Delta (familia de cohetes)

Familia Delta
Delta II a Delta IV
información general
Tipo	Sistema de lanzamiento descartable
Fabricante	Compañía Aeronáutica Douglas (1960-1967) McDonnell Douglas (1960-1997) Boeing (1997–2006) Alianza de lanzamiento unificada (2006-2024)
Estado	Fuera de servicio
Historia
Fecha de introducción	13 de mayo de 1960 ( Eco 1 )
Primer vuelo	13 de mayo de 1960 ; hace 64 años ( 13-05-1960 )
Jubilado	9 de abril de 2024 ( NROL-70 )

La familia de cohetes Delta fue una gama versátil de sistemas de lanzamiento desechables propulsados ​​por cohetes estadounidenses que proporcionaron capacidad de lanzamiento espacial en los Estados Unidos desde 1960 hasta 2024. Japón también lanzó derivados construidos bajo licencia ( NI , N-II y HI ) desde 1975 hasta 1992. Se lanzaron más de 300 cohetes Delta con una tasa de éxito del 95%. La serie se eliminó gradualmente a favor del Vulcan Centaur , y el último lanzamiento del cohete Delta IV Heavy ocurrió el 9 de abril de 2024. ^[1]

Los cohetes Delta originales usaban como primera etapa una versión modificada del PGM-17 Thor , el primer misil balístico desplegado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) . 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 totalmente exitoso del Thor había ocurrido en septiembre de 1957. Pronto siguieron vuelos de sondas espaciales y satélites posteriores , utilizando una primera etapa Thor con varias etapas superiores diferentes. La cuarta combinación de etapa superior del Thor se denominó Thor "Delta", en referencia a la cuarta letra del alfabeto griego. Finalmente, todo el vehículo de lanzamiento Thor-Delta pasó a llamarse simplemente "Delta". ^{[2] [3]}

La NASA pretendía que Delta fuera un "vehículo provisional de uso general" que se "utilizaría para satélites de comunicaciones , meteorológicos y científicos y sondas lunares durante 1960 y 1961". El plan era reemplazar a Delta con otros diseños de cohetes cuando entraran en funcionamiento. A partir de este momento, la familia de vehículos de lanzamiento se dividió en variantes civiles que volaban desde Cabo Cañaveral , que llevaban el nombre de Delta, y variantes militares que volaban desde la Base Aérea de Vandenberg (VAFB), que usaba el nombre más bélico de Thor. El diseño de Delta enfatizaba 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 la Douglas Aircraft Company en abril de 1959 para 12 vehículos de este diseño: ^{[ cita requerida ]}

• Etapa 1: IRBM Thor modificado con un grupo de motores Bloque I MB-3 que consta de un motor principal Rocketdyne LR-79 y dos propulsores vernier Rocketdyne LR-101 para control de balanceo, produciendo un empuje total de 683 kN (154.000 lbf ₎ , incluido el escape de la turbobomba LOX/RP1.
• Etapa 2: Motor Aerojet AJ-10-118 alimentado a presión con ácido nítrico y UDMH que produce 34 kN (7600 lbf _{) . La construcción de este confiable motor costó 4 millones de dólares y todavía hoy sigue volando en forma modificada.} Sistema de control de actitud a chorro de gas .
• Etapa 3: Altair . Se estabilizaba mediante un plato giratorio en la parte superior del ABL a 100  rpm mediante dos motores de cohetes sólidos antes de la separación. Un motor de cohete sólido ABL X-248 proporcionaba 12 kN (2700 lb _f ) de empuje durante 28 segundos. La etapa pesaba 230 kg (510 lb) y estaba construida principalmente de fibra de vidrio enrollada.

Estos vehículos podrían colocar 290 kg (640 lb) en una 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 tuvieron éxito y hasta 1968, no se produjo ningún fallo en los primeros dos minutos del lanzamiento. El alto grado de éxito alcanzado por Delta contrastaba con el interminable desfile de fracasos que persiguieron los lanzamientos del West Coast Thor. El costo total del desarrollo y lanzamiento del proyecto ascendió a 43 millones de dólares, 3 millones de dólares más que el presupuesto. Se realizó un pedido de 14 vehículos más antes de 1962. ^{[ cita requerida ]}

El Delta A utilizó el motor MB-3 Bloque II, con 170.000 lbf (760 kN) de empuje frente a las 152.000 lbf (680 kN) del Bloque I. ^{[4] [5]}

13. 2 de octubre de 1962 – Explorer 14 (EPE-B).
14. 27 de octubre de 1962 – Explorer 15 (EPE-C).

El Delta B introdujo la etapa superior AJ10-118D mejorada , una extensión de tanque de combustible de tres pies, un oxidante de mayor energía y un sistema de guía de estado sólido. Con el Delta B, el programa Delta pasó de un estado "provisional" a uno "operativo". El Delta B podía lanzar 200 libras (91 kg) a GTO. ^[5]

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

En el caso del Delta C , la tercera etapa Altair fue reemplazada por la Altair 2. La Altair 2 había sido desarrollada como ABL X-258 para el vehículo Scout y era 76 mm más larga, un 10 % más pesada y tenía un 65 % más de empuje total. OSO 4 es un ejemplo de un lanzamiento de Delta C. ^{[ cita requerida ]}

Delta D , también conocido como Thrust Augmented Delta, era un Delta C con el núcleo Thrust Augmented Thor más tres propulsores 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.

Primer Delta E : 6 de noviembre de 1965; lanzó el GEOS 1 ^{[ cita requerida ]}

Este vehículo de lanzamiento no fue construido. ^[6]

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

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

Este vehículo de lanzamiento no fue construido. ^[6]

El Delta L introdujo la primera etapa de tanque largo extendido 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 ]}

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

El Delta N combinaba una primera etapa con un Long Tank Thor (motor MB-3-3) complementada con tres propulsores Castor 2 y una segunda etapa Delta E. Hubo seis lanzamientos exitosos del Delta N entre 1968 y 1972. ^[8]

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 Explorer 43 (IMP-H, investigación magnetosférica) el 13 de marzo de 1971. ^[9] Tres lanzamientos del N6 entre 1970 y 1971 resultaron en un fracaso. ^[10]

• 450 kg (990 lb) hasta GTO

La serie Delta 0100 fue la primera etapa del Delta numerado inicial, el Long Tank Thor, una versión del misil Thor con tanques de combustible extendidos. Se podían instalar hasta nueve cohetes propulsores sólidos (SRB) acoplables. Con tres SRB, el Delta fue designado como serie 300, mientras que la variante de nueve SRB fue designada como serie 900. También se introdujo una nueva y mejorada segunda etapa Delta F que utilizaba 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 el Landsat 1. [ ^{11 ]} También se utilizó una versión construida bajo licencia de la etapa Long Tank Thor con el motor MB-3 para el vehículo de lanzamiento japonés NI .

La serie Delta 1000 recibió el sobrenombre de Straight-Eight y combinaba una primera etapa de tanque largo extendido con un carenado de carga útil de 8 pies (2,4 m) de diámetro, hasta nueve SRB Castor 2 y la nueva segunda etapa McDonnell Douglas Delta P que utiliza el motor TRW 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 de la serie 1000 exitoso lanzó el Explorer 47 el 22 de septiembre de 1972. ^[11] La etapa Thor de tanque largo extendido también se utilizó en los vehículos de lanzamiento japoneses N-II y HI .

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 propulsores Delta 2910 se utilizaron para lanzar tanto el Landsat 2 en 1975 como el Landsat 3 en 1978. El 7 de abril de 1978, un Delta 2914 lanzó " Yuri 1 ", el primer satélite de radiodifusión BSE japonés . ^[12]

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 . El Delta 3000 introdujo el motor de arranque de combustible sólido PAM ( Payload Assist Module ) / Star 48B , que más tarde se utilizó como tercera etapa del Delta II. ^{[ cita requerida ]} El modelo Delta 3914 fue aprobado para el lanzamiento de cargas útiles del gobierno de los Estados Unidos en mayo de 1976 ^[11] y se lanzó 13 veces entre 1975 y 1987.

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

La serie Delta 5000 contó con 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 ]}

La serie Delta II se desarrolló después del accidente del Challenger de 1986 y consistió en las series Delta 6000 y 7000, con dos variantes (Lite y Heavy) de esta última.

La serie Delta 6000 introdujo la primera etapa con tanque extralargo extendido, que era 3,7 m más larga, y los propulsores Castor 4A . Seis SRB se encendieron en el despegue y tres lo hicieron en el aire. ^{[ cita requerida ]}

La serie Delta 7000 introdujo el motor principal RS-27A , que fue modificado para lograr eficiencia a gran altitud a costa de un cierto rendimiento a baja altitud, y los propulsores sólidos GEM-40 más ligeros y potentes de Hercules . El Delta II Med-Lite era un modelo de la serie 7000 sin tercera etapa y con menos propulsores adicionales (a menudo tres, a veces cuatro) que se utilizaba habitualmente para pequeñas misiones de la NASA. El Delta II Heavy era un Delta II 792X con los propulsores GEM-46 agrandados de Delta III . ^{[ cita requerida ]}

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

• Las dos etapas superiores, con combustibles de bajo rendimiento, fueron reemplazadas por una sola etapa criogénica, mejorando el rendimiento y reduciendo los costos recurrentes y la mano de obra en plataforma. 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 ignición de la etapa. El tanque de combustible fue contratado a Mitsubishi y producido utilizando tecnologías del lanzador japonés H-II .
• Para mantener la chimenea corta y resistente a los vientos cruzados, el tanque de queroseno de la primera etapa se ensanchó y acortó, coincidiendo con los diámetros de la etapa superior y del carenado.
• Se instalaron nueve cohetes propulsores sólidos GEM-46 ampliados , tres de ellos con toberas vectorizadoras de empuje .

De los tres vuelos del Delta III, los dos primeros fueron fallidos y el tercero sólo transportaba una carga útil ficticia (inerte) .

Como parte del programa de vehículos de lanzamiento desechables evolucionados (EELV) de la Fuerza Aérea , McDonnell Douglas / Boeing propuso el Delta IV . Como lo implicaba el nombre del programa, muchos componentes y tecnologías se tomaron prestados de lanzadores existentes. Se contrató a Boeing y a Lockheed Martin para producir sus diseños de EELV. Los Delta IV se produjeron en una nueva instalación en Decatur, Alabama .

• La primera etapa cambió a combustible de hidrógeno líquido . Las tecnologías de tanques derivaron de la etapa superior Delta III , pero se ampliaron a 5 metros.
• El motor de queroseno fue reemplazado por el Rocketdyne RS-68 , el primer motor de cohete de gran tamaño alimentado con combustible líquido diseñado en los Estados Unidos desde el Space Shuttle Main Engine (SSME) en la década de 1970. Diseñado para un bajo costo, tenía una presión de cámara y una eficiencia más bajas que el SSME, y una tobera mucho más simple. La cámara de empuje y la tobera superior tenían un diseño de pared de canal, iniciado por los motores soviéticos. La tobera inferior estaba enfriada por ablación.
• La segunda etapa y el carenado fueron tomados del Delta III en los modelos más pequeños ( Delta IV Medium ) y ampliados a 5 metros en los modelos Medium+ y Heavy .
• Los modelos Medium+ tenían dos o cuatro propulsores sólidos GEM 60 de 60 pulgadas (1,5 m) de diámetro.
• Se revisó la plomería y se eliminaron los circuitos eléctricos, eliminando la necesidad de una torre de lanzamiento.

La primera etapa se denominó Núcleo de refuerzo común (CBC); un Delta IV Heavy conectó dos CBC adicionales como propulsores.

El Delta IV Heavy (Delta 9250H) fue un vehículo de lanzamiento de carga pesada descartable , el tipo más grande de la familia Delta IV . Tuvo la mayor capacidad de cualquier vehículo de lanzamiento operativo en el mundo después del retiro del transbordador espacial en 2011 hasta que el Falcon Heavy debutó en 2018, y fue el tercer vehículo de lanzamiento de mayor capacidad del mundo en operación en el momento de su retiro en 2024. ^{[13] [14] [15]} Fue fabricado por United Launch Alliance (ULA) y se lanzó por primera vez en 2004. ^[16] ULA retiró el Delta IV Heavy en 2024. Los futuros lanzamientos de ULA utilizarán el cohete Vulcan Centaur . ^{[17] [18]} El último vuelo del Delta IV fue el 9 de abril de 2024.

La primera etapa del Delta IV Heavy estaba formada por un núcleo de refuerzo común (Common Booster Core, CBC) central, con dos CBC adicionales como propulsores de cohetes líquidos en lugar de los motores de cohetes sólidos GEM-60 utilizados por las versiones Delta IV Medium+. En el despegue, los tres motores de cohetes funcionarían a pleno rendimiento y, 44 segundos después, el motor central reduciría la velocidad al 55 % para conservar combustible hasta que los otros dos motores se separaran. Estos últimos motores se apagarían a los 242 segundos después del lanzamiento y se separarían cuando el motor central acelerara de nuevo a pleno rendimiento. El motor central se apagaría 86 segundos después y la segunda etapa completaría el ascenso a la órbita. ^[19]

El vehículo de lanzamiento utilizó tres motores RS-68 , uno en el núcleo central y uno en cada propulsor. ^[20] En los últimos segundos de la cuenta regresiva, el combustible de hidrógeno líquido fluiría a través de los motores y hacia arriba a lo largo del cuerpo del propulsor, y después de la ignición, ese hidrógeno se inflamaba, creando la característica bola de fuego y el aspecto carbonizado del propulsor. ^[21]

Desde 1969 hasta 1978 (ambos inclusive), Thor-Delta fue el lanzador más utilizado por la NASA, con 84 intentos de lanzamiento. ( Scout fue el segundo vehículo más utilizado con 32 lanzamientos.) ^[22] También se lanzaron satélites para otras agencias gubernamentales y gobiernos extranjeros a coste reembolsable, totalizando 63 satélites. De los 84 intentos de lanzamiento hubo 7 fracasos o fallos parciales, una tasa de éxito del 91,6%. ^[23]

El Delta fue un éxito de lanzamiento, pero también ha contribuido significativamente a la generación de desechos orbitales, ya que una variante utilizada en la década de 1970 era propensa a explosiones en órbita. Ocho segundas etapas del Delta lanzadas entre 1973 y 1981 estuvieron involucradas en eventos de fragmentación entre 1973 y 1991, generalmente dentro de los primeros 3 años después del lanzamiento, pero otras se rompieron 10 o más años después. Los estudios determinaron que las explosiones fueron causadas por el propulsor que quedó después del apagado. La naturaleza del propulsor y el entorno térmico ocupado por los cohetes abandonados hicieron que las explosiones fueran inevitables. Las quemas de agotamiento comenzaron en 1981, y no se han identificado eventos de fragmentación en cohetes lanzados después de esa fecha. Los Delta lanzados antes de la variante de la década de 1970 han tenido eventos de fragmentación hasta 50 años después del lanzamiento. ^[24]

En 1972, McDonnell Douglas introdujo un sistema de numeración de cuatro dígitos para reemplazar el sistema de nombres con letras. El nuevo sistema podía adaptarse mejor a los diversos cambios y mejoras de los cohetes Delta y evitaba el problema de un alfabeto que se agotaba rápidamente. Los dígitos especificaban (1) el tipo de tanque y motor principal, (2) el número de cohetes propulsores sólidos , (3) la segunda etapa (las letras en la siguiente tabla se refieren al motor) y (4) la tercera etapa: ^[25]

Este sistema de numeración debía eliminarse gradualmente en favor de un nuevo sistema que se introdujo en 2005. ^[27] En la práctica, el nuevo sistema nunca se utilizó, ya que todos, excepto el Delta II, fueron retirados:

• 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

• Forsyth, Kevin S. (2002) Delta: El Thor definitivo, en Roger Launius y Dennis Jenkins (Eds.), Para alcanzar la alta frontera: Una historia de los vehículos de lanzamiento estadounidenses , Lexington: University Press of Kentucky, ISBN 0-8131-2245-7 

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Delta (cohete).

• Historia del vehículo de lanzamiento Delta
• La enciclopedia de los satélites: Thor Delta