آخرین بروزرسانی: 2019/12/29

راکت فضایی دلتا ۴

راکت فضایی دلتا ۴
محمد جواد عسکر پور
دلتا ۴ یک راکت فضایی یکبار مصرف سوخت مایع دو مرحله ای از خانواده راکت های دلتا است
دلتا ۴ از اکسیژن مایع به عنوان اکسیدکننده و از هیدروژن مایع به عنوان سوخت استفاده میکرد.
قسمت های اصلی راکت توسط بخش تحقیقات های فضایی کمپانی بویینگ طراحی شده و در کمپانی ULA یا همان UNITED LAUNCH ALLIANCE در ایالت آلباما ساخته میشود و مونتاژ نهایی توسط همین کمپانی ULA انجام میشود .
راکت دلتا ۴ برای این ساخته شده بود تا برای نیروی هوایی ایالات متحده محموله هایی را به مدار زمین برساند و یا ماهواره های تجاری را حمل کند .
دلتا ۴ در پنج مدل در دسترس است
نسخه medium و medium +(4.2) و medium (5.2) و medium (5.4) و دلتا هوی(سنگین) که شامل وزن های مختلف میشوند
دلتا ۴ در وحله ی اول برای این ساخته شده بود تا نیاز های فضایی نیروی هوایی ایالات متحده را برطرف سازد.
راکت دلتا ۴ از پایگاه فضایی cape carnaval در فلوریدا و پایگاه وندنبرگ نیروی هوایی به فضا لانچ میشود.
دلتا ۴ نسخه جدیدی از راکت های دلتا بود که دارای طراحی جدیدتری نسبت به دیگر اعضای خانواده دلتا بود یک تفاوتی که دلتا ۴ با دیگر اعضای خانواده دلتا دارد این است که مرحله اول این راکت از سوخت مایع هیدروژن مایع بجای نفت سفید استفاده میکند و دارای موتور راکتی RS68 ساخته کمپانی راکت داین است.

زمانی راکت دلتا ۴ وارد خدمت شد که نیاز های بازار جهانی بیشتر از توان دلتا ۴ بود و به علاوه راکت دلتا ۴ هنوز توانایی هایش اثبات نشده بود لذا برای بازاریابی در بازار به مشکلاتی خورد، در سال ۲۰۰۳ بویینگ دلتا ۴ را از بازار تجاری خارج کرد و در سال ۲۰۰۵ اعلام کرد که دوباره دلتا ۴ را به بازار تجازی باز خواهد گرداند.
تمامی دلتا ۴ ها بجز آنهایی که برای رساندن ماهواره تجاری eutelsat W5 بکار رفتند ، هزینه شان توسط نیروی هوایی پرداخت شد که این مبلغ ۴۰۰ میلیون دلار بود .
نیروی هوایی ایالات متحده پشتیبان مالی اصلی دلتا ۴ میباشد و بودجه بویینگ برای برنامه دلتا ۴ را نیروی هوایی پرداخت می کند در اوت سال ۲۰۰۸ نیروی هوایی ایالات متحده مبلغ ۱.۶ میلیارد دلار را برای توسعه راکت دلتا چهار پرداخت کرد
در مارس سال ۲۰۱۵ ، ula اعلام کرد که تا سال ۲۰۱۸ بجز دلتا هوی لانچ تمانی راکت های خانواده دلتا را متوقف خواهد کرد
در چهارم اکتبر سال ۲۰۱۲ یک راکت دلتا ۴ نسخه (۴.۲) در مرحله بالایی مجهز به موتور راکتی RL10B2 شد که این موتور تراست مورد نیاز را فراهم نمی کرد و به همین دلیل نتوانست ماموریت رساندن ماهواره به مدار زمین را به طور کامل موعقیت آمیز انجام دهد و در دسامبر سال ۲۰۱۲ شرکت بویینگ تاکید کرد که مشکل از سوخت راکت بوده و لانچ های دلتا ۴ از ماه مه سال۲۰۱۳ از سر گرفته میشود ولی به علت مسائل سرمایه گزاری لانچ راکت به عقب افتاد .
در نهایت دلتا ۴ از سال ۲۰۲۰ به بعد با راکت vulcan جایگزین خواهد شد این راکت ولکان دارای یک موتور راکتی BE4 سوخت مایع است که از متان به عنوان سوخت بهره میبرد
مرحله اول
مرحله اول راکت در نسخه هوی سه بوستر و در نسخه معمولی یک بوستر است و از موتور راکتی سوخت مایع از نوع RS68 بهره میبرد که از اکسیژن مایع به عنوان اکسید کننده و از هیدروژن مایع به عنوان سوخت بهره میبرد
در سال ۲۰۰۲ موتور راکتی RS68 اولین موتور راکتی سوخت مایع بزرگ آمریکایی بعد از موتور های راکتی شاتل که در دهه ۷۰ طراحی شده بودند ،شد هدف اولیه برای RS68 این بود که این موتور راکتی نسبت به موتور های شاتل دارای هزینه کمتری باشد هرچند مشکلاتی در اتاقک احتراق و تکانه ویژه باعث افزایش هزینه شد ولی هزینه نسبت به موتور های شاتل کمتر بود
برای نمونه در وحله اول لانچ موتور راکتی RS68 تا ۱۰۲ درصد رانش فراهم میکند ولی بعد از گذر از نیمه راه رانش را تا ۵۸ درصد کاهش میدهد
در نسخه دلتا هوی بعد از ۵۰ ثانیه بعد از لانچ رانش بوستر اصلی تا رلنش ۵۸ درصد کاهش میابد و دو بوستر دیگر با همان ۱۰۲ درصد رانش ادامه میدهند و این مسئله به بوستر اصلی این امکان را میدهد تا سوخت را ذخیره کرده و بعد از جدا شدن بوستر های فرعی سوخت را بسوزاند و بعد از جدا شدن بوستر های فرعی ،بوستر اصلی رانش را تا ۱۰۲ درصد افزایش میدهد .
و در مخزن سوخت و اکسید کننده راکت از آلومینیوم آیزوگرید ساخته شده و خود موتور راکتی در قسمت پایینی استیج قرار دارد

مرحله دوم
مرحله دوم دلتا ۴ بر اساس مرحله دوم دلتا ۳ ساخته شده با این تفاوت که قابلیت حمل سوخت بیشتری را دارد بستگی به نسخه مرحله دوم دارای طول ۴ متر است و در مدل دیگر دارای ۵ متر طول و قطر مخزن ۵ متر است مرحله دوم راکت از موتور راکتی سوخت مایع RL10B2 استفاده میکند که دارای نازل کربن-کربن است که باعث میشود تکانه ویژه افزایش یابد .همانطور که در اول اشاره شد دو نوع استیج دوم برای راکت دلتا ۴ میتوان در نظر گرفت یکی با طول ۴ متر و دیگری با طول ۵ متر .
ناوبری و کنترل و هدایت
سیستم ناوبری و کنترل رلکت ساخته شرکت L3 communication است که بر اساس سیستم هدایت دلتا ۲ ساخته شده است ولی نرم افزار های آن متفاوت است راکت برای هدایت دارای ۶ ژیروسکوپ حلقه لیزری و شتاب سنج است
مدل ها
Delta IV small
دلتا ۴ کوچک یک نسخه کوچکتر از دلتا ۴ است که دارای مرحله دوم دلتا ۲ است و دارای موتور راکتی star48 برای مرحله سوم است و این راکت دارای یک بوستر اصلی بود و دارای همان قابلیت حمل بار دلتا ۲ بود این نسخه در سال ۱۹۹۹ توسعه یافت .
Delta IV medium
نسخه delta IV medium اصلی ترین نسخه دلتا ۴ است این نسخه دارای یک بوستر مرحله اول اصلی است و دارای مرحله دوم دلتا ۳ است و این نسخه دارای مخزن چهار متری اکسیژن مایع و هیدروژن مایع است و این نسخه از دلتا ۴ قابلیت این را دارد که تا ۴.۲ تن با را تا مدار GTO برساند
نسخه دلتا ۴ مدل (۴.۲) نیز مشابه مدل قبلی است ولی دارای دو موتور راکتی سوخت جامد برای افزایش توان حمل بار است این نسخه تا ۶۱۵۰ کیلوگرم بار را به مدار GTO می رساند
نسخه دلتا ۴ مدل(۵.۲) هم مشابه نسخه قبلی است و دارای یک مخزن حمل بار با قطر ۵ متر است و مخزن سوخت و اکسید کننده هم ۵ متر میباشد این نسخه تا ۵۰۷۲ کیلوگرم بار را به مدار GTO میرساند.
دلتا نسخه (۵.۸) هم تا ۶۸۸۰ کیلوگرم محموله را به مدار GTO میرساند
Delta heavy
این نسخه دلتا هوی مشابه دلتا ۴ میباشد با تفاوت اینکه دارای دو بوستر کمکی است که در حین پرواز جدا میشوند .
دلتا ۴ اولین لانچ خود را در سال ۲۰۰۴ انجام داد این نسخه همانطور که گفته شد دارای یک بوستر اصلی و دو بوستر سوخت مایع کمکی بجای بوستر های سوخت جامد در نسخه دلتا medium است
در اول لانچ تمامی بوستر ها با تمام توان رانش فراهم میکنند و بعد از ۴۰ ثانیه بوستر اصلی قدرت خود را تا ۵۵ در۱د کاهش میدهد بوستر ها تا ۲۴۲ ثانیه کار میکنند و سپس جدا میشوند و بوستر اصلی هم بعد از ۸۶ ثانیه دیگر خاموش شده و محموله به مدار میرسد
این نسخه میتواند تا ۲۸۷۹۰ کیلوگرم بار را به مدار LEO برساند
تا ۲۵۹۸۰ کیلوگرم بار را به مدار پایینی زمین میرساند
و همچنین تا ۱۴۲۲۰ کیلوگرم بار را به مدار GTO و ۱۴۸۸۰ کیلوگرم به GEO و تا ۱۰ تن محموله را به کره ماه میرساند .
اولین لانچ دلتا ۴ در سال ۲۰۰۲ بود و دلتا تا بعد از سالهای ۲۰۲۰ با ولکان جایگزین خواهد شد