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Die Delta Trägerrakete Teil 3

Einleitung

Dies ist der dritte Teil der technischen und historischen Entwicklung der Thor Rakete. Wegen des Umfangs habe ich Ihn in mehrere Teile gespaltet:
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Die Delta x00 Serie

Die ersten Deltas bekamen einen Buchstaben angehängt um Versionen zu unterscheiden. Dies begann 1961 mit der Delta A und endete 1971 mit der Delta N. Nachdem in 12 Jahren Delta Evolution schon mehr als das halbe Alphabet verbraucht wurde, dämmerte es den Verantwortlichen für die Benennung, das dies keine gute Lösung ist. Niemand wusste, was der genaue Unterschied zwischen einer Delta E und einer Delta C war. Als Folge wurde zwar nicht der schnelle Wechsel der Modelle eingestellt, dafür aber ein neues System eingeführt: Der Bezeichnung "Delta" wird eine vierstellige Ziffer nachgestellt, die folgenden Schlüssel hat: Eingesetzt wurden die Versionen mit 3 (0300) und 9 Boostern (0900). Die einzige Verbesserung gegenüber der M Serie war die neue Delta F Stufe. Die neue Version lieferte mit 41.1 kN erheblich mehr Schub und arbeitete mit einem Brennkammerdruck von 9 anstatt 7 Bar. Das Gewicht des Triebwerks stieg nur leicht von 90 auf 95 kg. Das Gewicht der Stufe sank sogar noch etwas ab. Die Abmessungen blieben gleich. Durch den höheren spezifischen Impuls konnte die Nutzlast gesteigert werden.

Weiterhin gab es erstmals bis zu 9 Castor II Booster. Eine dritte Stufe wurde bei dieser Serie nicht eingesetzt. Alle Starts waren Wettersatelliten in einen polaren sonnensynchronen Orbit. Mindestens 3 werden beim Start gezündet (6 bei der 9 er Version). Die Zündung der restlichen 3 erfolgt 39 Sekunden nach dem Start, wenn die zuerst gezündeten Booster ausgebrannt sind. Die Abtrennung aller Booster erfordert nach deren Ausbrennen nach 85 Sekunden.

Delta 900 Serie
Delta 900

Delta 0300 bzw. 0900

Erststart: 23.7.1972, letzter Start 6.12.1973
Starts: 5 Fehlstarts: 1, Zuverlässigkeit 80 %
Nutzlast: (9 Booster Version)
1293 kg in einen 350 km hohen Orbit (6 Booster)
1683 kg  in einen 350 km hohen Orbit (9 Booster)
635 kg in einen GTO Transferorbit (9 Booster)
454 kg  in einen GTO Transferorbit (6 Booster)

Stufe 0: 6 × Castor 2 (N6 Version)
Vollmasse: 6 × 4424 kg
Leermasse: 6 × 695 kg
Schub: 6 × 229 kN
Brennzeit: 37 sec.
Spezifischer Impuls: 2286 m/s (Meereshöhe)
Durchmesser: 0.8 m
Länge: 6.4 m

Stufe 1: Thor DSV-2L
1 Triebwerk MB-3-3
Schub: 765 kN
Brennzeit: 216 sec.
Vollmasse: 70354 kg
Leermasse: 3715 kg
Länge: 21.4 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2845 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2511 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Kerosin / Sauerstoff

Stufe 2: Delta F
1 Triebwerk AJ-10-118F
Schub: 41.3 kN
Brennzeit: 335 sec.
Vollmasse: 5629 kg
Leermasse: 784 kg
Spezifischer Impuls: 3001 m/s (Vakuum)
Länge: 6.3 m
Durchmesser: 1.42 m
Treibstoff: Salpetersäure /UDMH

Die Delta 1000 er Serie

Mit dieser Serie erfuhr die Thor Erststufe nach Einführung der Long Tank Thor ihre zweite grundlegende Änderung (daher auch der Sprung von 0 auf 1 in der ersten Ziffer), sie wurde erneut um 14 t im Gewicht gesteigert. Sie wurde daher auch als ELT (Extended Long Tank) Thor bezeichnet. Auch die zweite Stufe Delta erhielt ein neues Triebwerk, das TR-201, das von dem Mondlander Abstiegstriebwerk stammt. ("1" an der dritten Stelle). Damit einher ging ein Wechsel auf eine neue Treibstoffkombination: Stickstofftetroxid und Aerozin 50, eine 50:50 Mischung aus Hydrazin und UDMH.

Die Delta 1000 er Serie war als Interims Version gedacht. Man arbeitete an der Delta 2000 er Serie mit einem größeren durchgängigeren Durchmesser von 2.44 m, also etwa 1 m mehr als bei der Delta 1914 bei den oberen Stufen. Dies ermöglichte es mehr Raum für die Nutzlast zur Verfügung zu stellen. Die neue verlängerte Erststufe hatte man auch schon. Mit der Delta 1000 er Serie konnte man nun noch verbliebene alte Triebwerke einsetzen. Der Durchmesser variierte daher. Die letzten Raketen waren durchgehend 2.44 m breit. Die ersten nicht.

Weiterhin wurden nun auch die größeren TE-364-4 Oberstufen eingesetzt ("4" an der vierten Stelle), nach wie vor gab es aber auch noch die alten Delta F und Burner 2 Oberstufen, so das es hier einen sehr bunten Mix an Bezeichnungen gab: Delta 1604,1913,1914,1900,1910. Das Datenblatt ist das einer Delta 1914.

Die Thiokol TE-364-4 Oberstufe mit dem Feststoffmotor Star 37E hat eine variable Treibstoffzuladung von 964 bis 1039 um sie an verschieden große Nutzlasten anzupassen. Sie wird vor der Zündung mit einem Dralltisch auf 30-100 Umdrehungen (je nach Größe der Nutzlast) gebracht. Diese Drallstabilisierung macht eine Schubvektor und Rollsteuerung überflüssig und verhilft der Oberstufe zu einem sehr günstigen Leergewicht.

Delta 1604
Delta 1604

Delta 19xx

Erststart: 23.9.1972, letzter Start 21.6.1975
Starts: 7 Fehlstarts: 0
Zuverlässigkeit: 100 %
Nutzlast 1835 kg in einen niederen Orbit
680 kg in einen geostationären Übergangsorbit

Stufe 0: 6 × Castor 2 (N6 Version)
Vollmasse: 6 × 4424 kg
Leermasse: 6 × 695 kg
Schub: 6 × 229 kN
Brennzeit: 37 sec.
Spezifischer Impuls: 2286 m/s (Meereshöhe)
Durchmesser: 0.8 m
Länge: 6.4 m

Stufe 1: Delta Thor ELT
1 Triebwerk MB-3-3
Schub: 765 kN
Brennzeit: 267 sec.
Vollmasse: 84069 kg
Leermasse: 4069 kg
Länge: 22.4 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2845 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2511 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Sauerstoff / Kerosin

Stufe 2: Delta F
1 Triebwerk TR-201
Schub: 41.077 kN
Brennzeit: 332 sec.
Vollmasse: 5429 kg
Leermasse: 839 kg
Spezifischer Impuls: 2988 m/s (Vakuum)
Länge: 5.9 m
Durchmesser: 1.42 m
Treibstoff: N2O4 /Aerozin 50

Stufe 3: Burner II (Delta 1913)
1 Triebwerk Star 37D
Schub: 43.5 kN
Brennzeit: 42 sec
Vollmasse: 774 kg
Leermasse: 116 kg
spez. Impuls: 2795 m/s (Vakuum)
Länge: 0.84 m
Durchmesser: 0.66 m

Stufe 3: TE-364-4 (Delta 1914)
1 Triebwerk Star 37E
Schub: 66.7 kN
Brennzeit: 43 sec
Vollmasse: 1127 kg
Leermasse: 84 kg
spez. Impuls: 2749 m/s (Vakuum)
Länge: 1.83 m
Durchmesser: 0.97 m
 

Nutzlastverkleidung + Steuerung: 675 kg

Die Delta 2000 er Serie

In der 2000 er Serie änderte sich erstmals der Antrieb der Thor, die nun das Triebwerk RS-27, eine Variation des H-1 Antriebs der Saturn 1 und Saturn 1B erhielt. Das RS-27 verfügte über einen höheren Schub von 912 kN und vor allem der spezifische Impuls stieg an. Es war moderner und zuverlässiger und bot durch 150 kN mehr Schub die Möglichkeit die Stufe nochmals zu verlängern.

Auf die Nutzlast hatte dies jedoch nur geringen Einfluss. Inzwischen transportierten schon die meisten Deltas kommerzielle Kommunikationssatelliten für zahlende Kunden und die NASA Starts waren in der Unterzahl. Äußerlich auffällig war das der Durchmesser auf 8 Fuß (2.44 m) durchgängig vergrößert wurde, das typische Bild der Delta, die in einem Bleistift ausläuft fiel nun vollkommen weg. Nach längerer Zeit war dies außerdem die erste Serie der Delta, die in einer größere Stückzahl gestartet wurde. Die Zuverlässigkeit der Delta erreichte nun auch ein sehr hohes Niveau. Die TE-364-3 Oberstufe (auch Burner II genannt) wurde nun nicht mehr eingesetzt, sondern nur die leistungsfähigere TE-364-4 (4 an der letzten Stelle)

Bei der Delta 2000 er Serie gab es auch den Übergang von dem AJ-118F Triebwerk auf das TR-201 Triebwerk von TRW. Dieser Übergang geschah nicht aus Performance, sondern aus Kostengründen. Die ersten Delta 2900 starteten noch mit dem AJ-118F und die letzten mit dem TR-201. Es war wahrscheinlich als Übergangslösung gedacht. Das TR-201 w verwandte die modernere Treibstoffkombination Stickstofftetroxid und Aerozin 50 (Eine Mischung von 50 % UDMH und 50 % Hydrazin). Die Treibstoffkombination ist nicht nur potentiell leistungsfähiger als die früher verwendete Salpetersäure, sondern die Wahl von Aerozin 50 hatte auch den Vorteil, das Oxidator und Verbrennungsträger dasselbe Volumen beanspruchten, man also gleich große Tanks verwenden konnte und so die Produktionskosten senken.

Von den technischen Daten war das TR-201 mit dem AJ-118F vergleichbar. Es lieferte mit 41.9 kN fast denselben Schub, hatte den gleichen spezifischen Impuls und fast das gleiche Entspannungsverhältnis. Es erreichte den Schub aber mit einem geringeren Brennkammerdruck von 7 Bar, was eine Weiterentwicklung möglich machte, dagegen war das AJ-118F kaum noch in seiner Leistung zu steigern. Das TRW TR-201 ist ebenfalls druckgasgefördert (durch Helium) und wiegt 117 kg.

Die Delta P hatte nahezu dieselben Abmessungen wie die Delta F, was es leicht machte beide Raketen von derselben Startrampe zu starten, da dann auch Versorgungsanschlüsse auf derselben Höhe liegen. Neu ist auch die aus dem Centaur Lenksystem und LM Inertialsystem entwickelte Steuerung DIGS (Delta Intertial Guidance System).

Die Delta 2000 Serie hatte Einfluss auf das Design von Ariane. Als diese konzipiert wurde, war diese Trägerrakete die Standard Trägerrakete für Kommunikationssatelliten. Ariane 1 sollte zwei Satelliten der Delta 2000 Serie auf einmal mit einer Doppelstartvorrichtung transportieren und wurde daher auf eine Nutzlast von 1700 kg projektiert.

Delta 2310
Delta 2310

delta 2913

Delta 2913
Delta 2914

Delta 2914

Delta 2914

Erststart: 19.1.1974, letzter Start 6.10.1981
Starts: 45 Fehlstarts: 0, Zuverlässigkeit 100 %
Nutzlast 1860 kg in einen niederen Orbit
724 kg in einen geostationären Übergangsorbit

Stufe 0: 9 × Castor 2
Vollmasse 9 × 4424 kg, Gesamt 40111 kg
Leermasse 9 × 695 kg, Gesamt 6315 kg
Schub: 9 × 263.779 kN (Meereshöhe)
Schub: 9 x 281.558 kN (Vakuum)
Brennzeit: 37 sec.
Spezifischer Impuls: 2371 m/s (Meereshöhe)
Spezifischer Impuls: 2531 m/s (Vakuum)
Durchmesser 0.8 m, Länge 6.4 m

Stufe 1: Delta Thor RS27
1 Triebwerk RS27
Schub: 932.33 kN (Meereshöhe)
Schub: 1045.28 kN (Vakuum)
Brennzeit: 223 sec.
Vollmasse: 84855 kg
Leermasse: 5317 kg (4390 kg ohne Stufenadapter)
Länge: 22.90 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2932 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2615 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Sauerstoff / Kerosin

Stufe 2: Delta P
1 Triebwerk TR-201
Schub: 43.8 kN
Brennzeit: 332 sec.
Vollmasse: 6126 kg
Leermasse: 1092 kg
Spezifischer Impuls: 2961 m/s (Vakuum)
Länge: 5.9 m
Durchmesser: 1.39 m
Treibstoff: N2O4 /Aerozin 50

Stufe 3: TE-364-4
1 Triebwerk Star 37E
Schub: 66.528 kN (Mittel)
Brennzeit: 43.6 sec
Vollmasse: 1117 kg
Leermasse: 76.7 kg
spez. Impuls: 2775 m/s (Vakuum)
Länge: 1.83 m
Durchmesser: 0.96 m

Nutzlastverkleidung + Lenkung: 770 kg

Delta 3000 er Serie

Die Delta 3000 Serie war eigentlich gedacht als die letzte Serie, bevor der Space Shuttle alle Nutzlasten transportieren sollte und die Produktion der Delta eingestellt wurde. Doch dazu sollte es nicht kommen. Die "3" steht für die Änderung der Castor Booster. Die Castor 2 wurden durch Castor 4 ersetzt, mit der 2.5 fachen Masse. Diese wurden von Thiokol auf eigene Faut entwickelt. Dafür bekam Thiokol zusätzlich zu dem Kaufpreis für die Booster 1.25 Millionen USD pro Start zur Kompensation der Entwicklungskosten. 5 der Booster werden beim Start gezündet. 4 nach Ausbrennen dieser. Anders als bei dem Vorgängermodell erlaubt die längere Brennzeit das sofortige Abwerfen nach Ausbrennen der ersten 5 Booster. Die restlichen 4 werden nach 127 Sekunden abgeworfen.

Die erste Serie, 391x unterschied sich nur in den Castor 4 Boostern von der 2000 er Serie. Sie transportierte 930 kg in den geostationären Übergangsorbit. Größere Nutzlaststeigerungen als die Castor 4 Booster brachten vielmehr Verbesserungen der Delta Zweitstufe und eine neue Drittstufe.

Nach dem Zwischenspiel von TRW als Triebwerkshersteller wandte sich McDonell-Douglas nun wieder an Aerojet als Triebwerkslieferanten. Dieser hatte auch ein Design anzubieten: Es war das Triebwerk AJ-138. Es war auf Kostenersparnis optimiert. Das Triebwerk verfügt über 43.34 kN Schub. Es hat keine Pumpe sondern ist druckgefördert. Bei einem Brennkammerdruck von 8.84 Bar erreicht das Triebwerk einen sehr hohen spezifischen Impuls von 3149 m/s. Dies wird durch eine sehr lange Düse mit einem Expansionsverhältnis von 65:1 erreicht. Trotzdem ist das Triebwerk mit einem Gewicht von 95 kg leichter als das TRW-201. Dies liegt daran, dass man dadurch, dass die Brennkammer nicht regenerativ gekühlt wird sondern von einem gummiartigen Überzug aus Silikat in einer Phenolmasse vor der Verbrennungshitze geschützt ist. Dieser verbrennt langsam, schützt die Brennkammer aber vor der direkten Hitze. Die Delta Oberstufe erhielt erneut verlängerte Treibstofftanks. Die Delta K besitzt einen gemeinsamen leichtgewichtigen Tank für Oxidator und Verbrennungsträger mit einem gemeinsamen Zwischenboden. Die Treibstoffförderung kann bei diesem geringen Schub alleine durch Druck erfolgen. Dazu werden beide Tanks mit 3 Flaschen mit Heliumdruckgas unter Druck gesetzt

Diese neuere Version (Delta 3920) wurde ab dem 16.7.1982 eingesetzt. Schon früher (ab dem 15.11.1980) wurde die vierte Stufe durch den Antrieb PAM-D (PAM-D: Payload Assistend Module Delta Version) ersetzt, der eigentlich Shuttle Nutzlasten von einem niederen Orbit in den geostationären Übergangsorbit bringen sollte. Der Star 48 Motor ermöglichte eine doppelt so schwere Oberstufe und verfügte über einen höheren spezifischen Impuls als der Star 37 Motor der bislang eingesetzt wurde. Er stammt wie die bisherige dritte Stufe von Thiokol. Eine weitere Eigenschaft der PAM-D ist es dass man sie nicht voll mit Treibstoff beladen muss. Die Stufe kann mit 1783-2010 kg Treibstoff beladen werden und so an die Nutzlast angepasst werden. Sie wird vor der Abtrennung durch einen Drehtisch in Rotation versetzt und so stabilisiert. Nach Ausbrennen der PAM-D verringert ein Yo-Yo System die Rotationsgeschwindigkeit. Der Star 48 Motor hat einen Durchmesser von 1244.9 mm und eine Länge von 2032 mm. Das Gehäuse besteht aus Titan mit einer aufgetragenen Isolierung aus Gummi und eingebettetem Silikaten an der Düse, welche als Ablationskühlung fungiert. Gefüllt ist die Stufe mit dem verbreiteten Treibstoff HTPB (Hydroxiterminiertes Polybutadien) und Ammoniumperchlorat.

Abweichend von der Nomenklatur hießen diese Raketen dann Delta "39x0-PAM D". Also wie eine Delta 39xx mit der Delta als letzter Stufe. Die Nutzlast stieg durch diese Modifikationen von 930 kg bei der Delta 3914 auf 1284 kg bei der Delta 3920 PAM-D an.

Die Delta war damals praktisch marktbeherrschend. Die meisten Kommunikationssatelliten waren auf die Nutzlast der Delta ausgelegt. Lediglich die Satelliten von Intelsat, die ganze Kontinente abdecken sollten waren schwerer und wurden mit der Atlas Centaur gestartet. So verwundert es nicht, dass man bei der Konzeption der Ariane sich nach der Nutzlast der Delta richtete. Die Ariane 2 war ausgelegt genau 2 Nutzlasten der Delta 3914 und die Ariane 3 konnte genau 2 Nutzlasten der Delta 3920 PAM-D transportieren. Damit war Ariane sehr erfolgreich, was man an dem Rückgang der Starts der Delta sehen kann: Waren es bei der 2000 er Serie in 7 Jahren noch 44 Starts, so waren es nun im doppelten Zeitraum (14 Jahre) nur noch auf 38 Starts. Wobei natürlich auch die US Politik, die Nutzlasten mit dem Space Shuttle starten wollte und dadurch die Produktion herunterfuhr nicht ganz unschuldig ist.

Damit einher stiegen die Startkosten rapide an. Im Jahre 1979 lagen sie bei 17 Millionen USD, 1983 schon bei 35 Millionen USD.

Nutzlasten

Version LEO Bahn GTO Bahn
Delta 3910 2800 kg -
Delta 3914 - 930 kg
Delta 3910 PAM D - 1087 kg
Delta 3920 3450 kg -
Delta 3920 PAM D - 1270 kg

 

Delta 3924
Delta 3924

Delta 3920 PAM D

Erststart: 13.12.1975, letzter Start 24.3.1989
Starts: 38 Fehlstarts: 3, Zuverlässigkeit 92.1 %
Nutzlast 3451 kg in einen niederen Orbit
1270 kg in einen geostationären Übergangsorbit

Stufe 0: 9 × Castor 4
Vollmasse: 9 × 10551 kg,
Leermasse: 9 × 1157 kg
Schub: 9 × 379 kN über 56 sec.
Spezifischer Impuls: 2236 (Meereshöhe)
Durchmesser: 1.02 m
Länge: 9.14 m

Stufe 1: Delta Thor RS27
1 Triebwerk RS27
Schub: 912 kN
Brennzeit: 223 sec.
Vollmasse: 84368 kg
Leermasse: 4360 kg
Länge: 22.43 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2903 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2570 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Sauerstoff / Kerosin

Stufe 2: Delta K (Delta 3920)
1 Triebwerk AJ-10-118K
Schub: 35 kN
Brennzeit: 444 sec.
Vollmasse: 6905 kg
Leermasse: 808 kg
Spezifischer Impuls: 3129 m/s (Vakuum)
Länge: 5.9 m
Durchmesser: 1.7 m
Treibstoff: N2O4 /Aerozin 50

Stufe 3: PAM-D
1 Triebwerk Star 48
Schub: 67.1 kN
Brennzeit: 88 sec.
Vollmasse: 2141 kg
Leermasse: 232 kg
Spezifischer Impuls: 2864 m/s
Länge: 2.0 m
Durchmesser: 1.2 m

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Delta 4925 und 5920

Bei der Delta 4925 gab es nur geringe Änderungen, es wurden nun die Castor 4 Booster in der "4A Version" eingeführt. Dazu kommen meist noch die Castor 4B Booster. Die Unterscheide zwischen beiden liegen in der Düse. Die Castor 4A werden am Boden gezündet, während die 4B Booster für einen Betrieb im Vakuum ausgelegt sind. Sie haben eine längere Düse und dadurch eine bessere Performance im Vakuum. Üblicherweise brennen zuerst 5 Booster des Typs Castor 4A, dann werden die restlichen 4 Castor 4B Booster gezündet. Die PAM Oberstufe erhielt nun auch eine Nummer - die "5" an der letzten Stelle.
 
Castor 4A Castor 4B
Vollmasse 11743 kg 11817 kg
Leermasse 1529 kg 1517 kg
Schub 422 kN 368 kN
Brennzeit 56 Sekunden 65 Sekunden
spez. Impuls (Meereshöhe) 2324 m/s 2157 m/s
spez. Impuls (Vakuum) 2609 m/s 2755 m/s

Die 4925 und die 5920 unterscheiden sich im Triebwerk der Thor. Bei den beiden 4925 Modellen war dies noch das alte MB-3 Triebwerk. Bei der 5920 war es das modernere RS-27 Triebwerk. Wahrscheinlich suchte man nur nach einem Einsatz von zwei alten Exemplaren des MB-3 Triebwerks, die von Thor Raketen übrig blieben. Vieles spricht dafür, dass man nach der Challenger Katastrophe einfach nur schnell eine Trägerrakete verfügbar haben wollte und dazu auch alte Triebwerke verwendete. Schließlich hatte man schon vor der Explosion der Challenger die Produktion der Delta auslaufen lassen und nun stauten sich die Nutzlasten.

Die beiden Modelle absolvierten zusammen nur 3 Starts: Zwei Delta 4925 mit zwei Kommunikationssatelliten für Großbritannien und Indien und einer der Delta 5920 mit dem Astronomiesatelliten COBE.

Delta 4925
Delta 4925

Delta 4925

Erststart: 27.8.1989, letzter Start 12.6.1990
Starts: 3 Fehlstarts: 0, Zuverlässigkeit 100 %
Nutzlast 3450 kg (Delta 4920) / 3838 kg (Delta 5920) in einen niederen Orbit
1200 kg in einen geostationären Übergangsorbit

Stufe 0: 9 × Castor 4A
Vollmasse: 9 × 11743 kg,
Leermasse: 9 × 1529 kg
Schub: 9 × 422 kN über 56 sec.
Spezifischer Impuls: 2315 (Meereshöhe)
Durchmesser: 1.02 m
Länge: 9.14 m

Stufe 1: Delta Thor RS27
1 Triebwerk RS27
Schub: 912 kN
Brennzeit: 223 sec.
Vollmasse: 84368 kg
Leermasse: 4360 kg
Länge: 22.43 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2903 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2570 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Sauerstoff / Kerosin

Stufe 2: Delta K
1 Triebwerk AJ-10-118K
Schub: 35 kN
Brennzeit: 444 sec.
Vollmasse: 6905 kg
Leermasse: 950 kg
Spezifischer Impuls: 3129 m/s (Vakuum)
Länge: 5.9 m
Durchmesser: 1.7 m
Treibstoff: N2O4 /Aerozin 50

Stufe 3: PAM-D (nur 4925)
1 Triebwerk Star 48
Schub: 67.1 kN
Brennzeit: 88 sec.
Vollmasse: 2141 kg
Leermasse: 232 kg
Spezifischer Impuls: 2864 m/s
Länge: 2.0 m
Durchmesser: 1.2 m


Die Delta 6000 er Serie

Als eine der Lehren aus dem Challenger Unglück war klar, das man einen Träger brauchte, um die Nutzlasten zu starten die eigentlich für den Space Shuttle gedacht waren. Nun bot der erheblich mehr Nutzlastkapazität als die Delta und so waren die Nutzlasten auch zu schwer für die 3925. Vor allem das Militär war in der Bredouille: Man hatte Ende der 70 er Jahre begonnen ein globales Netz von 24 Navstar GPS Navigationssatelliten aufzubauen und die zweite Generation war auf den Shuttle mit höherer Nutzlast ausgelegt. So führte man eine neue Serie ein, und beschloss die Entwicklung einer noch stärkeren Serie, der Delta 2 oder Delta 7000.

Bei der 6000 er Serie wurde die Thor nochmals gestreckt zur Thor XLT. Sie verfügte nun über doppelt soviel Treibstoff wie die ursprüngliche Thor. Die Thor wurde um 3.66 m verlängert, davon entfielen auf den Kerosintank 2.23 m und 1.34 m auf den Oxidatortank. Die Möglichkeit dazu ergab sich durch das Triebwerk RS-27 welches mehr Schub als das MB-3 hatte.

Wie die 4925 / 5920 verwandte die 6900 die etwas verbesserten Castor 4A / 4B Booster. Vor allem die auf den Betrieb im Vakuum angepassten Castor 4B Booster brachten eine Verbesserung gegenüber den bei der 3000 er Serie eingesetzten Castor 4 Booster.

Die Rakete war gedacht als Übergangslösung für das Militär bis zur nächsten Generation der Delta 2, doch als diese 1990 zur Verfügung stand, konnten mit dieser Rakete auch kommerzielle Nutzlasten gestartet werden. Die ersten Starts galten jedoch ausschließlich dem Navstar System um den Ausfall der geplanten Shuttle Starts schnellstmöglich aufzuholen.

Die Delta Stufe und PAM Oberstufe waren identisch zur Delta 3000 bis 5000 er Serie. Eine neue Nutzlastverkleidung mit 10 Fuß Durchmesser (3.05 m) steht alternativ zur alten mit 8 Fuß Durchmesser (2.44 m) zur Verfügung. Welche verwendet wurde ist erkennbar an einem angehängten -8 bzw. -10 an der Bezeichnung. Bei der Delta 6920 war der Einsatz der 10 Fuß Verkleidung noch die Ausnahme.

Delta 6925
Delta 6925

Delta 6925

Erststart: 14.2.1989, letzter Start 24.7.1992
Starts: 17 Fehlstarts: 0, Zuverlässigkeit 100 %
Nutzlast 3981 kg in 340 km hohen Orbit
1441 kg in einen geostationären Übergangsorbit

Stufe 0: 5 × Castor 4A + 4 × Castor 4B
Vollmasse 9 × 11743 kg,
Leermasse 9 × 1529 kg
Schub 9 × 379 kN über 56 sec.
Spezifischer Impuls: 2315 m/s (Meereshöhe)
Durchmesser 1.02 m
Länge 9.14 m

Stufe 1: Delta Thor XLT
1 Triebwerk RS27
Schub: 912 kN
Brennzeit: 274 sec.
Vollmasse: 101700 kg
Leermasse: 5690 kg
Länge: 26.1 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2893 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2697 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Sauerstoff / Kerosin

Stufe 2: Delta K
1 Triebwerk AJ-10-118K
Schub: 35 kN
Brennzeit: 444 sec.
Vollmasse: 6905 kg
Leermasse: 950 kg
Spezifischer Impuls: 3129 m/s (Vakuum)
Länge: 5.9 m
Durchmesser: 1.7 m
Treibstoff: N2O4 /Aerozin 50

Stufe 3: PAM-D (nur 6925)
1 Triebwerk Star 48
Schub: 67.1 kN
Brennzeit: 88 sec.
Vollmasse: 2141 kg
Leermasse: 232 kg
Spezifischer Impuls: 2864 m/s
Länge: 2.0 m
Durchmesser: 1.2 m

Die Delta 7000 er Serie (Delta 2)

Delta 2 VersionenDie 7000 er Serie war das Wunschkind der US Navy für ihre Navstar Satelliten. Das Militär ist auch heute der bester Kunde der Delta, denn inzwischen sind die meisten kommerziellen geostationären Satelliten zu groß für die Delta. Da gleich ein Großauftrag erteilt wurde, bekam das Kind auch einen neuen Namen - Delta 2 - obwohl sie nur etwas mehr Nutzlast als die 6000 er Serie transportierte. Als 1998 die ersten "Lite" Versionen - mit 3,4 oder 6 Boostern aufkamen, setzte sich wieder die alte vierstellige Schreibweise durch. Die Versionen mit weniger Boostern machen nur einen Sinn wenn die Nutzlast sehr klein ist, denn die Booster sind das billigste an der Rakete. Sie werden überwiegend für Planetensonden des Discovery Programms und für Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen eingesetzt.

Bei der Version 7326 wird eine kleinere Oberstufe mit dem Star 37FM Motor, vergleichbar der TE-364-4 Oberstufe verwandt. Dies erfolgte jedoch nur vier mal. Grund für den Einsatz war, dass die Nutzlasten für Planeten bei der Version 7300 und Einsatz der Star 48B Stufe so niedrig waren, dass man die minimale Treibstoffmenge unterschritt. Für die Version 732X kommt daher nur die Star 37 FM Stufe zum Einsatz. Bei der 742X hat man die Wahl zwischen Star 48B und Star 37FM. Es kam hier zu einem Einsatz der Star 37 FM. Die Star 37 FM reduziert die Nutzlast um etwa 10 %. Alle vier Einsätze galten NASA Sonden : Deep Impact, Genesis und IMAGE mit der 7326 und Stardust mit der 7426.

Die Star 37 FM Oberstufe wurde zuletzt als Apogäumsmotor in der militärischen Fleetsatcom Serie eingesetzt. Ihre Startmasse beträgt 1147 kg und ist damit halb so groß wie bei einer PAM-D. Der Star 37FM Antrieb hat einen Durchmesser von 934.7 mm und eine Länge von 1689.1 mm. Auch er setzt den Treibstoff HTTP und Ammoniumperchlorat ein. Je nach Mission werden zwischen 1025 und 1066 kg Treibstoff eingefüllt.

Das kommerzielle Geschäft mit geostationären Satelliten tritt immer mehr in den Hintergrund, dafür ist die Delta 2 lange Zeit von der Navy ausgelastet worden. Als neuen Markt konnte die Delta 2 aber die Starts der relativ kleinen Iridium Satelliten in einen polaren Orbit verbuchen, diese waren für andere Raketen zu leicht. Zudem spielt die hohe Zuverlässigkeit der Delta bei diesem Projekt sicher auch eine Rolle.

Von der 6000 er Serie unterscheiden die Rakete zwei Änderungen: Neue GEM 40 Booster die nun 13 t anstatt 11.7 t wogen. Die GEM-40 Booster haben feste, nicht schwenkbare Düsen, die um 10 Grad geneigt zur Achse der Rakete angeordnet sind. Das Gehäuse besteht aus leichtem Kohlefaserverbundwerkstoffen und die Treibstoffmischung ist verbessert worden. Üblicherweise werden bei 9 Booster Versionen zuerst 6 Booster und kurz vor deren Ausbrennen die nächsten 3 gezündet. Bei den 3 und 4 Booster Versionen werden alle Booster am Boden gezündet. Die später gezündeten 3 Booster haben verlängere Düsen für eine bessere Treibstoffausnützung bei niedrigerem Außendruck.

Auch erhielt die Thor eine verbesserte Version des RS-27 Triebwerk, das RS-27A. Das Triebwerk RS-27A wurde besser auf den Betrieb in größeren Höhen angepasst und die Düse verfügte nun über ein Entspannungsverhältnis von 12:1 anstatt 8:1. Das RS-27A liefert mehr Schub (1054 anstatt 912 kN) und hat einen höheren spezifischen Impuls. Die Oberstufen Delta K und PAM-D wurden unverändert von der 6000 er Serie übernommen.

Ab 2003 ist eine Heavy Variante (7925H) verfügbar. Diese verwendet die größeren Booster der Delta 3, die einen Durchmesser von 46 Zoll anstatt 40 Zoll haben. Die GEM-Booster brennen 14 Sekunden länger und bestehen aus dem leichteren Graphit-Epoxy Material (GEM) für das Gehäuse. Die Rakete wird dadurch um 55 t schwerer, (Startmasse 286.2 anstatt 231.3 t) die Nutzlastmasse steigt aber nur leicht um 10 % auf 2021 kg für den GTO Orbit. Bislang transportierte diese Rakete nur wissenschaftliche Nutzlasten : Die Planetensonden Messenger und Deep Impact und den Astronomiesatelliten Spitzer.

Eine Gemeinsamkeit aller Delta 2 Versionen ist durch die starke Beschleunigung nahe beim Boden ein relativ hohes Perigäum bei geostationären Missionen von 600 km. Aus demselben Grund gibt es eine Freiflugphase: Die Delta wird zweimal gezündet. Das erste mal für etwa 300 Sekunden und nach 3500 Sekunden nochmals um 300 Sekunden, wenn die Stufe wieder den erdnächsten Punkt erreicht hat.

Verfügbar sind auch Smart-Dispenser um mehrere Nutzlasten auszusetzen. Dieser wurde beim Start der Iridium Satelliten genutzt und eine Doppelstartvorrichtung die zwei bis zu 2247 kg schwere Nutzlasten transportieren kann. Diese wurde bislang nicht eingesetzt, da die meisten Starts in den geostationären oder Navstar Orbit gehen und hier sind heute schon die meisten Nutzlasten zu groß für die Delta 2. Zudem ist der Raum für die Nutzlasten sehr klein. die untere Nutzlast steht nur ein maximales Volumen von 2.33 m Durchmesser und 2.71 m Höhe zur Verfügung.

Eine weitere angehängte Ziffer charakterisiert die Nutzlastverkleidung. Diese gibt es in 3 Größen und mehreren Längen: Als 8 Fuß durchmessende Metallverkleidung (heute nicht mehr eingesetzt), als 9.5 Fuß durchmessende Metallverkleidung mit einer Länge von 8.5 m, als 10 Fuß Composite Verkleidung mit einer Länge von 8.9 m und als 10 Fuß Composite Verkleidung mit einer Länge von 9.2 m. Da die Nutzlastverkleidung relativ spät, erst nach 283-303 Sekunden (5-25 Sekunden nach Zündung der Delta Oberstufe) abgeworfen wird, hat die Wahl der Verkleidung einen großen Einfluss auf die Nutzlast

Die folgende Tabelle informiert wie sich die Nutzlastverkleidung auf die maximale Nutzlast auswirkt. Je höher die Geschwindigkeit ist die zu erreichen ist, desto größer ist der Einfluss. Hier die Daten für die Delta 7925.

Bahn 9.5 Zoll Verkleidung 10 Zoll Verkleidung
407 km Kreisbahn 28.8 Grad 4583 kg 4798 kg
407 km Kreisbahn 51.6 Grad 3928 kg 4102 kg
GTO 28.7 Grad 1759 kg 1832 kg
c3=0.0 km²/s² 1232 kg 1287 kg
c3=-2.0 km²/s² 1286 kg 1343 kg
c3=10.0 km²/s² 998 kg 1044 kg

Nutzlasten (-10 Verkleidung)

Version LEO 185 km,28.8 Grad GTO, 27.9 Grad Neigung Interplanetar c3=0.4 km²/s² Interplanetar c3=10 km²/s²
7920 5089 kg - -  
7925 4783 kg 1769 kg 1230 kg 998 kg
7920 6044 kg - -  
7925H 5648 kg 2142 kg 1490 kg 1213 kg
7425 2880 kg 1104 kg 784 kg 637 kg
7420 3115 kg - -  
7326 2472 kg 897 kg 598 kg 479 kg
7320 2624 kg - -  

c3=0.4 km²/s² : Fluchtgeschwindigkeit
c3=10.0 km²/s² : Typische Geschwindigkeit für eine Hohmann Bahn zum Mars.

Nachdem im Jahre 2004 die Titan 2 ausgemustert wurde übernimmt die Delta 2 nun auch den Transport von militärischen Wettersatelliten in sonnensynchrone Bahnen. Hierzu werden vor allem die Versionen 7420 und 7320 eingesetzt. Die Delta 2 dürfte noch eine Reihe von Jahren im Einsatz sein, obgleich sie relativ teuer ist. Der Grund ist, dass wenn sie wegfällt es eine Lücke zwischen 1.2 t und 8.5 t Nutzlast in einen LEO Orbit gibt, den die Delta 2 mit ihren Varianten von 2.6-5 t Nutzlast) gut ausfüllt.

!988 kostete eine Delta 2 etwa 50 Millionen Dollar, 1996 etwa 65 Millionen Dollar, dann sank der Preis kurzzeitig, weil die NASA ein größeres Los auf einmal bestellte. Die Delta 7326 kostete etwa 44 Millionen Dollar. Eine Delta 7925H kostete im Jahre 2003 etwa 85 Millionen Dollar. McDonnell-Douglas (später Boeing) kann bis zu 14 Delta 2 pro Jahr fertigen.

Die Lebensdauer der Delta 2 war erstaunlich lang. Gedacht als Interriumsversion, um die Satelliten des Navstar Programmes zu starten, war ihr doch ein langes Leben beschieden, da sie mit diesem Programm praktisch gekoppelt war. Doch wurde sie auch zum Träger anderer Air Force Satelliten. Jedoch beschlossen die Air Force keine weiteren Delta 2 nach dem Start des letzten Navstar Block 2 Satelliten mehr zu ordern. Die NASA schloss sich dem im Dezember 2006 an, da sie sonst alleine für die gesamten Fixkosten aufkommen müsste, das heißt vor allem die Startanlagen und die Stammmannschaft am Cape und an den Produktionsanlagen. Der letzte Navstar 2R Satellit startete am 17.8.2009. Nun will Boeing noch Kosten sparen, indem eine der beiden Startrampen 17A und 17B, die seit Ende der 50 er Jahre aktiv waren geschlossen wird. Doch es ist offen, ob dies ausreicht den Preis konkurrenzfähig zu halten. Zwei Pads waren notwendig, da die Verträge mit der USAF den Start innerhalb von 40 Tagen nach Auftragserteilung vorsahen, wodurch eine Startrampe praktisch für die Air Force reserveriet werden musste und kommerzielle und NASA Starts von der anderen aus erfolgen mussten.

Derzeit (1.9.2009) stehen noch sechs Starts für die NASA und zahlende Kunden aus (bis 2011). Weitere fünf Träger hat Boeing noch in der Produktion oder könnte diese anbieten. Innerhalb der NASA steht fest dass ab 2013/2014 die Taurus II und Falcon 9 die Delta 2 ablösen sollen. Doch könnte es eine Lücke geben bis diese genügend Flüge absolviert haben um als ausgereift zu gelten. So wird derzeit diskutiert ob einige dieser noch verfügbaren Träger erworben werden,

Delta 7326
Delta 7326

Delta 7925 Heavy

Delta 7925H

Delta 7425

Delta 7425

Delta 7925

Delta 7925

Delta 7925 / 7925H

Erststart: 26.11.1990, noch im Einsatz
Starts: 94 Fehlstarts: 2
Zuverlässigkeit: 97.6 %
(Stand 30.3.2004)
max. Nutzlast:
5102 kg in einen 185 km hohen Orbit
1841 kg in einen geostationären Übergangsorbit (7925)
2185 kg bei der 7925H

Stufe 0: 9 × GEM-40
Vollmasse: 9 × 13126 kg,
Leermasse: 9 × 1361 kg
Schub: 9 × 485 kN
Brennzeit: 63 sec.
Spezifischer Impuls: 2393 m/s (Meereshöhe)
Spezifischer Impuls: 2687 m/s (Vakuum)
Durchmesser 1.02 m
Länge 12.96 m

Stufe 1: Delta Thor XLT
1 Triebwerk RS27
Schub: 1054 kN
Brennzeit: 265 sec.
Vollmasse: 101900 kg
Leermasse: 5900 kg
Länge: 26.05 m
Durchmesser: 2.44 m
Spezifischer Impuls: 2962 m/s (Vakuum)
Spezifischer Impuls: 2501 m/s (Meereshöhe)
Treibstoff: Sauerstoff / Kerosin

Stufe 2: Delta K
1 Triebwerk AJ-10-118K
Schub: 35 kN
Brennzeit: 444 sec.
Vollmasse: 6954 kg
Leermasse: 950 kg
Spezifischer Impuls: 3129 m/s (Vakuum)
Länge: 5.94 m
Durchmesser: 1.7 m
Treibstoff: N2O4 /Aerozin 50

Stufe 3: PAM-D (7925)
1 Triebwerk Star 48
Schub: 67.1 kN
Brennzeit: 88 sec.
Vollmasse: 2141 kg
Leermasse: 232 kg
Spezifischer Impuls: 2864 m/s
Länge: 2.0 m
Durchmesser: 1.2 m

Stufe 3: PAM-D2 (7x27)
1 Triebwerk Star 63
Schub: 107.2 kN
Brennzeit: 120 sec.
Vollmasse: 3697 kg
Leermasse: 431 kg
spez. Impuls: 2766 m/s
Länge: 1.8 m
Durchmesser: 1.6 m

Stufe 3: Star 37 FM (7x26)
1 Triebwerk Star 37FM
Schub: 47.9 kN
Brennzeit: 63 sec.
Vollmasse: 1147 kg
Leermasse: 81 kg
spez. Impuls: 2844 m/s
Länge: 1.86 m
Durchmesser: 0.93 m

Delta 7925H:

GEM-46 Booster

Vollmasse: 19327 kg
Leermasse: 2282 kg
Schub: 623.8 kN
Brennzeit: 76.4 sec.
Spezifischer Impuls: 2678 m/s (Meereshöhe)
Spezifischer Impuls: 2393 m/s (Vakuum)
Durchmesser: 1.17 m
Länge: 14.7 m

Zusammenfassung der Nummerierung der Delta

Erste Ziffer

Bedeutung: Revision der Zentralstufe und der Booster

Zweite Ziffer

Bedeutung: Anzahl der Feststoffbooster. bislang verwendet 3,4 und 9 Booster.

Dritte Ziffer

Bedeutung: Revision der zweiten Stufe

Vierte Ziffer

Bedeutung: Revision der dritten Stufe

Hinweis: Die Ziffern 1 und 2 Stehen für die Oberstufen Altair 2 mit 22.2 kN Schub und 275 kg Startmasse und FW-4D mit 35 kN Schub und 300 kg Startmasse, die früher im Delta Programm verwendet wurden. Man hat beginnend von diesen Oberstufen aus die Nummerierung gestartet. Das Nummerierungssystem ist offiziell mit dem Erscheinen der Delta 4 eingestellt worden.

Die Thor und Delta Starts

Aufschlüsselung nach Modell

Aufschlüsselung nach Startjahr:

Büchertipps

Von mir gibt es mehrere Bücher zum Thema Trägerraketen. Mein bisher umfassendstes Werk ist ein zweibändiges Lexikon über Trägerraketen mit jeweils rund 400 Seiten Umfang. Eine sehr gute, kompakte Übersicht über die Trägerraketen Russlands, Europas, Chinas, Japan Indiens und verschiedener Nationen (Brasilien, Israel, Australien, Nordkorea, Südkorea, Iran) ist das Raketenlexikon: Band 2: Internationale Trägerraketen Der dazu gehörende Band 1 (Raketenlexikon: Band 1: US Trägerraketen ) behandelt die amerikanischen Trägerraketen. Jeder Band behandelt die Technik und Geschichte von rund 100 Submodellen in kompakter Form. Die grundlegende Technik eines Modells wird in einem einführenden ersten Kapitel ausführlicher besprochen. Die folgenden Kapitel beinhalten dann die Veränderungen von Subversion zu Subversion. Jeder Typ wird mit einem ausführlichen Datenblatt und einem Startfoto dokumentiert.

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