宇宙神Ⅴ號運載火箭，又譯為阿特拉斯-5型運載火箭，為洛克希德馬丁公司所研製的不可重複使用之運載火箭（現由洛克希德馬丁與波音公司研製，隸屬聯合發射同盟（United Launch Alliance）），航空噴氣公司則負責宇宙神Ⅴ型運載火箭固態輔助火箭的研發及製造。
第一節的由液態氧及煤油為燃料，是於阿拉巴馬州的迪凱特建造，引擎為俄羅斯的RD-180火箭引擎，第二節則是以液態氧及液態氫為燃料的半人馬座火箭，某些衍生型裝有捆綁式固態輔助火箭以增加酬載量，輔助火箭及第一節和第二節構成宇宙神Ⅴ型運載火箭。
宇宙神5型運載火箭屬於美國空軍的改進型一次性運載火箭（EELV）的一部分，不可重複使用代表此種運載火箭只能使用一次。發射地點在卡納維爾角空軍基地複合式41號發射台，另外位於西岸的范登堡空軍基地3E號發射台發射極地軌道的衛星。
基本介紹
- 中文名：宇宙神Ⅴ型火箭
- 別名：宇宙神5型運載火箭
- 用途：一次性火箭
- 製造商：聯合發射同盟
- 製造國家：美國
- 高度：58.3 米
- 直徑：3.81 米
- 質量：546,700 公斤（1,205,200 磅）
- 級數：2節
具體參數,發射歷史,研製歷史,技術細節,第一節,第二節,酬載艙（整流罩）,套用前景,
具體參數
酬載量
有效載荷-近地軌道 9,750–29,420 公斤[1]
有效載荷-
GEO 4,750–13,000 公斤[1]
輔助火箭 (非重型運載火箭) - 航空噴氣公司
數量 1枚到5枚
發動機 1顆固態火箭發動機
單發動機推力 1,270 千牛頓 (285,500 磅)
比沖 275 秒
推進時間 94 秒
燃料 固態燃料
輔助火箭 (宇宙神五號重型運載火箭(5HX)) - 宇宙神標準核心火箭
數量 2枚
發動機 一台RD-180
單發動機推力 4,152 千牛頓 (933,406 磅)
比沖 311 秒
推進時間 253 秒
燃料 煤油/液態氫
第一級 - 宇宙神標準核心火箭
發動機 一台RD-180
推力 4,152 千牛頓 (933,406 磅)
比沖 311 秒
推進時間 253 秒
燃料 煤油/液態氫
第二級 (Atlas V XX1) - 半人馬座火箭
發動機 1 顆RL-10A火箭引擎
推力 99.2 千牛頓 (22,290 磅)
比沖 451 秒
推進時間 842 秒
燃料 液態氧/液態氫
第二級 (Atlas V XX2) - 半人馬座火箭
發動機 2 顆RL-10A火箭引擎
推力 147 千牛頓 (41,592 磅)
比沖 449 秒
推進時間 421 秒
燃料 液態氧/液態氫
發射場 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台
范登堡空軍基地複合式發射場3號發射台
發射歷史
從2002年8月的第一次發射到2010年8月間的22次發射中，宇宙神V型運載火箭有幾近完美的成功率，但於2007年6月15日發射NRO L-30衛星時，因第二節的半人馬座火箭引擎提早關閉，導致酬載物－兩顆海洋監測衛星－進入較預期低之軌道，然而，買主美國國家偵查部(National Reconnaissance Office)認為此次任務是成功的，而此事故也經過徹底的調查。於此次些微失敗後，宇宙神5型運載火箭已有九次發射成功紀錄。
總發射次數 27次
(401: 11, 411: 3, 421: 3, 431: 2)
(501: 3, 521: 2, 531: 1, 551: 2)
成功次數 26次
(401: 10, 411: 3, 421: 3, 431: 2)
(501: 3, 521: 2, 531: 1, 551: 2)
失敗次數 0次
部分失敗次數 1次 (401型)[2]
首次發射 401: 2002年8月21日
411: 2006年4月20日
421: 2007年10月10日
431: 2005年3月11日
501: 2010年4月22日
521: 2003年7月17日
531: 2010年8月14日
551:2006年1月19日
著名酬載衛星 火星偵察軌道器
新視野號
月球勘測軌道飛行器
太陽動力學天文台
波音X-37
朱諾號
| # | 發射日期/時間 (協調世界時) | 火箭型號 | 發射編號 | 發射地點 | 酬載衛星 | 酬載衛星種類 | 軌道 | 結果 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2002年8月21日 22:05 | 401型 | AV-001 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 火鳥6號衛星 | 商業通信衛星 | 成功 | 首次宇宙神5型運載火箭發射 | |
2 | 2003年5月14日 22:10 | 401型 | AV-002 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | Hellas Sat 2號人造衛星 | 商業通信衛星 | 地球同步軌道 | 成功 | |
3 | 2003年7月17日 23:45 | 521型 | AV-003 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | Rainbow 1號人造衛星 | 商業通信衛星 | 地球同步軌道 | 成功 | 首次宇宙神五號500型運載火箭發射 |
4 | 2004年12月17日 12:07 | 521型 | AV-005 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | AMC 16 | 商業通信衛星 | 地球同步軌道 | 成功 | |
5 | 2005年3月11日 21:42 | 431型 | AV-004 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | Inmarsat 4-F1 | 商業通信衛星 | 地球同步軌道 | 成功 | |
6 | 2005年8月12日 11:43 | 401型 | AV-007 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 火星探測器 | 逃脫軌道 | 成功 | 宇宙神5型運載火箭首次為美國國家航空航天局發射衛星 | |
7 | 2006年1月19日 19:00 | 551型 | AV-010 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 逃脫軌道 | 成功 | 首次使用第三節，第三節為波音公司製造的Star 48B火箭發動機。 | ||
8 | 2006年4月20日 20:27 | 411型 | AV-008 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | ASTRA 1KR人造衛星 | 商業通信衛星 | 成功 | 宇宙神5型運載火箭首次為ILS發射商業通信衛星 | |
9 | 2007年3月9日 03:10 | 401型 | AV-013 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 太空測試計畫-1(Space Test Program-1) | 六枚軍事研究衛星 | 低地球軌道 | 成功 | FalconSAT-3衛星 |
10 | 2007年6月15日 15:12 | 401型 | AV-009 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 美國國家偵查部NRO L-30R人造衛星(NOSS-4-3A & B人造衛星) | 兩顆美國國家偵查部偵查衛星 | 低地球軌道 | 第二級火箭發動機異常 | 宇宙神5型運載火箭首次為美國國家偵查部發射衛星 |
11 | 2007年10月11日 00:22 | 421型 | AV-011 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | Wideband Global SATCOM system(WGS)SV-1人造衛星 | 軍事通信衛星 | 成功 | ||
12 | 2007年12月10日 22:05 | 401型 | AV-015 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 美國國家偵查部NRO L-24人造衛星 | 美國國家偵查部偵察衛星 | Molniya軌道 | 成功 | |
13 | 2008年3月13日 10:02 | 411型 | AV-006 | 范登堡空軍基地複合式發射場3號發射台 | 美國國家偵查部NROL-28人造衛星 | 美國國家偵查部偵察衛星 | Molniya軌道 | 成功 | 宇宙神5型運載火箭首次從范登堡空軍基地發射 |
14 | 2008年4月14日 20:12 | 421型 | AV-014 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | ICO G1衛星 | 商業通信衛星 | 成功 | 宇宙神5型運載火箭最重的酬載衛星 | |
15 | 2009年4月4日 00:31 | 421型 | AV-016 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | Wideband Global SATCOM system(WGS)SV-2人造衛星 | 軍事通信衛星 | 成功 | ||
16 | 2009年6月18日 21:32 | 401型 | AV-020 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 月球勘測軌道飛行器/月球坑觀測和遙感衛星 | 月球探測器 | 高地球軌道 | 成功 | 首枚撞擊月球的半人馬座火箭上級 |
17 | 2009年9月8日 21:35 | 401型 | AV-018 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | PAN | 軍事通信衛星 | 成功 | ||
18 | 2009年10月18日 16:12 | 401型 | AV-017 | 范登堡空軍基地複合式發射場3號發射台 | DMSP 5D3-F18 | 軍事氣象衛星 | 低地球軌道 | 成功 | |
19 | 2009年11月23日 06:55 | 431型 | AV-024 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | Intelsat 14衛星 | 商業通信衛星 | 成功 | ||
20 | 2010年2月11日 15:23 | 401型 | AV-021 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 太陽動態觀測者 | 太陽觀測衛星 | 成功 | ||
21 | 2010年4月22日 23:52 | 501型 | AV-012 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 波音X-37 OTV-1 | 太空飛機原型機 | 低地球軌道 | 成功 | |
22 | 2010年8月14日 11:07 | 531型 | AV-019 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | AEHF-1 | 軍事通信衛星 | 成功 | ||
23 | 2010年9月21日 04:03 | 501型 | AV-025 | 范登堡空軍基地複合式發射場3號發射台 | 美國國家偵查部NROL-41人造衛星 | 美國國家偵查部偵察衛星 | 低地球軌道 | 成功 | |
24 | 2011年3月5日 22:46 | 501型 | AV-026 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 波音X-37 OTV-2 | 太空飛機原型機 | 低地球軌道 | 成功 | |
25 | 2011年4月15日 04:24 | 411型 | AV-027 | 范登堡空軍基地複合式發射場3號發射台E | USA-228 (NRO L-34) | NRO偵察衛星 | 低地球軌道 | 成功 | |
26 | 2011年5月7日 18:10 | 401型 | AV-022 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | SBIRS-GEO-1 | 飛彈警示衛星 | 成功 | ||
27 | 2011年8月5日 16:25 | 551型 | AV-029 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 木星探測衛星 | 木星軌道 | 成功 | ||
28 | 2011年11月26日 15:02 | 541 | AV-028 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | 火星探測車 | Hyperbolic | 成功 | Centaur stage to enter orbit around the sun | |
29 | 2012年2月24日 22:15 | 551 | AV-030 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | MUOS-1 | 軍事通信衛星 | GTO | 成功 |
|
30 | 2012年5月4日 18:42 | 531 | AV-031 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | USA-235 (AEHF-2) | 軍事通信衛星 | GTO | 成功 | |
31 | 2012年6月20日 12:28 | 401 | AV-023 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | NROL-38 | NRO reconnaissance satellite | GEO | 成功 | 50th EELV launch |
32 | 2012年8月30日 08:05 | 401 | AV-032 | 卡納維爾角空軍地複合式發射場41號發射台 | RBSP | 范艾倫輻射帶探測 | 成功 | ||
33 | 2012年9月13日 21:39 | 401 | AV-033 | VAFB SLC-3E | NROL-36 | NRO偵察衛星 | 成功 | ||
34 | 2018年4月15日7時13分 | 551 | 卡納維拉爾角航天發射場 | 軍用通信衛星CBAS，EAGLE太空飛行器 | 軍用通信衛星 | 地球同步軌道 | 成功 |
研製歷史
宇宙神5型運載火箭為宇宙神系列運載火箭中最新的型號，其技術來自早期的宇宙神二號運載火箭，主要則是宇宙神三號運載火箭，大部分的推進系統，電子設備及火箭結構有沿襲早期火箭，有些則是小幅修改。外觀上最明顯的修改為第一節的燃料槽，不再使用10呎直徑的不鏽鋼硬式殼槽，亦不用的有中央隔壁的“氣球”結構，也不再用“一節半”的技術(於發射至進入軌道途中將三顆引擎中的兩顆丟棄)，宇宙神5型運載火箭則使用類似泰坦系列運載火箭及太空梭外部燃料槽的12.5呎直徑鋁合金鍛接燃料槽。
每台宇宙神5型運載火箭有三個位數來表示其運載火箭的設計結構。第一個位數代表酬載艙的直徑，以米表示，數字不是4就是5。第二個位數代表固態輔助火箭的數量，這些固態輔助火箭裝在宇宙神5型運載火箭的第一節上，如果所使用的酬載艙直徑為4米，可裝0到3枚固態輔助火箭；如果所使用的酬載艙直徑是5米，可裝0到5枚固態輔助火箭。第三個位數是半人馬座火箭上的RL10A-4-2火箭引擎的數量，不是一枚就是二枚。單引擎半人馬座火箭(Single-engine Centaurs，SEC)單位時間使用燃料較少，推進時間較久，所以運載到達地球同步軌道(GEO)的人造衛星和逃脫地球軌道；雙引擎半人馬座火箭(Dual engine Centaurs，DEC)則將人造衛星送至低地球軌道。
例如宇宙神五號552型運載火箭代表酬載艙直徑為5米，有五枚固態輔助火箭和兩顆半人馬座火箭引擎。另一個例子，宇宙神五號431型運載火箭的酬載艙的直徑為4米，三枚固態輔助火箭和一顆半人馬座火箭引擎。
技術細節
第一節
宇宙神五號系列運載火箭主引擎為俄羅斯的RD-180引擎，第一節為新研發的公共助推核心(CCB)，最多可以捆綁式加裝五枚航空噴氣公司製造的固態輔助火箭，標準核心火箭直徑為3.8米(12.5呎)，長32.5米(106.6呎)，可填裝284,450公斤(627,105磅)的液態氧及煤油，標準核心火箭的推進時間約4分鐘，俄羅斯的RD-180引擎於發射時提供推力約4百萬牛頓(860,000磅),飛行中產生的最大推力可達4.152百萬牛頓。
第二節
第二節的半人馬座火箭有加壓燃料槽使之穩固，並使用低溫燃料(液態氫或液態氧)，宇宙神5型運載火箭的第二節直徑為1.68米(5.5呎)，所使用引擎為一顆或兩顆普拉特-惠特尼RL10A-4-2火箭引擎(Pratt & Whitney RL10A-4-2 engines)，每顆引擎產生99.2千牛頓(22,300磅)。改良RL10A-4-2火箭引擎外型是增加第二節的操作性能和可靠程度，另外慣性航行裝置(inertial navigation unit，INU)也裝在半人馬座火箭上，讓宇宙神5型運載火箭和半人馬座火箭可以穩定的飛行，也控制宇宙神運載火箭和半人馬座火箭的燃料槽壓力及燃料使用量，半人馬座火箭的引擎也可以在真空中點燃，可將人造衛星送入低地球軌道，進入低地球軌道後，可形成橢圓的地球同步軌道(GTO)，再經過第三次點火，即可從橢圓的地球同步軌道轉為圓形的地球同步軌道(GEO)。半人馬座火箭有著高燃燒比率(燃料燃燒完全比率)，所以可以搭配各種不同的重量的末端節，也可以用來作商業運載火箭，將人造衛星放置在較遠的軌道。
在宇宙神5型運載火箭第一次發射之前，有許多系統已經升級或增強了，例如容錯慣性飛行裝置(Fault Tolerant INU，FTINU)可增加宇宙神系列運載火箭的可靠性。
酬載艙（整流罩）
宇宙神5型運載火箭有兩種常用的酬載艙(整流罩)。第一種是典型4米直徑的酬載艙，從宇宙神二號運載火箭開始使用，屬於標準和較纖細的酬載艙(參見宇宙神5型運載火箭第4次發射Inmarsat 4-F1衛星)第二種是洛克希德馬丁公司所研發的加大型5米直徑(實際上是4.57米直徑)酬載艙，建造地點則為位在瑞士的Contraves太空(現為Oerlikon太空)。Contraves太空所制的整流罩使用複合材料，此複合材料在早期的運載火箭的整流罩即使用過，不須在另尋新的材質。第三種則是加長版的酬載艙，是用來運載宇宙神五號重型運載火箭的酬載物。前兩種酬載艙是用來酬載宇宙神五號500型運載火箭。在2008年4月14日，宇宙神5型運載火箭運載了迄今最重的酬載進入軌道──一枚由加利福尼亞州帕洛亞托的太空系統/眼端公司(Space Systems/Loral of Palo Alto, CA)所製造的電信通訊衛星，重6648公斤（14625磅）。
套用前景
洛克西德·馬丁公司的合資公司——國際發射服務公司（ILS）獲準從范登堡空軍基地的東-3航天綜合發射場首次進行宇宙神V火箭發射。該發射場正在改造之中，以支持定於2005年晚些時候進行的國家安全飛行任務發射。此次發射是為美國國家偵察辦公室進行的，是 宇宙神V火箭的18次發射之一。宇宙神V火箭能將重19000磅的有效載荷送入地球同步轉移軌道。洛克西德·馬丁公司研製宇宙神V火箭是為了滿足美國空軍EELV項目需求及國際發射服務公司的商業發射要求。自從2002年8月宇宙神V火箭首飛以來，這種火箭已進行3次商業發射，全部取得成功。
宇宙神五號重型運載火箭(又稱重型運載火箭)使用三枚標準核心火箭，可以酬載更重(達25公噸)的太空船。宇宙神五號重型運載火箭約95%的硬體設備都與使用單枚標準核心火箭的宇宙神5型運載火箭相同。
宇宙神五號重型運載火箭的酬載能力與三角洲四號重型運載火箭相近。 後者使用由 Pratt & Whitney Rocketdyne 研製及製造的美制 RS-68 引擎。 三角洲四號重型運載火箭至今已發射三次。
宇宙神五號重型運載火箭從接到訂單到發射需要30個月。
| 衍生型 | 酬載艙(整流罩) | 輔助火箭 | 第二節 | 低地球軌道運載能力 | 地球同步軌道運載能力 | 發射次數 |
|---|---|---|---|---|---|---|
401型 | 4 米 | - | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 4951 千克 | 11 |
402型 | 4 米 | - | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 12500 千克 | - | 0 |
411型 | 4 米 | 1 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 5951 千克 | 3 |
421型 | 4 米 | 2 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 6832 千克 | 3 |
431型 | 4 米 | 3 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 7642 千克 | 2 |
501型 | 5 米 | - | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 3971 千克 | 3 |
502型 | 5 米 | - | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 10300 千克 | - | 0 |
511型 | 5 米 | 1 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 5271 千克 | 0 |
512型 | 5 米 | 1 | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 12050 千克 | - | 0 |
521型 | 5 米 | 2 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 6287 千克 | 2 |
522型 | 5 米 | 2 | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 13950 千克 | - | 0 |
531型 | 5 米 | 3 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 7202 千克 | 1 |
532型 | 5 米 | 3 | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 17250 千克 | - | 0 |
541型 | 5 米 | 4 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 7982 千克 | 1 |
542型 | 5 米 | 4 | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 18750 千克 | - | 0 |
551型 | 5 米 | 5 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 8672 千克 | 1 |
552型 | 5 米 | 5 | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 20050 千克 | - | 0 |
重型-1 | 5 米 | 2 枚標準核心火箭 | 單顆半人馬座火箭發動機 | - | 13605 千克 | 0 |
重型-2 | 5 米 | 2 枚標準核心火箭 | 雙顆半人馬座火箭發動機 | 25000 千克 | - | 0 |
