [1][2]

La NASA pretendía que Delta fuera "un vehículo provisional de propósito general" para ser "utilizado para satélites de comunicación , meteorológicos y científicos y sondas lunares durante 1960 y 1961". El plan era reemplazar Delta con otros diseños de cohetes cuando entraran en línea. Desde este punto en adelante, la familia de vehículos de lanzamiento se dividió en variantes civiles voladas desde Cabo Cañaveral que llevaban el nombre de Delta y variantes militares voladas desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg.(VAFB) que usó el nombre más belicoso de Thor. El diseño de Delta enfatizó la confiabilidad en lugar del rendimiento al reemplazar componentes que habían causado problemas en vuelos anteriores de Thor; en particular, el paquete de guía inercial propenso a problemas fabricado por AC Spark Plug fue reemplazado por un sistema de guía terrestre por radio, que se montó en la segunda etapa en lugar de la primera. La NASA hizo el contrato original de Delta con Douglas Aircraft Company en abril de 1959 para 12 vehículos de este diseño: [ cita requerida ]

  • Etapa 1: Thor IRBM modificado con un motor Block I MB-3 que produce 683 kN (154,000 lb f ) de empuje (turbobomba LOX / RP1, motor montado en cardán, dos verniers para control de balanceo).
  • Etapa 2: Capaz modificada . Presión alimenta UDMH / ácido nítrico accionado Aerojet AJ-10-118 motor de la producción de 34 kN (7.600 lb f ). Este motor confiable costó 4 millones de dólares para construir y todavía está volando en forma modificada hoy. Sistema de control de actitud del chorro de gas .
  • Etapa 3: Altair . Un giro estabilizado (a través de un plato giratorio en la parte superior del Able) a 100 rpm por dos motores de cohetes sólidos antes de la separación. Un motor cohete sólido ABL X-248 proporcionó 12 kN (2700 lb f ) de empuje durante 28 segundos. El escenario pesaba 230 kg (510 lb) y estaba construido en gran parte con fibra de vidrio enrollada.

Estos vehículos podrían colocar 290 kg (640 lb) en un LEO de 240 a 370 km (150 a 230 mi) o 45 kg (99 lb) en GTO . Once de los doce vuelos iniciales de Delta fueron exitosos y hasta 1968, no ocurrieron fallas en los primeros dos minutos de lanzamiento. El alto grado de éxito logrado por Delta contrastaba con el interminable desfile de fracasos que persiguió a los lanzamientos de West Coast Thor. El costo total de desarrollo y lanzamiento del proyecto fue de US $ 43 millones, US $ 3 millones por encima del presupuesto. Se hizo un pedido de 14 vehículos más antes de 1962. [ cita requerida ]

Vuelos Thor-Delta

[ cita requerida ]

Evolución

Lanzamiento del primer satélite Skynet por el vehículo de lanzamiento Delta M en 1969 desde Cabo Cañaveral .

Delta A

El Delta A usó el motor MB-3 Block II, con 170,000 lbf (760 kN) de empuje versus 152,000 lbf (680 kN) para el Block I. [4] [5]
13. 2 de octubre de 1962 - Explorer 14 (EPE- B)
14. 27 de octubre de 1962 - Explorer 15 (EPE-C)

Delta B

El Delta B presenta la etapa superior AJ10-118D mejorada , una extensión de tanque de propulsor de tres pies, un oxidante de mayor energía y un sistema de guía de estado sólido. Con el Delta B, el programa Delta pasó del estado "interino" al estado "operativo". Delta B podría lanzar 91 kg (200 lb) a GTO. [5]

15. 13 de diciembre de 1962. Relay 1 , segundo satélite de comunicaciones de la NASA, el primer satélite de comunicaciones de la NASA activo.
16. 13 de febrero de 1963. Pad 17B. Syncom 1 ; Cohete sólido Thiokol Corporation Star-13B como motor de apogeo .
20. 26 de julio de 1963. Syncom 2 ; órbita geosincrónica, pero inclinada 33,0 ° debido al rendimiento limitado del cohete Delta.

Delta C

Para Delta C , el Altair de tercera etapa fue reemplazado por Altair 2. El Altair 2 se había desarrollado como el ABL X-258 para el vehículo Scout y era 3 pulgadas (76 mm) más largo, 10% más pesado y con un 65% más total. empuje. OSO 4 es un ejemplo de lanzamiento de Delta C. [ cita requerida ]

Delta D

Delta D , también conocido como Thrust Augmented Delta, era un Delta C con el núcleo Thrust Augmented Thor más tres potenciadores Castor 1 . [ cita requerida ]

25. 19 de agosto de 1964. Syncom 3 , el primer satélite de comunicaciones geoestacionario .
30. 6 de abril de 1965. Intelsat I

Delta E

Primera Delta E : 6 de noviembre de 1965; lanzó GEOS 1 [ cita requerida ]

Delta F

Este vehículo de lanzamiento no fue construido. [6]

Delta G

El Delta G era un Delta E sin la tercera etapa. El vehículo de dos etapas se utilizó para dos lanzamientos: Biosatélite 1 el 14 de diciembre de 1966 y Biosatélite 2 el 7 de septiembre de 1967. [4]

Delta J

El Delta J utilizó un motor Thiokol Star 37D más grande como tercera etapa y se lanzó una vez el 4 de julio de 1968 con el Explorer 38 . [4]

Delta K

Este vehículo de lanzamiento no fue construido. [6]

Delta L

El Delta L introdujo la primera etapa Extended Long Tank con un diámetro uniforme de 2,4 m (7 pies 10 pulgadas) y utilizó el motor United Technologies FW-4D como tercera etapa. [ cita requerida ]

Delta M

La primera etapa del Delta M consistió en un Long Tank Thor con motor MB-3-3 aumentado con tres propulsores Castor 2 . El Delta E era la segunda etapa, con un motor de patada de tercera etapa / apogeo Star 37D ( Burner 2 ). Hubo 12 lanzamientos exitosos de Delta M desde 1968 hasta 1971. [7]

Delta N

El Delta N combinó una primera etapa Long Tank Thor (motor MB-3-3) aumentada con tres propulsores Castor 2 y una segunda etapa Delta E. Hubo seis lanzamientos exitosos de Delta N desde 1968 hasta 1972. [8]

"Super Six"

El "Super Six" era un Delta M o Delta N con tres propulsores Castor 2 adicionales para un total de seis, que era el máximo que podía acomodarse. Estos fueron designados respectivamente Delta M6 o Delta N6 . El primer y único lanzamiento de la configuración M6 fue el Explorer 43 (IMP-H, investigación magnetosférica) el 13 de marzo de 1971. [9] Tres lanzamientos del N6 entre 1970 y 1971 resultaron en un fallo. [10]

  • 450 kg (990 libras) hasta GTO

Fiabilidad de lanzamiento

Desde 1969 hasta 1978 (inclusive), Thor-Delta fue el lanzador más utilizado de la NASA, con 84 intentos de lanzamiento. ( Scout fue el segundo vehículo más utilizado con 32 lanzamientos). [11] También se lanzaron satélites para otras agencias gubernamentales y gobiernos extranjeros sobre una base reembolsable, totalizando sesenta y tres satélites. De los 84 intentos de lanzamiento hubo siete fallas o fallas parciales, una tasa de éxito del 91.6%. [12]

Sistema de numeración

En 1972, McDonnell Douglas introdujo un sistema de numeración de cuatro dígitos para reemplazar el sistema de nomenclatura de letras. El nuevo sistema podría adaptarse mejor a los diversos cambios y mejoras de los cohetes Delta y evitar el problema de un alfabeto que se agota rápidamente. Los dígitos especifican (1) el tipo de tanque y motor principal, (2) número de propulsores de cohetes sólidos , (3) segunda etapa (las letras en la siguiente tabla se refieren al motor) y (4) tercera etapa: [13]

Este sistema de numeración debía haberse eliminado en favor de un nuevo sistema que se introdujo en 2005. [15] En la práctica, el nuevo sistema nunca se utilizó, ya que todos, excepto el Delta II, se han retirado:

Serie Delta 0100

La serie Delta 0100 fue la primera etapa del Delta numerado inicial, el Long Tank Thor, una versión del misil Thor con tanques propulsores extendidos. Se pueden instalar hasta nueve propulsores de cohetes sólidos (SRB) con correa . Con tres SRB, la Delta fue designada como una serie 300, mientras que la variante de nueve SRB fue designada como la serie 900. También se introdujo una nueva y mejorada segunda etapa Delta F que utiliza el motor Aerojet AJ 10-118F de mayor empuje . El primer lanzamiento de la serie 900 fue el cuarto Delta 0100. [ cita requerida ] El 23 de julio de 1972, Thor-Delta 904 lanzó Landsat 1 . [dieciséis]También se utilizó una versión construida con licencia del escenario Long Tank Thor con el motor MB-3 para el vehículo de lanzamiento japonés NI .

Serie Delta 1000

La serie Delta 1000 recibió el apodo de Straight-Eight y combinó una primera etapa de tanque largo extendido con un carenado de carga útil de 8 pies de diámetro (2,4 m), hasta nueve SRB Castor 2 y la nueva segunda etapa McDonnell Douglas Delta P con TRW. Motor TR-201 . La capacidad de carga útil aumentó a 1.835 kg (4.045 lb) en LEO o 635 kg (1.400 lb) en GTO. [ cita requerida ] El primer Thor-Delta exitoso de la serie 1000 lanzó Explorer 47 el 22 de septiembre de 1972. [16] La etapa de Thor de tanque largo extendido también se usó en los japoneses N-II y HI Lanzamiento de vehículos.

Delta serie 2000

El Delta 2000 introdujo el nuevo motor principal Rocketdyne RS-27 en una primera etapa de tanque largo extendido con el mismo diámetro constante de 8 pies. Un Delta 2310 fue el vehículo para el primer lanzamiento de tres satélites de NOAA-4 , Intasat y AMSAT-OSCAR 7 el 15 de noviembre de 1974. [ cita requerida ] Los impulsores Delta 2910 se utilizaron para lanzar tanto Landsat 2 en 1975 como Landsat 3 en 1978. El 7 de abril de 1978, un Delta 2914 lanzó " Yuri 1 ", el primer satélite japonés de radiodifusión de EEB . [17]

Serie Delta 3000

El Delta 3000 combinó la misma primera etapa que las series 1000 y 2000 con propulsores sólidos Castor 4 mejorados y fue la última serie Delta en utilizar la segunda etapa McDonnell Douglas Delta P con motor TRW TR-201 . Delta 3000 introdujo el motor de retroceso de combustible sólido PAM ( Payload Assist Module ) / Star 48B , que luego se utilizó como tercera etapa Delta II. [ cita requerida ] El modelo Delta 3914 fue aprobado para el lanzamiento de cargas útiles del gobierno de Estados Unidos en mayo de 1976 [16] y fue lanzado 13 veces entre 1975-1987.

Serie Delta 4000

Las series Delta 4000 y 5000 se desarrollaron a raíz del desastre del Challenger y consistían en una combinación de componentes de la era 3000 y la era Delta II. La primera etapa tenía el motor principal MB-3 y el tanque largo extendido de la serie 3000 y motores Castor 4A mejorados montados . También se incluyó la nueva segunda etapa Delta K. Un total de tres se lanzaron en 1989 y 1990, con dos cargas útiles operativas. [ cita requerida ]

Delta serie 5000

La serie Delta 5000 presentó motores Castor 4A mejorados en una primera etapa de tanque largo extendido con el nuevo motor principal RS-27 y solo lanzó una misión. [ cita requerida ]

Delta II (serie 6000 y serie 7000)

La serie Delta II se desarrolló después del accidente del Challenger de 1986 y constaba de la serie Delta 6000 y la serie 7000, con dos variantes (Lite y Heavy) de la última.

La serie Delta 6000 introdujo la primera etapa del tanque largo extra extendido, que era 12 pies más largo, y los impulsores Castor 4A . Seis SRB se encendieron en el despegue y tres se encendieron en el aire. [ cita requerida ]

La serie Delta 7000 introdujo el motor principal RS-27A , que se modificó para la eficiencia a gran altitud a un costo para el rendimiento a baja altitud, y los propulsores sólidos GEM-40 más ligeros y potentes de Hércules . El Delta II Med-Lite era una serie 7000 sin tercera etapa y con menos correas (a menudo tres, a veces cuatro) que se usaba generalmente para pequeñas misiones de la NASA. El Delta II Heavy era un Delta II 792X con los impulsores GEM-46 agrandados de Delta III . [ cita requerida ]

Delta III (serie 8000)

La serie Delta III 8000 fue un programa desarrollado por McDonnell Douglas / Boeing para seguir el ritmo de las crecientes masas de satélites:

  • Las dos etapas superiores, con combustibles de bajo rendimiento, fueron reemplazadas por una única etapa criogénica, mejorando el rendimiento y reduciendo los costos recurrentes y la mano de obra de la almohadilla. El motor era un solo Pratt & Whitney RL10 , de la etapa superior Centaur . El tanque de combustible de hidrógeno, de 4 metros de diámetro con aislamiento naranja, está expuesto; el tanque de oxígeno más estrecho y el motor están cubiertos hasta la etapa de encendido. Tanque de combustible contratado por Mitsubishi y producido utilizando tecnologías del lanzador japonés H-II .
  • Para mantener la pila corta y resistente a los vientos cruzados, el tanque de queroseno de la primera etapa se ensanchó y acortó, haciendo coincidir los diámetros de la etapa superior y del carenado.
  • Se adjuntaron nueve reforzadores sólidos GEM-46 agrandados . Tres tienen boquillas de vectorización de empuje .

De los tres vuelos de Delta III, los dos primeros fueron fallas y el tercero llevó solo una carga útil ficticia (inerte) .

Delta IV (serie 9000)

Como parte del programa de vehículos de lanzamiento fungibles evolucionados (EELV) de la Fuerza Aérea , McDonnell Douglas / Boeing propuso Delta IV . Como implica el programa, muchos componentes y tecnologías se tomaron prestados de lanzadores existentes. Tanto Boeing como Lockheed Martin fueron contratados para producir sus diseños EELV. Los Delta IV se producen en una nueva instalación en Decatur, Alabama .

  • La primera etapa cambió a combustible de hidrógeno líquido . Tecnologías de tanques derivadas de la etapa superior Delta III , pero ampliadas a 5 metros.
  • El motor de queroseno fue reemplazado por Rocketdyne RS-68 , el primer motor de cohete grande de combustible líquido diseñado en los Estados Unidos desde el motor principal del transbordador espacial (SSME) en los años 70. Diseñado para bajo costo; tiene una presión de cámara y una eficiencia más bajas que la SSME, y una boquilla mucho más simple. La cámara de empuje y la boquilla superior es un diseño de pared de canal, iniciado por los motores soviéticos. La boquilla inferior se enfría ablativamente.
  • La segunda etapa y carenado tomado del Delta III en modelos más pequeños ( Delta IV Medium ); ensanchado a 5 metros en modelos Medium + y Heavy .
  • Los modelos Medium + tienen dos o cuatro reforzadores sólidos GEM 60 de 60 pulgadas de diámetro.
  • Se revisaron las tuberías y los circuitos eléctricos eliminan la necesidad de una torre de lanzamiento.

La primera etapa se conoce como Common Booster Core (CBC); un Delta IV Heavy agrega dos CBC adicionales como impulsores.

Delta IV pesado

El Delta IV Heavy (Delta 9250H) utiliza dos CBC adicionales como impulsores. Estos son propulsores con correa que se separan antes en el vuelo que el CBC central.
El vuelo de demostración inicial el 21 de diciembre de 2004 fue un fracaso parcial, debido al corte prematuro de CBC. [18] [19] El DemoSat alcanzó una órbita incorrecta y los satélites 3 Corner Satellite entraron en órbita a una altura de sólo 105 km, lo que provocó una rápida desintegración .
La causa del problema fue una señal del sensor de agotamiento de LOX de primera etapa prematura que resultó cuando ocurrió la cavitación de LOX en la línea de alimentación de LOX. El diseño de la línea de alimentación / sensor de LOX se modificó y el problema no volvió a ocurrir en las siguientes misiones Delta IV Heavy. [20]

  • Cuenta con un carenado de carga útil compuesta estirado de 5 metros. [21]
  • Un aluminio trisector (3 partes) carenado derivado de la Titan IV carenado también está disponible. [22] Esto se utilizó por primera vez en el vuelo DSP-23 .
  • Primer lanzamiento exitoso desde el SLC-37 en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS) el 11 de noviembre de 2007. [18] [19]
  • Primer lanzamiento exitoso desde Vandenberg Air Force Base (VAFB), SLC-6 el 20 de enero de 2011.
  • El 29 de junio de 2012, el primer Delta IV que utilizó los motores RS-68A mejorados se lanzó desde el SLC-37 en la configuración Heavy, llevando la misión NROL-15 ( Oficina Nacional de Reconocimiento ). La nueva variante mejorada produjo un total de 2.106 millones de libras de empuje en el despegue. [23]
  • En diciembre de 2014, el Delta IV Heavy se utilizó para lanzar un vuelo de prueba sin tripulación del vehículo de tripulación multipropósito Orion de la NASA , designado Exploration Flight Test-1 (EFT-1).
  • Se utilizó un Delta IV Heavy para lanzar la misión Parker Solar Probe el 12 de agosto de 2018. [24] Este lanzamiento del Delta IV Heavy implementó la tercera etapa Star 48BV (Delta 9255H), el primer uso de una tercera etapa en un Delta IV.

Ver también

  • Comparación de familias de lanzadores orbitales
  • Comparación de sistemas de lanzamiento orbital
  • Lista de lanzamientos de Thor y Delta
  • Herramienta de visualización HoloVID
  • Basura espacial
  • Proyecto Echo

Referencias

  1. ^ "Orígenes de los nombres de la NASA - Capítulo 1: vehículos de lanzamiento" . NASA. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2004. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  2. ^ Helen T. Wells; Susan H. Whiteley; Carrie E. Karegeannes. Origen de los nombres de la NASA . Oficina de Información Técnica y Científica de la NASA. págs. 14-15. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  3. ^ "Explorador 12" . NASA. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  4. ^ a b c Kruse, Richard. "Descripción general de Thor y Delta Rockets" . Nave espacial histórica . Consultado el 8 de marzo de 2020 .
  5. ^ a b Kyle, Ed. "Thor-Agena A y B: Lanzador de Photospy" . Informe de lanzamiento espacial . Consultado el 8 de marzo de 2020 .
  6. ↑ a b Jos Heyman (8 de enero de 2008). "Delta más allá de 1974 (incl. Delta II)" . Directorio de cohetes y misiles militares de EE. UU . Consultado el 8 de junio de 2012 .
  7. ^ "Delta M" . Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 18 de junio de 2012.
  8. ^ "Delta N" . Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2008.
  9. ^ "Delta M6" . Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 19 de junio de 2012.
  10. ^ "Delta N6" . Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 18 de junio de 2012.
  11. ^ "Libro de datos históricos de la NASA, Vol. III" . NASA. Archivado desde el original el 2 de noviembre de 2004. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  12. ^ "Listado de vehículos Thor-Delta" . NASA. Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2004. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  13. ^ Forsyth, Kevin S. "Descripción del vehículo: designador de cuatro dígitos" . Historia del vehículo de lanzamiento Delta . Consultado el 7 de mayo de 2008 .
  14. ^ "Delta P" . Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 17 de junio de 2012.
  15. ^ Wade, Mark. "Delta" . Enciclopedia Astronautica . Archivado desde el original el 29 de marzo de 2008 . Consultado el 7 de mayo de 2008 .
  16. ^ a b c "Cronología del desarrollo y las operaciones de Thor-Delta" . NASA. Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2004. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  17. ^ "Cronología Delta" . Enciclopedia Astronautica . Archivado desde el original el 24 de julio de 2008.
  18. ↑ a b Justin Ray (22 de diciembre de 2004). "Los golpes de Delta 4-Heavy se enganchan en el vuelo de prueba" . Vuelo espacial ahora . Consultado el 12 de diciembre de 2010 .
  19. ↑ a b Justin Ray (22 de diciembre de 2004). "La Fuerza Aérea dice que se obtuvieron muchas cosas buenas de la prueba Delta IV" . Vuelo espacial ahora . Consultado el 12 de diciembre de 2010 .
  20. ^ Ed Kyle (24 de enero de 2012). "Hoja de datos de Delta IV" . Informe de lanzamiento espacial . Consultado el 6 de junio de 2012 .
  21. ^ "Delta Launch 310 - Delta IV Heavy Demo Media Kit - Opciones de crecimiento de Delta" (PDF) . Boeing. Archivado desde el original (PDF) el 24 de mayo de 2011.
  22. ^ US Air Force - EELV Fact Sheets Archivadas el 27 de abril de 2014 en Wayback Machine. Dominio publico Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  23. ^ "Hoja de datos de Delta IV" . Informe de lanzamiento espacial. 22 de agosto de 2019 . Consultado el 8 de mayo de 2020 .
  24. ^ https://spaceflightnow.com/2018/08/12/nasa-launches-parker-solar-probe-on-historic-mission/
  • Forsyth, Kevin S. (2002) Delta: The Ultimate Thor, En Roger Launius y Dennis Jenkins (Eds.), To Reach The High Frontier: A History of US Launch Vehicles , Lexington: University Press of Kentucky, ISBN 0-8131- 2245-7 

enlaces externos

  • Historia del vehículo de lanzamiento Delta
  • Registro de lanzamiento de Delta
  • La enciclopedia de satélites - Thor Delta
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