Die von McDonnell Douglas entwickelte und heute von Boeing IDS hergestellte Delta-II-Trägerraketenfamilie ist seit 26. November 1990 im Einsatz. Ursprünglich sollte der Space Shuttle alle amerikanischen Wegwerfträgerraketen ersetzen, doch nach der Challenger-Katastrophe wurde die Weiterentwicklung der Delta-Raketen wieder aufgenommen. Die Delta II ersetzte die vorher in aller Eile entwickelten Delta-6XXX-Raketen und hat gegenüber diesen nur eine leicht gesteigerte Nutzlastkapazität. Die Delta II wurde speziell auf die Nutzlastansprüche der GPS-Block-II-Satelliten zugeschnitten. Im alten numerischen Benennungssystem ist die Delta II die Delta 7XXX. Die Delta II wurde seit ihrem Erstflug bisher 120 mal (Juni 2006) verwendet. Außer für GPS-Satelliten wurde sie in den 1990er Jahren auch dazu verwendet, um Nachrichtensatelliten zu starten. Diese sind jedoch heute normalerweise zu schwer für die Delta II, dafür starten nun neben den GPS-Satelliten vor allem Forschungssatelliten und Raumsonden der NASA mit Delta-II-Raketen.
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Die Stufen der Delta II
Delta-Raketen sind Wegwerfraketen, das bedeutet, dass sie nur einmal fliegen. Sie bestehen aus folgenden Komponenten:
- Booster: Die Booster bestehen aus einem sehr leichten Kohlefasergehäuse (daher der Name Graphite-Epoxy Motor abk. GEM) zur Reduktion der Leermasse und sind mit Festtreibstoff aus HTPB (Hydroxiterminiertes Polybutadien), Aluminium, Ammoniumperchlorat und diversen Zusätzen gefüllt. Sie erhöhen den Schub während der anfänglichen zwei Minuten des Fluges. Die Standard Delta II hat neun GEM-40-Booster, die neueren kleineren Versionen jedoch nur drei oder vier dieser Booster. Die Delta II Heavy verwendet hingegen neun der größeren GEM-46-Booster, die von der inzwischen nicht mehr gebauten Delta III übernommen wurden. Die GEM 40 Booster haben 40 Zoll (1,016 m) Durchmesser und die von der Delta II Heavy verwendeten größeren, längeren und schwereren GEM 46 Booster haben 46 Zoll (1,1684 m) Durchmesser.
- 1. Stufe: Eine Thor XLT (Extra Extended Long Tank) mit 8 Fuß (2,44 m) Durchmesser. Sie enthält Kerosin- und Flüssigsauerstofftanks, die das von Rocketdyne gebaute RS-27A-Triebwerk mit Treibstoff versorgen. Die Thor leistet den größten Anteil des Geschwindigkeitsgewinnes während des Aufstiegs.
- 2. Stufe: Sie ist im Verhältnis zur ersten Stufe eigentlich zu klein. Ihre druckgeförderten Treibstoff- und Oxididatortanks versorgen ein wiederzündbares Aerojet-Triebwerk mit hypergolischem Treibstoff. Wenn der Flug in eine erdnahe Umlaufbahn geht, zündet diese Stufe relativ lange, schaltet dann ab und fliegt ohne Antrieb mit dem Satelliten in einer elliptischen Parkbahn fast um die halbe Erde. Dann zündet sie im Apogäum der Parkbahn zum zweiten Mal (kürzer), und bringt sich und den Satelliten in eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn in dieser Höhe. Dann setzt sie den Satelliten aus. Zum Schluss entfernt sie sich von dem Satelliten und zündet nach einem weiteren halben Erdumlauf zum dritten Mal. Diese Zündung entgegen der Flugrichtung dient einerseits dazu, die zweite Stufe in eine elliptische Umlaufbahn mit möglichst niedrigem Perigäum zu bringen, um die Stufe bald darauf verglühen zu lassen, andererseits soll der gesamte Treibstoff verbraucht werden, damit die Stufe nicht durch die Treibstoffreste explodieren kann. Geht der Flug jedoch in eine hohe Erdumlaufbahn oder eine Fluchtbahn zu einem anderen Planeten, zündet die zweite Stufe relativ lange, schaltet dann ab, und fliegt dann ohne Antrieb mit dem Satelliten fast um die halbe Erde. Dann zündet sie zum zweiten Mal (kürzer), bis die für diesen Zeitpunkt geplante Fluggeschwindigkeit erreicht ist. Nun setzt sie die dritte Stufe mit der darauf sitzenden Nutzlast in der genau vorgegebenen räumlichen Ausrichtung aus. Die 2. Stufe enthält das Steuerungssystem der Delta II, eine Trägheitsnavigationsanlage und den Flugkontrollcomputer.
- 3. Stufe: Ist ein optionaler Feststoffraketenmotor von ATK-Thiokol. Er erbringt den größten Teil der Geschwindigkeitsänderung auf, damit die Parkbahn um die Erde verlassen werden kann und die Nutzlast höhere Erdumlaufbahnen oder Fluchtbahnen erreichen kann. Danach wird die 3. Stufe abgetrennt. Die Stufe ist spinstabilisiert und hat keine Steuerungssysteme zur Kurs- oder Lageveränderung. Die Stufe wird wie oben beschrieben von der 2. Stufe vor dem Aussetzen ausgerichtet.
- Nutzlastverkleidung: Sie besteht entweder aus dünnem Metall oder Verbundwerkstoff um die Nutzlast während des Fluges durch die Erdatmosphäre zu schützen.
Die Mitglieder der Delta-II-Raketenfamilie und Bezeichnungssystem
Die einzelnen Mitglieder der Delta-II-Raketenfamilie werden durch einen vierstelligen Zahlencode gekennzeichnet:
- Die erste Ziffer: 7 bezeichnet die 7000 Serie der Delta. Die 7000-Serie hat eine Extra-Extended-Long-Tank-Thor-Erststufe mit einem RS-27A-Triebwerk, mit einer längeren Schubdüse als das RS-27-Triebwerk der Delta 6000er Serie. Die längere Düse sorgt für eine höhere Expansion und einen höheren Schub in großer Höhe. Die GEM-40-Booster sind größer als die Castor-4A- und 4B-Booster der Delta-6000-Serie. Ihre Composite-Hülle ist außerdem leichter als die Stahlhülle der Castor-Booster.
- Die zweite Ziffer: gibt die Anzahl der Booster an. Im Normalfall mit neun Boostern zünden sechs beim Abheben und drei nach einer Minute Flugzeit (wenn die ersten sechs bereits ausgebrannt sind). Bei Versionen mit nur drei oder vier Boostern zünden alle Booster beim Abheben.
- Die dritte Ziffer: eine 2, bezeichnet die 2. Stufe mit einem Aerojet AJ10 Triebwerk. Das Triebwerk ist wiederzündbar.
- Die vierte und letzte Ziffer: Steht für die 3. Stufe. 0 heißt keine dritte Stufe vorhanden, 5 steht für die PAM-D-Stufe (Payload Assist Module) mit einem Star-48-Feststoffmotor und 6 steht für einen Star-37-Feststoffmotor. Der Star-37-Motor ist kleiner und schwächer als der Star-48-Motor und wird nur für den Start besonders leichter Raumsonden verwendet, die wieder aus der Mode gekommen sind.
- H: steht hinter dem vierstelligen Zahlencode, wenn es sich um eine Delta II Heavy handelt. Die Delta II Heavy verwendet anstelle der GEM-40-Booster größere GEM-46-Booster, die ursprünglich für die Delta III entwickelt wurden. Diese erhöhen das Startgewicht enorm, heben jedoch gleichzeitig die Nutzlast nur geringfügig an. Die Delta Heavy ist teurer als eine Standard Delta II und kommt nur dann zum Einsatz, wenn die Nutzlast für die normalen Delta II etwas zu schwer ist, sich aber ein größerer Raketentyp wirtschaftlich noch nicht lohnt. Es gibt Heavyversionen bisher (August 2005) nur mit neun Boostern, die Versionen sind 7925H und 7920H.
Beispiele: Eine Delta 7925 hat die Thor-XLT-Erststufe mit RS-27A-Triebwerk, neun GEM-40-Booster, und der PAM als 3. Stufe. Eine Delta 7320 ist eine kleine Version mit drei Boostern und ohne 3. Stufe.
Drei Nutzlastverkleidungen stehen momentan zur Auswahl. Ursprünglich gab es noch eine kleinere und eine andere sehr große Nutzlastverkleidung.
- Die kleinste mit einem Durchmesser von 8 Fuß (2,44m) hatte den selben Durchmesser wie die Delta und wird nicht mehr verwendet. Mit ihr hatte die Delta II Rakete einen durchgehenden Durchmesser. Für sie wurde -8 an den Namen gehängt.
- Die nächst größere Nutzlastverkleidung hat einen Durchmesser von 9,5 Fuß (2,9m). Sie besteht aus Aluminium. Sie wird am häufigsten verwendet und ist deshalb die Standard-Nutzlastverkleidung. Für sie wird entweder -9.5 an den Namen gehängt oder der Anhang weggelassen.
- Dann gibt es noch drei Nutzlastverkleidungen mit 10 Fuß (3m) Durchmesser. Zwei davon bestehen aus einem Verbundwerkstoff. Je nach Nutzlast gibt es sie als Normal- und Langversion. Für sie wird -10C bei der Kurzversion und -10L bei der Langversion an den Namen gehängt. Anstatt den beiden verschieden langen Verbundwerksstoff Nutzlastverkleidungen benutzte die Delta II zuerst eine von der Delta 6XXX übernommene 10 Fuß Nutzlastverkleidung aus Metall. Diese wird heute nicht mehr verwendet. Für sie wurde einfach nur -10 an den Namen Angehängt.
Jede Delta-II-Version kann mit jeder der drei zur Verfügung stehenden Nutzlastverkleidungen ausgestattet werden.
Für Doppelstarts gibt es noch zwei unterschiedlich lange Doppelstartvorrichtungen in deren Innern ein Satellit Platz hat, während der andere auf ihr sitzt. Die Doppelstartvorrichtung befindet sich immer im Innern einer 10 Fuß (3m) Nutzlastverkleidung.
Ein Beispiel für eine vollständige Bezeichnung: Delta 7925H-9.5
Startrampen
Delta II Raketen die Nutzlasten in Umlaufbahnen mit Inklinationen zwischen 28° und 57° bringen starten in Cape Canaveral, Florida von Lauch Complex 17. LC 17 hat zwei Startrampen 17A und 17B. Jedoch ist nur Startplaz 17B für die Delta II Heavy geeignet[1], sodass alle Delta II Heavy von Startplatz 17B starten müssen. Delta II Raketen mit Nutzlasten die Umlaufbahnen mit 56° bis 104° Inklination erreichen müssen starten vom Space Launch Complex 2 West (kurz SLC 2W) der Vandenberg AFB in Kalifornien. Der Grund dafür ist, dass Inklinationen über 57° von Cape Canaveral nicht erreichbar sind, weil die Raketen damit über bewohntes Gebiet fliegen müssten und ein Absturz in diesem Gebiet - trotz der recht dünnen Besiedelung - verheerende Außmaße zur Folge hätte.
Einige bekannte Nutzlasten der Delta II:
- DFS Kopernikus 3 im Jahr 1992
- Mars Global Surveyor im Jahr 1996
- Mars Pathfinder im Jahr 1996
- Mars Climate Orbiter im Jahr 1998
- Mars Polar Lander im Jahr 1999
- Mars Odyssey im Jahr 2001
- Mars Exploration Rovers (Spirit und Opportunity) im Jahr 2003
- MESSENGER im Jahr 2004
- Deep Impact im Jahr 2005
- STEREO A und B im Jahr 2006
Weitere Starts der der letzten Jahre sind in der Delta-II-Startliste aufgelistet.
Quellenangaben
Weblinks
- Offizielle Delta Seite von Boeing (engl.)
- Offizielle Delta 2 Seite von Boeing (engl.)
- Delta I Teil 2 und Delta II von Bernd Leitenberger (dt.)
- Delta I, II und III Seite von Gunter Krebs (engl.)
- Startchronologie der Delta II-Serie (dt.)
- History of the Delta Launch Vehicle (engl.)
- Delta II Payload Planer Guide