Delta II

Delta II bezeichnet eine US-amerikanische Trägerrakete. Die von McDonnell Douglas entwickelte und später von Boeing IDS hergestellte Raketenfamilie war zwischen dem 26. November 1990 und dem 28. Oktober 2011 im Einsatz. Sie wird nicht mehr produziert.

Eine Delta II 7925 mit der Raumsonde Deep Impact auf der Startrampe

Die erste Stufe einer Delta II wird aufgerichtet. Die Rakete startete die Raumsonde ACE.

Montage der GEM-40-Feststoffbooster an die erste Stufe.

Die zweite Stufe kurz vor ihrem Einbau.

Auf diesem Bild wird deutlich, wie klein die zweite Stufe gegenüber der ersten und den Boostern der Delta II Heavy ist.

In einem Reinraum: Links: Die dritte Stufe, rechts hinter den Ingenieuren die beiden eingepackten STEREO-Raumsonden.

Die Nutzlastverkleidung einer Delta II Heavy wird um die Merkursonde MESSENGER montiert, die bereits auf der dritten Stufe sitzt.

Entwicklung

Ursprünglich sollte das Space Shuttle alle amerikanischen Einwegträgerraketen 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 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 145 mal (September 2009) verwendet. Außer für GPS-Satelliten wurde sie in den 1990er Jahren auch dazu verwendet, um Nachrichtensatelliten zu starten. Diese sind jedoch etwa seit Ende der 1990er Jahre normalerweise zu schwer für die Delta II. Bis August 2009 starteten weiterhin die GPS-Satelliten bis zum letzten Exemplar der GPS-IIR-M-Reihe mit Delta-II-Raketen. Außerdem wurden viele Forschungssatelliten und Raumsonden der NASA und einige andere Satelliten mit Delta-II-Raketen ins All gebracht. Das Raketenprogramm Delta II läuft über die nächsten Jahre aus.

Die Stufen der Delta II

Delta-Raketen sind Einwegraketen, das bedeutet, dass sie nur einmal fliegen. Sie bestehen aus den Komponenten:

• 
  Sechs Booster der Delta 7920-8 brennen nach dem Start

• 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 Standardausführung der Delta II hat neun GEM-40-Booster, die kleineren Versionen jedoch nur drei oder vier. 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 einen Durchmesser von 101,6 cm und die GEM-46 Booster haben 116,8 cm. Bei der Standard und der Heavy Delta werden sechs Booster gleich beim Start und die restlichen drei kurz vor dem Ausbrennen der ersten sechs im Flug gezündet. Bei den kleineren Versionen mit drei oder vier Boostern zünden alle Booster bereits am Boden.

• 1. Stufe: Eine Thor XLT (Extra Extended Long Tank) mit 2,44 m Durchmesser. Sie enthält RP-1- 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: Eine Delta K die im Verhältnis zur ersten Stufe klein ist. Ihre druckgeförderten Treibstoff- und Oxididatortanks versorgen ein wiederzündbares Aerojet-Triebwerk mit hypergolischem Treibstoff. Wenn der Flug in eine erdnahe Umlaufbahn geht, zündet diese Stufe 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 niedriger Erdnähe 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 lange, schaltet ab, und fliegt 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 zweite 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 zum Verlassen der Parkbahn, damit die Nutzlast höhere Erdumlaufbahnen oder Fluchtbahnen erreichen kann. Danach wird die dritte Stufe abgetrennt. Die Stufe ist spinstabilisiert und hat keine Steuerungssysteme zur Kurs- oder Lageveränderung. Die Stufe wird von der zweiten 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 Raketenfamilie Delta II und Bezeichnungssystem

Die einzelnen Mitglieder der Raketenfamilie Delta II werden durch einen vierstelligen Zahlencode gekennzeichnet:

• Die erste Ziffer: 7 bezeichnet die Serie 7000 der Delta. Diese 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 zweite Stufe Delta K mit einem Aerojet AJ10 Triebwerk. Das Triebwerk ist wiederzündbar.

• Die vierte Ziffer: Steht für die dritte 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 wurde nur für den Start besonders leichter Raumsonden (und eines Satelliten verwendet), die seit dem Scheitern des stark auf maximale Kostenreduktion ausgelegten „Faster – Better – Cheaper“ Konzepts nicht mehr gebaut werden.

• 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. 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 (Juli 2009) nur mit neun Boostern, die Versionensbezeichnungen 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 2,44 m (8 Fuß) hat denselben Durchmesser wie die Delta und wird nicht mehr verwendet. Mit ihr hatte die Rakete Delta II einen durchgehend konstanten Durchmesser. Für sie wurde -8 an den Namen gehängt.

• Die nächstgrößere Nutzlastverkleidung hat einen Durchmesser von 2,9 m (9,5 Fuß). Sie besteht aus Aluminium. Als Standardnutzlastverkleidung wird sie am häufigsten verwendet. Für sie wird entweder -9.5 an den Namen gehängt oder der Anhang weggelassen.

• Dann gibt es noch drei Nutzlastverkleidungen mit 3,05 m Durchmesser (10 Fuß). 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 Version der Delta-II 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 drei-Meter-Nutzlastverkleidung.

Ein Beispiel für eine vollständige Bezeichnung: Delta 7925H-9.5

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  Delta II-7920-8
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  Delta II-7320-10C
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  Delta II-7420-10C
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  Delta II-7925
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  Delta II-7920-10C
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  Delta II-7925
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  Delta II-7925-10L
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  Delta II-7920H-10C
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  Delta II-7925H

Startrampen

Die Delta-II.Rakete befördert die beiden GRAIL-Sonden zu ihrer Mondmission

Delta-II-Raketen, die Nutzlasten in Umlaufbahnen mit Inklinationen zwischen 28° und 57° bringen, starteten in Cape Canaveral, vom Launch Complex 17, der zwei Startrampen, 17A und 17B besitzt. Jedoch war nur Startplatz 17B für die Delta II Heavy geeignet. Delta-II-Raketen mit Nutzlasten, die Umlaufbahnen zwischen 56° bis 104° Inklination erreichen mussten, starteten vom Space Launch Complex 2W (SLC-2W) der Vandenberg Air Force Base in Kalifornien.

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
• USA 193 im Jahr 2006
• Phoenix im Jahr 2007
• GLAST im Jahr 2008
• Kepler im Jahr 2009
• GRAIL im Jahr 2011

Startliste der Delta II (unvollständig)

Stand: 28. Oktober 2011

Datum und Uhrzeit UTC	Typ	Ser.-Nr.	Startplatz	Nutzlast¹	Art der Nutzlast	Umlaufbahn²	Anmerkungen
...	...	...	...	...	...	...
3. Juli 2002	Delta II 7425-9.5	D-292	CC SLC-17A	CONTOUR	Kometensonde	Fluchtbahn	Erfolg (Sonde später im Weltraum explodiert)
12. Januar 2003	Delta II 7320-10C	D-294	VAFB SLC-2W	ICESat, CHIPSat	Erdbeobachtungssatellit und Astronomiesatellit	SSO	Erfolg
29. Januar 2003	Delta II 7925-9.5	D-295	CC SLC-17B	GPS IIR-8, XSS 10	Militärischer Navigationssatellit, Technologieerprobungssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
31. März 2003	Delta II 7925-9.5	D-297	CC SLC-17A	GPS IIR-9	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
10. Juni 2003	Delta II 7925-9.5	D-298	CC SLC-17A	Spirit (MER-A)	Marsrover	Fluchtbahn	Erfolg
7. Juli 2003	Delta II 7925H-9.5	D-299	CC SLC-17B	Opportunity (MER-B)	Marsrover	Fluchtbahn	Erfolg
25. August 2003	Delta II 7920H-9.5	D-300	CC SLC-17B	Spitzer-Weltraumteleskop (SIRTF)	Weltraumteskop	Sonnenumlaufbahn	Erfolg
21. Dezember 2003	Delta II 7925-9.5	D-302	CC SLC-17A	GPS IIR-10	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
20. März 2004	Delta II 7925-9.5	D-303	CC SLC-17B	GPS IIR-11	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
20. April 2004	Delta II 7920-10C	D-304	VAFB SLC-2W	Gravity Probe B	Forschungssatellit zur Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie	Polare Umlaufbahn	Erfolg
23. Juni 2004	Delta II 7925-9.5	D-305	CC SLC-17B	GPS IIR-12	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
15. Juli 2004	Delta II 7920-10L	D-306	VAFB SLC-2W	Aura	Erdbeobachtungssatellit zur Überwachung der Erdatmosphäre	SSO	Erfolg
3. August 2004	Delta II 7925H-9.5	D-307	CC SLC-17B	MESSENGER	Merkurorbiter	Fluchtbahn	Erfolg
6. November 2004	Delta II 7925-9.5	D-308	CC SLC-17B	GPS IIR-13	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
20. November 2004	Delta II 7320-10C	D-309	CC SLC-17A	Swift	Gammastrahlensatellit	LEO	Erfolg
12. Januar 2005	Delta II 7925-9.5	D-311	CC SLC-17B	Deep Impact	Kometensonde	Fluchtbahn	Erfolg
20. Mai 2005	Delta II 7320-10C	D-312	VAFB SLC-2W	NOAA-N	Wettersatellit	SSO	Erfolg
26. September 2005	Delta II 7925-9.5	D-313	CC SLC-17A	GPS IIR-M1	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
28. April 2006 10:02:16	Delta II 7420-10C	D-314	VAFB SLC-2W	CALIPSO, CloudSat	Zwei Satelliten zur Erforschung der Erdatmosphäre	SSO	Erfolg beim 7. Startversuch
21. Juni 2006 22:15:00	Delta II 7925-9.5	D-316	CC SLC-17A	MiTEx	Zwei militärische Minisatelliten mit vierter Raketenstufe	GTO	Erfolg
25. September 2006 18:50	Delta II 7925-9.5	D-318	CC SLC-17A	GPS IIR-M2	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
26. Oktober 2006 00:52	Delta II 7925-10L	D-319	CC SLC-17B	STEREO A und B	Zwei Sonnenobservatorien	HEO mit Apogäum in etwa 400.000 km Höhe	Erfolg
17. November 2006 19:12	Delta II 7925-9.5	D-321	CC SLC-17A	GPS IIR-M3	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
14. Dezember 2006 21:00	Delta II 7920-10C	D-322	VAFB SLC-2W	NRO-L 21 (USA 193)	Geheimer Spionagesatellit	LEO	Erfolg
17. Februar  2007 23:01	Delta II 7925-10C	D-323	CC SLC-17B	THEMIS	Fünf Magnetosphärensatelliten	HEO, Perigäum in 64.000 km und Apogäum in 190.000 km Höhe	Erfolg
8. Juni 2007 2:34	Delta II 7420-10C	D-324	VAFB SLC-2W	COSMO 1	Kommerziell. Militärischer Radarsatellit	SSO	Erfolg
4. August 2007 9:26	Delta II 7925-9.5	D-325	CC SLC-17A	Phoenix	Marslander	Fluchtbahn	Erfolg
18. September 2007 18:35	Delta II 7920-10C	D-326	VAFB SLC-2W	WorldView-1	Kommerzieller Erdbeobachtungssatellit	SSO	Erfolg
27. September 2007 11:34	Delta II 7925H-9.5	C-327	CC SLC-17B	Dawn	Sonde zur Vesta und Ceres	Fluchtbahn	Erfolg
17. Oktober 2007 12:23	Delta II 7925-9.5	D-328	CC SLC-17	GPS IIR-M4	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
9. Dezember 2007 02:31	Delta II 7420-10C	D-330	VAFB SLC-2W	COSMO 2	Italienischer X-Band Radarerdbeobachtungssatellit	SSO	Erfolg
20. Dezember 2007 20:04	Delta II 7925-9.5	D-331	CC SLC-17A	GPS IIR-M5	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
15. März 2008 6:10	Delta II 7925-9.5	D-332	CC SLC-17A	GPS IIR-M6	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
11. Juni 2008 16:05	Delta II 7920H-10C	D-333	CC SLC-17B	GLAST	Gammastrahlenobservatorium	565 km hohe Kreisbahn mit 28,5° Inklination zum Äquator	Erfolg
20. Juni 2008 7:46:25	Delta II 7420-10C	D-334	VAFB SLC-2W	Jason 2	Ozeanboden-Kartografierungssatellit	SSO ?	Erfolg
6. September 2008 18:50:57	Delta II 7420-10C	D-335	VAFB SLC-2W	GeoEye	Erdbeobachtungssatellit	SSO	Erfolg
25. Oktober 2008 2:28:25	Delta II 7420-10C	D-336	VAFB SLC-2	COSMO 3	Erdbeobachtungssatellit	SSO	Erfolg
6. Februar 2009 10:22	Delta II 7420-10C	D-338	VAFB SLC-2W	NOAA N' (NOAA 19)	Wettersatellit	SSO	Erfolg
7. März 2009 3:49:57	Delta II 7925-10L	D-339	CC SLC-17B	Kepler	Weltraumteleskop	Sonnenumlaufbahn	Erfolg
24. März 2009 8:34	Delta II 7925-9.5	D-340	CC SLC-17A	GPS IIR-M7	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
5. Mai 2009 20:24:25	Delta II 7920-10C	D-341	VAFB SLC-2W	STSS-ATRR vormals Block 2010 Risk Reduction Spacecraft	Technologiesatellit	niedriger polarer Orbit	Erfolg
17. August 2009 10:35	Delta II 7925-9.5	D-343	CC SLC-17A	GPS IIR-M8	Militärischer Navigationssatellit	Transferbahn zum GPS Orbit	Erfolg
25. September 2009 12:20	Delta II 7920-10C	D-344	CC SLC-17B	STSS Demo	Zwei Satelliten zum Test der Erfassung von Raketen zur Raketenabwehr	LEO	Erfolg
8. Oktober 2009 18:51	Delta II 7920-10C	D-345	VAFB SLC-2W	WorldView 2	Kommerzieller Erdbeobachtungssatellit	LEO	Erfolg
14. Dezember 2009	Delta II 7320-10C	D-347	VAFB SLC-2W	WISE	Weltraumteleskop	SSO	Erfolg
30. Oktober 2010 02:20	7420-10C	D-350	VAFB SLC-2W	COSMO-Skymed 4	Erdbeobachtungssatellit	SSO	Erfolg
10. Juni 2011 14:20	7320-10	D354	VAFB SLC-2W	SAC-D	argentinischer Erdbeobachtungssatellit	LEO	Erfolg
10. September 2011 13:08	7920 Heavy-10	D-356	CCAFS LC-17B	GRAIL	Mondsonde	Mondbahn	Erfolg
28. Oktober 2011 09:48	7920-10	D-357	VAFB SLC-2W	NPOESS Preparatory Project	Erdbeobachtungssatellit	LEO	Erfolg

¹ Die Nutzlasten sind so verzeichnet, wie sie übereinander oder (in seltenen Fällen) nebeneinander in der Nutzlastverkleidung untergebracht waren. Die oberste Nutzlast zuerst, dann die zweitoberste, usw.

² NICHT zwangsläufig der Zielorbit der Nutzlast - sondern die Bahn, auf der die Nutzlast von der Oberstufe ausgesetzt wurde.

Es sind keine weiteren Starts geplant.

Weblinks

Commons: Delta II – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Offizielle Delta II Seite der United Launch Alliance (englisch)
• Offizielle Delta Seite von Boeing (englisch)
• Offizielle Delta 2 Seite von Boeing (englisch)
• Delta I Teil 2 und Delta II von Bernd Leitenberger
• Delta I, II und III Seite von Gunter Krebs (englisch)
• Startchronologie der Delta II-Serie
• History of the Delta Launch Vehicle (englisch)

Einzelnachweise

Dieser Artikel beruht auf einer Übersetzung des Artikels Delta II aus der englischsprachigen Wikipedia in der Version vom 27. August 2005. Eine Liste der Hauptautoren (History) gemäß GNU FDL ist hier zu finden.

US-amerikanische Trägerraketen