Delta

11.08.2001 / Autor: Karl Urban und Michael Stein

Delta

Die Delta-Trägerrakete ist das Arbeitspferd der US-amerikanischen Raumfahrt.

Start einer Delta II 7925-Trägerrakete am 12.01.2005 mit der Raumsonde Deep Impact als Nutzlast.
(Foto: Kennedy Space Center/Elizabeth Warner)

Die erfolgreiche amerikanische Familie der Delta-Trägerraketen kann auf eine Geschichte zurückblicken, die bis in die Anfänge der Raumfahrt Ende der 1950er Jahre reicht. Zur Familie der Delta-Trägerraketen zählen rund 20 verschiedene Versionen. Bis heute werden Delta II-Raketen vor allem für den Transport mittelschwerer Satelliten und Raumsonden eingesetzt. Der jüngste Spross dieser erfolgreichen Raketenfamilie, die Delta IV-Rakete, soll jedoch auch schwere Nutzlasten ins Weltall befördern.

Von Thor zu Delta I
Die erste Rakete mit der Bezeichnung Delta wurde 1959/1960 auf Basis der Thor-Rakete entwickelt. Die Thor ihrerseits wurde 1956 von der Douglas Aircraft Company als ballistische Mittelstreckenrakete für die US Air Force entworfen. Schon bald darauf entstanden verschiedene Versionen für zivile und militärische Satelliten- und Raumsondenstarts (unter anderem beförderte eine Thor-Trägerrakete 1960 mit TIROS-1 den ersten Wettersatelliten der Welt in eine Umlaufbahn).

Im April 1959 erteilte die erst ein halbes Jahr zuvor gegründete amerikanische Raumfahrtbehörde NASA der Douglas Aircraft Company den Auftrag, eine Trägerrakete für den Start ziviler Satelliten zu entwerfen und davon zwölf Exemplare herzustellen. Die im Rahmen dieses Auftrags entwickelte Rakete stellte die vierte Weiterentwicklung der Thor-Rakete dar und wurde deswegen nach dem vierten Buchstaben des griechischen Alphabets benannt: die Delta-Rakete war geboren!

Schon ein gutes Jahr nach Auftragserteilung, am 13. Mai 1960, startete die erste, damals noch häufig Thor-Delta genannte Rakete - mit einem Fehlschlag. Versuch Nummer Zwei am 12. August war dann jedoch ein voller Erfolg, als mit dem Ballon Echo 1A der erste "Telekommunikationssatellit" in eine Erdumlaufbahn gebracht wurde (wenngleich es sich dabei auch um einen passiven Satelliten handelte, der einfach auftreffende Radiowellen zurück zur Erde reflektierte). Es sollten schließlich noch einige weitere Premieren im Laufe der Starts der zwölf Delta I-Raketen aus der ersten Produktionsreihe hinzukommen.

Während die Delta-Rakete ursprünglich nur für den Start von Nutzlasten in niedrige Erdumlaufbahnen vorgesehen war wurden ab 1962 nicht zuletzt aufgrund der erfolgreichen Flüge der ersten Produktionsreihe mehrere Modifikationen durchgeführt, die die Nutzlastkapazität der Delta bis zum Ende der 1960er Jahre verzehnfachten. So stieg die Nutzlast für einen geostationären Orbit von 45 Kilogramm bei der ersten Delta-Rakete bis auf 454 Kilogramm bei der Delta M-6 aus dem Jahr 1969. Die verschiedenen Versionen der Trägerrakete wurden durch fortlaufend vergebene Buchstaben gekennzeichnet, so dass aus der ursprünglichen Delta schließlich eine Delta N wurde. Im Jahr 1972 war der Buchstabensalat so unüberschaubar geworden, dass ein neues Bezeichnungssystem eingeführt wurde. Der Hersteller McDonnell-Douglas (die Douglas Aircraft Company war 1967 mit der McDonnell Aircraft Corporation fusioniert) entschied sich für einen vierstelligen Zahlencode, der Aussagen über die erste Raketenstufe (erste Ziffer), die Anzahl der Feststoffbooster (zweite Ziffer), den Typ der zweiten Raketenstufe (dritte Ziffer) und den der dritten Stufe (vierte Ziffer) beinhaltete.

Von 1972 bis 1992 wurden Raketen der Serien Delta 1000 bis Delta 6000 produziert und gestartet. Alle Delta-Raketen waren mit zwei bzw. drei Stufen ausgestattet und mit bis zu neun Feststoffboostern ausgestattet, um die Leistungsfähigkeit der Trägerrakete weiter zu erhöhen. Der letzte Start einer Trägerrakete der Delta I-Familie erfolgte am 24. Juli 1992 (wobei Delta I nur ein Sammelbegriff für alle Delta-Raketentypen vor Erscheinen der Delta II ist - es gab nie eine Delta-Trägerrakete mit dieser Bezeichnung!), als eine Delta 6925 von der Startplattform 17A in Cape Canaveral abhob. Zwischen 1960 und 1992 wurden insgesamt 203 Delta I-Trägerraketen gestartet, von denen nur zwölf Starts fehlschlugen - mithin eine Erfolgsquote von 94 Prozent!

Delta II

Die aktuell angebotenen Delta II-Versionen.
(Grafik: Boeing/M. Stein)

Nachdem in den 1980er Jahren das Space Shuttle-Programm begann sah die Zukunft für die konventionellen amerikanischen Trägerraketen eher düster aus, da die Raumfähren nach dem Willen der NASA zukünftig auch als bevorzugtes Trägersystem für Satelliten und Raumsonden dienen sollten. Schnell stellte sich jedoch heraus, dass die Kosten eines Shuttle-Starts die vorausberechneten Kosten um ein Mehrfaches überstiegen. Spätestens mit der Challenger-Katastrophe im Januar 1986 änderte sich die Situation dann endgültig, und nachdem McDonnell-Douglas einen Vertrag der US-Air Force über zwanzig Trägerraketen zum Start der ersten Generation der GPS-Satelliten gewonnen hatte wurde die Delta II entwickelt. Dabei handelte es sich um eine Weiterentwicklung der Delta 3920/PAM-D, die erstmals am 26. November 1990 zum Einsatz kam. Bis heute ist der Start von GPS-Satelliten ein wichtiger Einsatzzweck dieser Trägerrakete geblieben, wirklich bekannt wurde sie jedoch durch den Start vieler Forschungssonden der NASA - so wurden beispielsweise alle amerikanischen Mars-Sonden seit Mitte der 1990er Jahre (mit Ausnahme des Mars Reconnaissance Orbiter) oder auch die Kometensonde Deep Impact mit einer Delta II gestartet.

Heutzutage wird die Delta II 7xxx vom Hersteller Boeing - der McDonnell-Douglas 1997 übernommen hatte - in fünf verschiedenen Versionen angeboten. Sie ist mit drei Raketenstufen ausgestattet und verfügt je nach Verwendungszweck über drei, vier oder neun Feststoff-Booster, die beim Start gezündet werden (sind neun Booster vorhanden, dann werden nur sechs beim Start gezündet, die übrigen drei erst nach dem Ausbrennen der ersten sechs Booster während des Fluges). Daneben gibt es noch eine als "Heavy" bezeichnete Variante dieser Trägerrakete, die sich durch größere und leistungsstärkere Feststoffbooster auszeichnet; dabei handelt es sich um Booster des Typs GEM-46, der ursprünglich für die Delta III entwickelt wurde.

Für die Delta II existieren drei verschiedene Nutzlastverkleidungen mit neun bzw. zehn Fuß Durchmesser (= ca. 2,9 bzw. 3,0 Meter), wobei die größere Variante in einer Normal- und einer Langversion angeboten wird. Eine Delta II 7925H-10L beispielsweise bezeichnet eine Delta II-Trägerrakete (7) mit neun Feststoffboostern (9), einer zweiten Raketenstufe mit einem mehrfach zündbaren Aerojet AJ10-Triebwerk (2), einer mit einem Star-48B-Triebwerk ausgestatteten dritten Stufe (5) in der Heavy-Ausführung mit leistungsstärkeren Boostern (H) und einer zehn Fuß (drei Meter) durchmessenden Nutzlastverkleidung (10) in der verlängerten Ausführung (L). Die Delta II ist rund 40 Meter hoch und kann zwischen 894 und 2.133 Kilogramm Nutzlast in einen geostationären Transferorbit befördern - eine weitere deutliche Steigerung gegenüber den 45 Kilogramm Nutzlast der "Ur-Delta".

Delta III
Als in den 1990er Jahren der Satellitenmarkt immer stärkere Trägerraketen benötigte, da die Satelliten immer schwerer wurden, begann 1995 die Entwicklung einer weiteren Trägerrakete dieser Familie. 1998 startete dann die erste Delta III. Mittlerweile wird eine wiederum verbesserte Delta-Rakete entwickelt, welche, wenn alles gut läuft, 2002 unter dem Namen Delta IV starten wird.

Die Technik
Die Rakete hat heute eine Höhe von 35,4m. Die ersten Stufe wird von bis zu neun Feststoff-Triebwerken unterstützt, von denen beim Abheben nur sechs gezündet werden. Erst wenn sie ausgebrannt sind, werden 58 Sekunden nach dem Start die restlichen drei Booster gezündet. In der ersten und zweiten Stufe der Delta-Rakete sitzt ein Flüssig-Triebwerk. Die dritte Stufe wurde früher von einem Feststoff-Triebwerk beschleunigt. Mittlerweile wurde die dritte Stufe aber durch das sogenannte Payload Assist Module (PAM) ersetzt, das an der Hauptrakete befestigt wird. Das PAM wird auch auf Space Shuttle-Flügen genutzt. Es beschleunigt Raumschiffe in einem niedrigen Erdorbit, um auch einen höheren erreichen zu können. Viele Satelliten, besonders Kommunikations-Satelliten, arbeiten in einem geostationären Orbit, 35792 km über dem Äquator. Mit Hilfe des PAM und einer stärkeren zweiten Stufe wird die maximale Nutzlast der Delta mehr als verdoppelt.

Technische Daten