Delta IV

Vu Wikipedia
Op d'Navigatioun wiesselen Op d'Siche wiesselen
Eng Delta IV Heavy beim Start - déi gréisst Versioun vun alle Delta-IV-Versiounen

D'Rakéitefamill Delta IV stellt déi modernst Versiounen vun zanter 1960 startenden Delta-Rakéiten duer. Delta IV entstoung am Kader vum EELV-Programm (Evolved Expendable Launch Vehicles) vun den USAF zu der Entwécklung vu modulare Rakéitentypen, déi souwuel déi liicht Delta II, déi mëttelschwéier Atlas II an d'Atlas III wéi och déi schwéier Titan IV ersetze sollten. D'Delta-IV-Famill gouf vu Boeing entwéckelt a steet elo an direkter Konkurrenz zu där och am Kader vum EELV-Programm stoender Atlas-V-Rakéitefamill vu Lockheed Martin.

Am Géigesaz zu Delta II an III, déi allebéid op der Delta I als éischt Stuf opbauten (och wann déi stänneg weider modifizéiert gouf), gouf fir d'Delta IV eng komplett nei éischt Stuf entworf, déi vun engem och neientwéckelten Rakéitendreifwierk RS-68 vu Rocketdyne ugedriwwe gëtt. Déi éischt Stuf krut de Numm Common Booster Core (CBC) a bilt d'Grondlag fir all Versioune vun der Delta IV. Ofhängeg vun der CBCs-Zuel kann tëscht de Versiounen Delta IV Medium an Delta IV Heavy ënnerscheet ginn.

Am Ament gi vu Boeing fënnef verschidde Versiounen vun der Delta-IV-Rei ugebueden, véier dovun sinn an der Medium-Klass an eng ass d'Heavy-Variant. Den éischte Start vun enger Medium-Variant war den 20. November 2002 an den éischte Start vun der Heavy-Versioun war den 21. Dezember 2004.

Technik[änneren | Quelltext änneren]

D'Delta IV ass eng zweestufeg Rakéit, bei där béid Stufe mat der héichenergetescher Dreifstoffmëschung aus flëssegem Sauerstoff a flëssegem Waasserstoff (LOX/LH2) bedriwwe ginn. Si ass momentan och déi eenzeg Rakéit weltwäit, déi mat engem LOX/LH2-Haaptdreifwierk an der éischter Stuf ouni d'Hëllef vu Feststoffboosteren vun der Äerd ofhiewe kann (vgl. dozou am Géigesaz déi europäesch Ariane 5 an déi japanesch H-II). Berechnungen erginn souguer, datt déi éischt Stuf vun der Delta IV theoretesch ouni d'Hëllef vun der zweeter Stuf eng kleng Notzlaschtt an eng Äerdëmlafbunn transportéiert a soumat als en eestufegen Dréier dénge kënnt. Dat huet an der Praxis awer keng Bedeitung, well et onwirtschaftlech ass.

Haaptstuf[änneren | Quelltext änneren]

RS-68-Dreifwierk um Teststand

Déi éischt Stuf vun der Rakéit, der Common Booster Core (CBC), gouf, am Géigesaz zu alle fréieren Delta-Versiounen, komplett nei entwéckelt. Si bilt d'Grondlag fir all Delta-IV-Versiounen, woubäi déi schwéier Heavy-Variant gläich dräi CBCs notzt (méi dozou am Delta-IV-Heavy-Artikel). Den CBC ass 40,9 m héich mat engem Duerchmiesser vu 4,88 m an huet onbetankt e Gewiicht vun zirka 24,5 Tonnen. D'Stuf huet ënnen en Tank fir flëssege Waasserstoff, an uewen en Tank fir flëssege Sauerstoff a gëtt vun engem RS-68-Dreifwierk ugedriwwen.

Dat an der éischter Stuf vun der Delta-IV-Rakéit agesate RS-68-Dreifwierk gouf vun der US-Firma Rocketdyne entwéckelt. RS-68 entstoung mam Zil, d'Dreifwierk géigeniwwer dem Space-Shuttle-Haaptdreifwierk SSME erhiewlech ze vereinfachen, fir et méi gënschteg ze fabrizéieren. Dofir gouf op d'Effizienz vum Dreifwierk verzicht. Sou goufen z. B. méi gënschteg Fabrikatiounsmethoden benotzt, an et gouf enge ablativ Killung (Kuckt och: ablativt Hëtzeschëld) vun der Schubdüs benotzt. Duerch dës Handlungen ass d'Mass vum Dreifwierk geklommen, d'Fabrikatiounskäschten sinn awer drastesch gefall. D'Dreifwierk huet eng Mass vun 6696 kg, an huet beim Start e spezifeschen Impuls vun 3580 Ns/kg resp. 365 s (am Vakuum 4022 Ns/kg resp. 410 s) an entwéckelt beim Ofhiewen e Schub vun 2891 kN (am Vakuum 3312 kN), woumat et dat stäerkst LOX/LH2-Dreifwierk weltwäit ass. D'Leeschtung vum Dreifwierk ka vu minimal 60 % bis maximal 102 % vum Nominalschub geregelt ginn. En RS-68 kascht zirka 14 Milliounen US-Dollar.[1] Beim Dreifwierk handelt et sech ëm déi éischt Neientwécklung vun engem grousse Rakéitendreifwierkes an den USA zanter dem SSME virun iwwer 20 Joer.

Fir d'Verbesserung vun der Notzlaaschtkapazitéit kann déi éischt Stuf duerch méi GEM-60-Feststoffboostere verstäerkt ginn, déi eng vergréissert Versioun vun de GEM-46-Boostere vun der Delta III duerstellen. D'Boostere mat engem Gehäis aus Verbondwierkstoffer an engem Duerchmiesser vun 1,55 m gi bei Alliant Techsystems gebaut an hunn beweglech Schubdüsen, déi dem RS-68-Haaptdreifwierk bei der Steierung vun der Rakéit hëllefen. Den 29. Juni 2012 war fir d'éischt eng Rakéit mat de schubvergréisserten RS-68A-Dreifwierker an hiren CBCs gestart.

Zweet Stuf vun enger Delta IV (Medium-Variante)

Uewerstuf[änneren | Quelltext änneren]

Déi zweet Stuf vun der Delta IV gouf haaptsächlech aus der Delta III iwwerholl a gëtt vun engem Dreifwierk RL-10B-2 vu Pratt & Whitney ugedriwwen. D'Dreifwierk produzéiert e Schub vun 110 kN, huet e spezifeschen Impuls vu 4532 Ns/kg resp. 462 s an ass eng Variant vum RL-10-Dreifwierk vun der Centaur-Uewerstuf, dat zudeem och eng ausfuerbar Schubdüs huet. Doduerch léisst sech d'Stuf méi liicht an d'Rakéit integréieren, bitt awer trotzdeem no der Stufentrennung an uschléissendem Ausfueren vun der Düs op déi voll Längt eng gréisser Leeschtungsfäegkeet. Déi aus Kuelestofffaser-Verbondwierkstoffer bestoend Schubdüs gëtt bei SEP a Frankräich fabrizéiert. D'Stuf ënnerscheet sech vun der Centaur och duduerch, datt hir Tanken d'Stabilitéit och ouni eng Drockbeopschloung beleeën, wat bei der Centaur net de Fall ass. D'Stuf ass fir all Versiounen vun der Rakéitefamill praktesch identesch an ënnerscheet sech nëmmen am Duerchmiesser an an der Dreifstoffkapazitéit. Sou gëtt et déi kleng Stuf mat duerchgoend 4 m Duerchmiesser, 20.410 kg Dreifstoffzouluedung an ongeféier 850 s total Brennzäit souwéi déi gréisser Stuf, dären Sauerstofftank ëm ronn 0,5 m verlängert ass an dären Waasserstofftank en Duerchmiesser vun 5 m opweist. Dës Variant vun der Stuf kann 27.200 kg Dreifstoff ophuelen an erlabt eng total Brennzäit vun iwwer 1125 s.

Notzlaaschtverkleedungen[änneren | Quelltext änneren]

D'Delta IV Medium an d'Delta IV Medium+ (4,2) benotzen eng Notzlaaschtverkleedung mat 4 Meter Duerchmiesser aus Verbondmaterialien. Si ass 11,75 m héich, vun deenen 6,93 m de vollen baussenzegen Duerchmiesser vun 4 m hunn. Am zylindreschen Deel huet si 3,75 m bannenzegen Duerchmiesser. De reschtlechen Deel vun der Längt hëlt déi kegelfërmeg, uewen ofgerënnte Spëtzt an.

D'Delta IV Medium+ (5,2) an d'Delta IV Medium+ (5,4) benotzen eng Notzlaaschtverkleedung mat 5 Meter Duerchmiesser aus Verbondmaterialien. Si ass 14,34 m héich, vun deenen 8,32 m de vollen baussenzegen Duerchmiesser vun 5 m hunn. Am zylindreschen Deel huet si 4,57 m bannenzegen Duerchmiesser. De reschtlechen Deel vun der Längt hëlt déi liicht no bannen gebéite uewen ofgerënnte Spëtzt an.

Duebelstartfäegkeet[änneren | Quelltext änneren]

D'Delta IV soll vun 2018 un och Starte mat zwou Haaptnotzlaaschten gläichzäiteg maache kënnen.[2]

Infrastruktur[änneren | Quelltext änneren]

Startkomplexe fir d'Delta IV sinn souwuel op der Cape Canaveral AFS wéi och op der Vandenberg AFB disponibel. Zu Cape Canaveral gëtt d'Rakéit an Orbits mat schréi Wénkelen vun 42° bis 110° vun der Ramp LC-37B gestart, déi schonn an de 1960er fir onbemannt Saturn I- a Saturn-IB-Starten gebraucht goufen. Zu Vandenberg hieft d'Rakéit vum Startkomplex SLC-6 of, déi fréier fir Starte vum MOL-Programm opgeriicht gouf a spéider als Startramp fir de Space Shuttle dénge sollt. Vu Vandenberg aus sinn Bunnschréiegten vun 151° bis 210° disponibel. Den Zesummebau an d'Virbereedung vun der Rakéit erfollegen horizontal an enger Montagehall (HIF – Horizontal Integration Facility), virum Start gëtt si mat Hëllef vum FPE (Fixed Pad Erector) op der Startramp vertikal opgeriicht. D'Montage vun de Feststoffboosteren an der Notzlaascht geschitt vertikal op der Startramp. D'Rakéit gëtt an Alabama fabrizéiert a mat dem Schëff Delta Mariner zu der Startplaz transportéiert.

De 25. Juni 2003 gouf bekannt, datt Boeing Abléck a vertraulech Akten vu senge Konkurrenten Lockheed Martin hat an hir Präiskalkulatioun kannt huet. Als Folleg gouf Boeing am Juli 2003 vun 20 scho geuerderte Flich siwen entzunn a Lockheed Martin zougesprach. Och war d'Virrecht entfall, als eenzeg Firma vu Vandenberg aus Satellitten an den Orbit ze bréngen.

Eng Delta IV Medium+ 4,2 op der Startramp 37 zu Cape Canaveral, mam Wiedersatellit GOES-N

Gestrachen Delta-IV-Small-Versiounen[änneren | Quelltext änneren]

Ufanks war och eng Small-Rei geplangt, déi eng CBC-Éischtstuf mam RS-68-Dreifwierk an als zweet Stuf d'Delta K vun der Delta II-Rakéit benotze sollt. Nieft dëser éischter Versioun sollt et och nach eng zweet Small-Versioun mat enger zousätzlecher Star-48B-Drëttstuf ginn. Dës sollt no de Pläng 2200 kg an d'Geostationär Transferbunn oder 1860 kg op Fluchtvitess brénge kënnen. Béid Versiounen goufen awer gestrach.

Delta IV Medium[änneren | Quelltext änneren]

Eng Delta IV vun der Medium-Rei besteet aus enger CBC-Éischtstuf mam RS-68-Dreifwierk an der zweeter Stuf mam RL-10B2-Dreifwierk. Dobäi ginn an Ofhängegkeet vun der ze transportéierender Notzlaascht verschidden Notzlaaschtverkleedungen gebraucht. Ausserdeem kënnen fir d'Vergréisserung vun der Notzlaaschtkapazitéit kleng Feststoffboosteren (GEM-60) un d'éischt Stuf vun der Rakéit ugemaach ginn. Duerch d'Variatiounen vun de Notzlaaschtverkleedungen an der Zuel vun de Feststoffboosteren entstinn am Ganzen véier verschidde Medium-Versiounen, mat dären Hëllef Notzlaaschten ënnerschiddlecher Mass an Duerchmiesser flexibel gestart kënne ginn.

Déi eenzel Versiounen vun der Medium-Rei sinn:

  • Notzlaaschtverkleedung enger Delta IV Medium+ (4,2)
    Delta IV Medium – huet eng Notzlaaschtverkleedung vun 4 m Duerchmiesser a keng Feststoffboosteren. D'Notzlaaschtkapazitéit läit bei 8120 kg fir eng niddreg Ëmlafbunn a bei 4210 kg fir e Geotransfer-Orbit. Den éischte Start war den 11. Mäerz 2003.
  • Delta IV Medium+ (4,2) – ënnerscheet sech vun der Medium-Grondversioun nëmmen duerch zwou zousätzlech GEM-60-Booster, woumat d'Notzlaaschtkapazitéit fir e niddregen Orbit op 10.430 kg klëmmt a fir e Geotransfer-Orbit op 5845 kg. Den éischte Start vun dëser Versioun war den 20. November 2002 a war zugläich den éischte Start vun enger Delta IV iwwerhapt.
  • Delta IV Medium+ (5,2) – ënnerscheet sech vun der Delta Medium+ (4,2) duerch eng Notzlaaschtverkleedung vun 5 m Duerchmiesser an eng eppes méi héich Dreifstoffkapazitéit vun der zweeter Stuf. Wéinst der méi schwéierer Notzlaaschtverkleedung fällt d'Notzlaaschtkapazitéit am Verglach zu der Medium+ (4,2) op 7980 kg fir e niddregen Orbit an 4640 kg fir e Geotransfer-Orbit. Den éischte Start war den 3. Abrëll 2012.
  • Delta IV Medium+ (5,4) – ass déi stäerkste Versioun vun der Medium-Rei an ënnerscheet sech vun der Medium+ (5,2) duerch zwee weider GEM-60-Booster, woumat d'Zuel vun de Boosteren op véier klëmmt. D'Notzlaaschtkapazitéit läit bei 11.425 kg fir eng niddreg Ëmlafbunn a bei 6565 kg fir en Geotransfer-Orbit. Dës Versioun gouf fir d'éischt de 5. Dezember 2009 mam militäreschen Kommunikatiounssatellit WGS-3 gestart.

Delta IV Heavy[änneren | Quelltext änneren]

Fir schwéier Spionagesatellitten ze starten an dobäi déi deier Titan-IV-Rakéit z'ersetzen, sollt eng Schwéiertransportvariant vun der Delta IV, bekannt ënner der Bezeechnung Delta IV Heavy, entwéckelt ginn. Si sollt relativ gënschteg hirzestellen an ze bedreiwe sinn souwéi eng héich Zouverlässegkeet opweisen, fir déi bis zu 1 Milliarden Dollar deiere Militärsatellit starten ze kënnen.

Delta IV Heavy bei der Dreifwierkszündung (Vandenberg AFB, 2011)

Technik[änneren | Quelltext änneren]

Eng Delta IV Heavy gëtt opgestallt

D'Delta IV Heavy besteet aus dräi CBCs, woubäi een CBC d'Zentralstuf bilt an déi aner zwou riets a lénks dovun festgemaach sinn. Déi zweet Stuf gëtt vun engem RL-10B2-Dreifwierk ugedriwwen an dréit eng Notzlaaschtverkleedung mat 5 m Duerchmiesser. Beim Start ginn allen dräi CBCs gläichzäiteg gezünnt, woubäi d'Rakéit ganz lues opklëmmt an zirka 10 Sekonne braucht, fir de Starttuerm ze passéieren. No kuerzer Zäit gëtt d'RS-68-Dreifwierk vun der Zentralstuf op 60 % vum Schub reduzéiert, wougéint d'Dreifwierker vun de béiden zousätzlechen CBCs mat 102 % vum Schub weiderschaffen. Domat gëtt erreecht, datt den Dreifstoff vun den zousätzlechen CBCs méi séier zu Enn geet, sou datt si no zirka 4 Minutte Fluch eidel sinn an ofgeworf kënne ginn. Dono gëtt d'Notzlaascht vun der Zentralstuf nees acceleréiert, bis och si komplett ausgebrannt ass. Uschléissend iwwerhëlt déi zweet Stuf d'Acceleratioun, fir d'Notzlaascht op d'Zilëmlafbunn ze bréngen.

D'Delta IV Heavy ass 71 m héich an huet e Gewiicht beim Start vun 717 t. Hir dräi gebëndelt CBCs entwéckele en totale Schub vun 8847 kN. D'Notzlaaschtkapazitéit gëtt mat 23.000 kg fir eng niddreg Ëmlafbunn a mat 13.130 kg fir e Geotransfer-Orbit uginn. Mat de schubgesteigerten RS-68A-Dreifwierker klëmmt d'Notzlaaschtkapazitéit an den GTO weider op 14.560 kg.[3] D'Delta IV Heavy mam alen RS-68 bréngt ongeféier 10.000 kg op eng Moundtransferbunn an zirka 8000 kg op eng Marstransferbunn. Domat ass Delta IV Heavy mat de neien RS-68A-Dreifwierker déi am Ament zweetstäerksten US-Rakéit, wou am Asaz steet (d'Moundrakéit Saturn V war vill méi schwéier a méi staark, gëtt awer net méi fabrizéiert) an iwwertrëfft an hire Leeschtungsdaten souwuel déi neiste Europa-Rakéit Ariane 5 ECA wéi och de russeschen Schwéierlaaschtdréier Proton-M. Déi an Erprouwung gesate Falcon Heavy bitt dogéint mat 26.700 kg eng méi héich GTO-Notzlaaschtkapazitéit wéi d'Delta IV Heavy mat RS-68,[4] genee wéi déi zukünfteg Angara-A5 mat 24.500 kg.

Notzlaaschtverkleedungen[änneren | Quelltext änneren]

D'Verbondnotzlaadchtverkleedung ass knapps 19,1 m héich, vun deenen 13,07 m de volle bausenzegen Duerchmiesser vun 5 m huet. Am zylindreschen Deel huet si 4,57 m bannenzegen Duerchmiesser. De reschtlechen Deel vun der Längt hëlt déi liicht no banne gebéite uewen ofgerënnte Spëtzt an.

D'Metallnotzlaaschtverkleedung ass 19,81 m héich, vun deenen 13,76 m de vollen baussenzegen Duerchmiesser vum 5 m huet. Am zylindreschen Deel huet si 4,57 m bannenzegen Duerchmiesser. De reschtlechen Deel vun der Längt hëlt d'Spëtzt a Form vun engem uewen ofgerënnten Duebelkegel an. Dës Notzlaaschtverkleedung huet sech entzweet, wann si ofgeworf ginn ass.

Duebelstartfäegkeet[änneren | Quelltext änneren]

Wéi schonn uewe beschriwwen soll d'Delta IV vun 2018 un och Starte mat zwou Haaptnotzlaaschten gläichzäiteg maache kënnen.[2]

Éischte Fluch[änneren | Quelltext änneren]

Den éischte Start vun der Delta IV Heavy war den 21. Dezember 2004, 21:50 UTC zu Cape Canaveral, woubäi sech nëmmen eng 6 Tonnen schwéier Satellittenattrapp souwéi zwou vu Studenten gebaute "Testsatellitten" vu jee 15 kg u Bord waren. Well Boeing fir den éischte Start keen zuelende Ckient fanne konnt, hat d'USAF den éischten Teststart vun der Rakéit fir eng Zomm, déi ongeféier tëscht 140 an 170 Milliounen Dollar louch, kaf. De Start war awer net wéi geplangt verlaf: Souwuel déi béid Boosteren wéi och d'Zentralstuf haten hir Dreifwierker eppes ze fréi ofgeschalt, sou datt d'Notzlaascht an enger ze niddreger Ëmlafbunn ausgesat gouf. Als Grond gouf nodréiglech d'Bildung vu Blosen duerch Kavitatioun am Sauerstofftank identifizéiert, wouduerch d'Dreifstoffsensoren virzäiteg gemellt haten, datt d'Tanken eidel wären. Trotzdeem hat Boeing den éischte Start als Erfolleg ugesinn, well alle Phasen vum Fluch erfolgräich getest goufen.

Weiderentwécklung[änneren | Quelltext änneren]

Delta-IV-Famill mat enger hypothetescher zukünfteger Heavy-Variant mat siewe Common Booster Cores

Well de Satellittestartmaart sech eng zäitlaang lues entwéckelt hat, goufen déi ze startenden kommerzielle Notzlaaschten vun den schonns existéierende Delta-IV-Medium- an -Heavy-Varianten gedeckt. Besonnesch ass d'Delta IV Heavy sou staark an esou deier, datt fir si keng kommerziell Notzlaaschten um Maart méi ze fanne sinn, sou datt si nëmmen zum Starten vu schwéiere Spionagesatellitten genotzt ka ginn. Mëttlerweile bitt Boeing d'Delta IV net op dem kommerzielle Maart un, mä konzentréiert sech op déi lukrativ Regierungsopträg. Am Joer 2005 hu sech Boeing an Lockheed Martin zu der kollektiver Entreprise United Launch Alliance (ULA) zesummegeschloss. ULA ass haaptsächlech fir Startopträg vun der US-Regierung aktiv. Bis zu der Zertifizéierung vun der Falcon 9 war ULA an dësem Beräich praktesch Monopolist, well all Ausschreiwungen vun der US-Regierung fir Satellittentransport d'Bedéngung haten, datt déit liewerend Entreprise an den USA sëtze muss. Aner Ubidder an den USA hate keng Rakéiten, déi sou grouss Notzlaaschten transportéiere kënnen. Als Folleg hunn sech d'Startpräisser fir déi nächst Bestellung bal verduebelt, an d'Käschten fir den EELV-Programm sinn ëm 14,44 Milliarden US-Dollar geklomm.

Ausbléck[änneren | Quelltext änneren]

D'Delta IV soll 2019 hire leschte Fluch maachen, während d'Delta IV Heavy nach fir weider Joere gebaut gëtt.[5] Béid sollen vun der neier Vulcan ofgeléist ginn.

Kuckt och[änneren | Quelltext änneren]

Saturn 01.svg Portal Astronomie

Um Spaweck[änneren | Quelltext änneren]

Commons: Delta IV – Biller, Videoen oder Audiodateien

Referenzen[Quelltext änneren]

  1. Space.com: NASA Eyes Alternative to Shuttle Main Engine for Heavylift
  2. 2,0 2,1 Thomas Weyrauch: ULA: Doppelstarts mit Bauteilen von RUAG in raumfahrer.net, Datum: 28. Juni 2013, Gekuckt: 30. Juni 2013
  3. Gunter's Space Page: Delta-4, Gekuckt: 1. Juli 2012
  4. Capabilities & Service, SpaceX, gekuckt de 14. Februar 2018.
  5. Stephen Clark: U.S. Air Force divides new launch contracts between SpaceX, ULA. Spaceflight Now, 20. Mäerz 2018.