Delta II era un sistema de lanzamiento prescindible , originalmente diseñado y construido por McDonnell Douglas , y a veces conocido como Thorad Delta 1. Delta II era parte de la familia de cohetes Delta , derivado directamente del Delta 3000 , y entró en servicio en 1989. Hubo dos variantes principales, Delta 6000 y Delta 7000, y esta última también tiene subvariantes "ligero" y "pesado". Durante su carrera, Delta II voló varias cargas útiles notables, incluidos 24 satélites del Bloque II del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) , varias docenas de cargas útiles de la NASA y 60 satélites de comunicaciones Iridium. El cohete realizó su misión final, ICESat-2 , el 15 de septiembre de 2018, lo que le valió al vehículo de lanzamiento una racha de 100 misiones exitosas seguidas, siendo el último fracaso el GPS IIR-1 en 1997. [3] A finales de la década de 1990, Delta II se desarrolló aún más hasta convertirse en el fallido Delta III , que a su vez se convirtió en el más capaz y exitoso Delta IV , aunque este último comparte poca herencia con los cohetes Thor y Delta originales.
A principios de la década de 1980, se planeó eliminar gradualmente todos los vehículos de lanzamiento prescindibles de los Estados Unidos en favor del transbordador espacial , que sería responsable de todos los lanzamientos gubernamentales y comerciales. La producción de Delta, Atlas-Centaur y Titan 34D había finalizado. [7] El desastre del Challenger de 1986 y la posterior suspensión de las operaciones del Transbordador cambiaron esta política, y el presidente Ronald Reagan anunció en diciembre de 1986 que el Transbordador Espacial ya no lanzaría cargas útiles comerciales y que la NASA buscaría comprar lanzamientos de vehículos prescindibles para misiones. que no requirió tripulación ni apoyo del transbordador. [8]
McDonnell Douglas, en aquel momento fabricante de la familia Delta, firmó un contrato con la Fuerza Aérea de Estados Unidos en 1987 para suministrar siete Delta II. Estos estaban destinados a lanzar una serie de satélites del Bloque II del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) , que anteriormente habían sido manifestados para el Transbordador Espacial . La Fuerza Aérea ejerció opciones de contrato adicionales en 1988, ampliando este pedido a 20 vehículos, y la NASA compró su primer Delta II en 1990 para el lanzamiento de tres satélites de observación de la Tierra. [9] [10] El primer lanzamiento de Delta II se produjo el 14 de febrero de 1989, con un Delta 6925 impulsando el primer satélite GPS Block II ( USA-35 ) desde el Complejo de Lanzamiento 17A (SLC-17A) en Cabo Cañaveral a 20.000 km ( 12.000 millas) órbita terrestre media alta . [11]
El primer Delta II serie 7000 voló el 26 de noviembre de 1990, reemplazando el motor RS-27 de la serie 6000 por el motor RS-27A más potente . Además, los propulsores sólidos Castor 4A con carcasa de acero de la serie 6000 fueron reemplazados por el GEM 40 con carcasa compuesta . Todos los lanzamientos posteriores de Delta II, excepto tres, fueron de esta configuración mejorada, y la serie 6000 se retiró en 1992 y el último lanzamiento se realizó el 24 de julio .
McDonnell Douglas inició el desarrollo de Delta III a mediados de la década de 1990, cuando la creciente masa del satélite requería vehículos de lanzamiento más potentes. [9] Delta III, con su segunda etapa de hidrógeno líquido y propulsores GEM 46 más potentes , podría llevar el doble de masa que Delta II a la órbita de transferencia geoestacionaria , pero una serie de dos fracasos y un fracaso parcial, junto con el desarrollo del Delta IV, mucho más potente , provocó la cancelación del programa Delta III. [13] Los propulsores mejorados todavía encontrarían uso en el Delta II, lo que llevó al Delta II Heavy.
El 28 de marzo de 2003, el Comando Espacial de la Fuerza Aérea inició el proceso de desactivación de las instalaciones e infraestructura de lanzamiento Delta II en Cabo Cañaveral una vez que se lanzó el último de los satélites GPS de segunda generación. Sin embargo, en 2008, anunció que transferiría todas las instalaciones e infraestructura de Delta II a la NASA para apoyar el lanzamiento del Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (GRAIL) en 2011. [14]
El 14 de diciembre de 2006, con el lanzamiento del USA-193 , se produjo el primer lanzamiento del Delta II operado por United Launch Alliance . [15]
El último lanzamiento de GPS a bordo de un Delta II y el lanzamiento final desde SLC-17A en Cabo Cañaveral se produjo en 2009. El lanzamiento de GRAIL en 2011 marcó el último lanzamiento de Delta II Heavy y el último desde Florida. Los últimos cinco lanzamientos serían todos desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California . [dieciséis]
El 16 de julio de 2012, la NASA seleccionó el Delta II para apoyar las misiones del Observatorio Orbital de Carbono (OCO-2), la Humedad del Suelo Activa Pasiva (SMAP) y el Sistema Conjunto de Satélites Polares (JPSS-1 - NOAA-20). Esto marcó la compra final de Delta II. OCO-2 se lanzó el 2 de julio de 2014, Soil Moisture Active Passive (SMAP) se lanzó el 31 de enero de 2015 y JPSS-1 se lanzó el 18 de noviembre de 2017. Los tres lanzamientos se colocaron en órbita desde SLC-2 en Vandenberg. . [17]
The Delta II family launched 155 times. Its only unsuccessful launches were Koreasat 1 in 1995, and GPS IIR-1 in 1997. The Koreasat 1 launch was a partial failure caused by one booster not separating from the first stage, which resulted in the satellite being placed in a lower-than-intended orbit. By using reserve fuel, it was able to achieve its proper geosynchronous orbit and operated for 10 years.[18] The GPS IIR-1 was a total loss as the Delta II exploded 13 seconds after launch. The explosion occurred when a damaged solid rocket booster casing ruptured and triggered the vehicle's flight termination system.[19] No one was injured, and the launch pad itself was not seriously impacted, though several cars were destroyed and a few buildings were damaged.[20]
In 2007, Delta II completed its 75th consecutive successful launch, surpassing the 74 consecutive successful launches of the Ariane 4.[21][22] With the launch of ICESat-2 in 2018, Delta II reached 100 consecutive successful launches.
During its career, Delta II achieved a peak launch rate of 12 launches in a single year, although its infrastructure was capable of supporting up to 15 launches per year.[4]
While all completed Delta II rockets were launched, many flight-qualified spare parts remained in inventory. These spare parts were assembled, alongside a few structural simulators, to create a nearly complete Delta II for exhibition in its 7320-10C configuration. The rocket is displayed vertically at the Kennedy Space Center Visitors Complex, and bears its popular "shark teeth" livery on its fairing, which was painted on past Delta II rockets for the GPS launches.[23]
La primera etapa del Delta II fue propulsada por un motor principal Rocketdyne RS-27 o RS-27A que quemaba RP-1 y oxígeno líquido . Esta etapa fue técnicamente denominada "Thor de tanque largo extra extendido", un derivado del misil balístico Thor [24] como lo fueron todos los cohetes Delta hasta el Delta IV . El RS-27 utilizado en el Delta II de la serie 6000 produjo 915 kN (206 000 lbf) de empuje, [25] mientras que el RS-27A mejorado utilizado por la serie 7000 produjo 1054 kN (237 000 lbf). [26] El escenario tenía 26,1 metros (86 pies) de largo y 2,44 metros (8,0 pies) de ancho, tenía una masa de 101,8 toneladas (224.000 libras) cuando estaba alimentado y ardía durante 260 segundos. [3] El motor principal, que no podía acelerar, proporcionaba control de cabeceo y guiñada del vehículo durante el ascenso mediante un cardán hidráulico. Además, dos motores vernier LR-101-NA-11 proporcionaron control de balanceo para la primera etapa durante el ascenso y continuaron disparando después de que el motor principal se apagó para estabilizar el vehículo antes de la separación de etapas. [27] [4]
Los dos tanques de la primera etapa se construyeron con paneles isogrid de aluminio, lo que proporciona alta resistencia con una masa menor. Se utilizó gas nitrógeno para presurizar los tanques. Estos tanques se estiraron un total de 148 pulgadas (3,8 m) con respecto a los del tanque largo extendido Thor que volaba en cohetes Delta más antiguos, proporcionando más propulsor. Entre los dos tanques estaba el "cuerpo central", donde se alojaban los equipos de comunicaciones y aviónica de primera etapa. Los puntos de fijación del cohete propulsor sólido estaban ubicados en el exterior del tanque de oxígeno líquido y en el faldón de popa, este último también contenía un giroscopio para la estabilidad del vehículo. [4]
Para un empuje adicional durante el lanzamiento, el Delta II utilizó propulsores sólidos. Para la serie 6000, Delta II usó propulsores Castor 4A (a veces estilizados como "Castor IVA"), mientras que la serie 7000 usó motores de grafito-epoxi GEM 40 fabricados por ATK . Al igual que sus predecesores, la serie Delta II 6000 sólo se ofrecía en configuraciones de nueve propulsores. Sin embargo, con la llegada de la serie 7000, se introdujeron variantes con tres y cuatro propulsores para permitir que Delta II volara cargas útiles pequeñas a un precio más económico. [4] Cuando se usaban tres o cuatro propulsores, todos se encendían en el suelo en el momento del lanzamiento, mientras que los modelos que usaban nueve propulsores encendían seis en el suelo, luego los tres restantes se encendían en vuelo después de quemarse y deshacerse de los primeros seis. [3]
Los propulsores Castor 4A fueron una mejora con respecto a los motores Castor 4 utilizados en el cohete Delta 3000 anterior , reemplazando el propulsor con un propulsor HTPB más moderno y proporcionando un aumento del 11% en el rendimiento. [5] Los propulsores GEM 40 de la serie 7000 mejoraron aún más el rendimiento del Delta II al presentar cada uno 2,5 toneladas (5500 lb) de propulsor adicional que el Castor 4A gracias a un alargamiento de 3 metros (9,8 pies). Además, los propulsores GEM también contaban con una masa seca menor que los Castors debido a la construcción compuesta de carbono del primero. [28]
En 2003, debutó el Delta II Heavy, con motores GEM 46 más grandes del programa abandonado Delta III . Estos nuevos motores permitieron que el vehículo transportara más de 1000 kg (2200 lb) de carga útil adicional a la órbita terrestre baja. Sólo el Complejo de Lanzamiento Espacial 17B de Cabo Cañaveral era capaz de volar la configuración Pesada, ya que previamente fue reforzado para manejar el Delta III. [4]
Las boquillas del motor Castor tenían un ángulo de 11 grados desde la vertical para dirigir su empuje hacia el centro de gravedad del vehículo, mientras que los motores GEM tenían una inclinación ligeramente menor de 10 grados. [5] En la configuración de nueve motores, los tres motores iluminados por aire presentaban boquillas más largas para permitir que los propulsores funcionaran mejor en la atmósfera superior. [27] Todos los motores sólidos que volaron en el Delta II presentaban boquillas fijas, lo que significa que la primera etapa era la única responsable del control del vehículo durante las partes iniciales del vuelo. [4]
La segunda etapa del Delta II fue el Delta-K , propulsado por un motor Aerojet AJ10-118K reiniciable (hasta seis reinicios) que quemaba Aerozine-50 hipergólico y N 2 O 4 . Estos propulsores son altamente tóxicos y corrosivos, y una vez cargados, el lanzamiento debía realizarse en aproximadamente 37 días o la etapa tendría que ser reacondicionada o reemplazada. [29] Esta etapa también contenía una plataforma inercial combinada y un sistema de guía que controlaba todos los eventos de vuelo. [3]
El Delta-K estaba formado por tanques de acero inoxidable y una estructura ligera de aluminio. Los tanques estaban presurizados con gas helio y el escenario contaba con propulsores de nitrógeno para controlar el balanceo durante las quemas y para un control completo de la actitud durante las costas. El escenario tenía una masa de 950 kg (2090 lb) cuando estaba vacío y 6,954 kg (15,331 lb) cuando estaba lleno de combustible. [4]
Para misiones en órbita terrestre baja, Delta II no estaba equipado con una tercera etapa. Las cargas útiles destinadas a órbitas de mayor energía, como GTO , o para alcanzar la velocidad de escape de la Tierra para la inyección transmarciana u otros destinos más allá de la Tierra, utilizaron una tercera etapa de propulsor sólido HTPB , situada dentro del carenado durante el lanzamiento. Esta etapa estaba estabilizada por giro y dependía de la segunda etapa para una orientación adecuada antes de la separación de la etapa, pero a veces estaba equipada con un sistema de control de nutación de hidracina para mantener el eje de giro adecuado. [27] La tercera etapa se haría girar usando pequeños motores de cohetes y luego la segunda etapa la liberaría para realizar su combustión. La tercera etapa también incluía un sistema de peso yo-yo para inducir la caída en la etapa después de la separación de la carga útil para evitar el recontacto, o un mecanismo de giro yo-yo para ralentizar la rotación antes de la liberación de la carga útil. [27] El escenario también contendría un transmisor de banda S, baterías y un secuenciador para controlar los eventos del escenario.
Había dos opciones de tercera etapa disponibles, ambas compuestas por un único motor de cohete sólido. El más común, con diferencia, fue el Star 48, que voló en más de 70 misiones. El Star 48, también conocido como Módulo Delta de Asistencia de Carga Útil (PAM-D), era la más poderosa de las dos opciones, produciendo un empuje promedio de 66,4 kN (14,900 lb f ) durante su combustión de 87,1 segundos. El escenario terminaría volando principalmente en las variantes Delta más potentes y nunca voló en una configuración de tres propulsores.
La otra opción de tercera etapa fue el Star 37FM. Esta etapa voló cuatro veces, y sólo en configuraciones de tres y cuatro propulsores de Delta. El Star 37FM produjo 45,8 kN (10.300 lb f ) de empuje durante su combustión de 66,4 segundos. [4]
La familia Delta II utilizó un sistema de cuatro dígitos para generar sus nombres técnicos: [30]
Por ejemplo, un Delta 7925H-10L usaba un RS-27A, nueve propulsores GEM 46, una tercera etapa PAM y un carenado alargado de 10 pies (3,0 m) de diámetro. Un Delta 6320–9.5 es un vehículo de dos etapas con un motor de primera etapa RS-27, tres propulsores Castor 4A, un carenado de 9,5 pies (2,9 m) de diámetro y sin tercera etapa.
orbitando la tierra
extraplanetario
El último lanzamiento de Delta II fue el satélite ICESat-2 en septiembre de 2018. [31] [35] [36]
En 2008, ULA indicó que tenía "alrededor de media docena" de cohetes Delta II sin vender, [37] pero el director ejecutivo de ULA, Tory Bruno, declaró en octubre de 2017 que no quedan cohetes Delta II completos y no reservados en el inventario de ULA; y aunque quedan piezas sobrantes de Delta II, no son suficientes para construir otro vehículo de lanzamiento. [38] El cohete Delta II final, hecho de estas piezas sobrantes junto con algunas piezas simuladas, se encuentra en el jardín de cohetes del Centro Espacial Kennedy . [39]
La única persona registrada alguna vez alcanzada por desechos espaciales fue alcanzada por un trozo de un cohete Delta II. Lottie Williams estaba haciendo ejercicio en un parque de Tulsa el 22 de enero de 1997 cuando fue golpeada en el hombro por un trozo de material metálico ennegrecido de 15 centímetros (6 pulgadas). El Comando Espacial de Estados Unidos confirmó que un cohete Delta II usado del lanzamiento en abril de 1996 del Experimento Espacial Midcourse se había estrellado en la atmósfera 30 minutos antes. El objeto la golpeó en el hombro y cayó al suelo sin causar daño. Williams recogió el objeto y las pruebas de la NASA mostraron más tarde que el fragmento era consistente con los materiales del cohete, y Nicholas Johnson, el científico jefe de desechos orbitales de la agencia, cree que efectivamente fue golpeada por un pedazo del cohete. [40] [41]
Los cohetes Delta han estado involucrados en múltiples eventos de fragmentación, ya que rutinariamente se los dejaba en órbita con suficiente combustible para explotar. Una gran cantidad de "basura espacial" actual son restos de cohetes Delta. [42]
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