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詳細車両概要デルタIVの第1段は、ロケットダイン社のRS-68エンジンを搭載したコモン・ブースター・コア(CBC)1基、またはヘビータイプでは3基で構成されています。固体燃料や灯油を使用する多くの第1段ロケットエンジンとは異なり、RS-68エンジンは液体水素と液体酸素を燃焼させます。

2002年、RS-68は1970年代のスペースシャトルメインエンジン（SSME）以来、米国で設計された初の大型液体燃料ロケットエンジンとなった[2]。 RS-68の主な目標は、SSMEよりもコストを下げることだった。チャンバー内の圧力や比推力を多少犠牲にして効率を落としたが、RS-68はサイズが大幅に大きいにもかかわらず、開発期間、部品点数、総コスト、組み立て工数はSSMEの数分の1にまで削減された。RS-68は通常、飛行開始から数分間は定格推力102％で動作し、その後、主エンジンカットオフ前に定格推力58％までスロットルダウンする[3]。ヘビーバージョンでは、コアCBCのエンジンは発射後50秒前後で定格推力58％までスロットルダウンするが、ストラップオンCBCは102％のままである。これにより、コアCBCは推進剤を節約し、より長く燃焼させることができる。ストラップオンCBCが分離した後、コアCBCのエンジンは102%までスロットルアップし、メインエンジンがカットオフされる前に58%までスロットルダウンする[4]。

RS-68エンジンは4脚のスラストフレームで機体下部のスラストストラクチャーに取り付けられており、保護用の複合円錐形熱シールドで囲まれている。推力構造の上部には、アルミニウム製のアイソグリッド（軽量化のためにタンク内部を格子状に加工したもの）液体水素タンク、続いてセンターボディと呼ばれる複合円筒、アルミニウム製のアイソグリッド液体酸素タンク、前方スカートが配置されている。CBCの背面には、電気や信号線を通すケーブルトンネルと、タンクからRS-68に液体酸素を運ぶチューブがある。CBCの直径は5メートルと一定である[2]。

デルタIVに搭載されているL-3コミュニケーションズ社のRIFCA（Redundant Inertial Flight Control Assembly）ガイダンスシステムは、デルタIIとデルタIVの違いからソフトウェアは異なるものの、デルタIIに搭載されているものと共通である。RIFCAはリングレーザージャイロと加速度計をそれぞれ6個搭載し、より高い信頼性を実現している[5]。

Delta IVの上段はDelta IIIとほぼ同じであるが、タンクは摩擦攪拌溶接されており、伸びている（4mのバリエーション）か、直径が大きくなっている（5mのバリエーション）。第2段にはプラット・アンド・ホイットニー社製のRL-10B2エンジンが搭載されており、比推力を向上させるために拡張可能なカーボン-カーボンノズルが採用されている。第1段と第2段の結合には、機種によって2種類のインターステージが使用されます。4m級では直径が5mから4mに絞られた先細りのインターステージが、5m級では円筒形のインターステージが使用される。どちらの段も複合材で作られている[6]。

衛星のペイロードを封入するために、様々な種類のペイロードフェアリングが用意されている。4m級の衛星にはデルタIIIの4m級の複合材製フェアリングが、5m級の衛星には5m級の複合材製フェアリングが使用されている。後者の長いバージョンは重型に標準装備されており、重型にはボーイング社製のTitan-IV由来の5mのアルミ製アイソグリッド・ペイロード・フェアリングも用意されている。

全長63メートルを超えるデルタIVは、現役で使用されているロケットの中で、登場以来最も背の高いロケットである。

デルタIVは、すでに世界の打ち上げ能力が需要をはるかに上回っていた時期に、宇宙の打ち上げ市場に参入しました。さらに、実績のない設計であったため、商業的な打上げでは市場を見つけるのが難しく、デルタIVの打上げコストは競合するロケットよりも幾分高くなっている。2003年、ボーイング社は需要の少なさとコストの高さを理由に、デルタIVを商業市場から撤退させた。2005年、ボーイング社はデルタIVを商用機として復帰させる可能性があると述べたが、2006年現在、これに関する発表はなされていない[7]。初号機の打ち上げは、1機を除いてすべてアメリカ政府が費用を負担しており、その費用は1億4000万ドルから1億7000万ドルである。

比較可能なロケットアトラスV、アリアン5、長征5号、アンガラ、H-IIB、プロトン、ファルコン9

バリアント機 Delta IV Medium (Delta 9040)は、最も基本的なDelta IVです。CBCを1基搭載し、デルタIIIの第2段を改良したもので、4mの液体水素と液体酸素のタンクと、デルタIIIのフェアリングから派生した4mのペイロードフェアリングを備えています。デルタIVミディアムは、4,210kg（9,285ポンド）を静止トランスファー軌道（GTO）に打ち上げることができます。

デルタIVミディアム+（4,2）（デルタ9240）はミディアムに似ていますが、アライアント社製の直径1.5mの固体ロケットストラップオングラファイト・エポキシ・モーター（GEM-60）を2基使用し、GTOまでのペイロード容量を5,845kgに増やしています。

デルタIV中型+（5,2）（デルタ9250）は、中型+（4,2）と似ているが、より大きなペイロードのために直径5mのペイロードフェアリングを持ち、5mの液体水素タンクと伸びた液体酸素タンクを持つ改良された第2段を持つ。大型のペイロードフェアリングと第2段の重量が増えたため、Medium+ (5,2)はMedium+ (4,2)よりも少ない4,640kgの重量をGTOまで打ち上げることができます。

Delta IV Medium+ (5,4) (Delta 9450)はMedium+ (5,2)に似ていますが、GEM-60を2基ではなく4基使用しており、GTOまで6,565kgの重量を持ち上げることができます。

デルタIVヘビー（デルタ9250H）はミディアム+（5,2）と似ていますが、GEMの代わりに2つのCBCを追加で使用しています。これらはストラップ式のブースターで、中央のCBCよりも飛行の早い段階で分離されます。デルタIVヘビーには、5メートルの伸びた複合材のペイロードフェアリングも搭載されている[8]。タイタンIVのフェアリングから派生したアルミニウム製の3分割フェアリングも用意されている[9]。これはDSP-23フライトで初めて使用された。

デルタIVヘビーのキャパシティ（分離した宇宙機の質量）。

地上同期遷移軌道（GTO）13,130kg（28,950lb）、現在利用可能な他のロケットよりも多い[10]。地上同期軌道（GEO） 6,275kg 脱出軌道 9,306 kg 30km²s-2のC3性能：5,228 kg 60km²s-2のC3性能：2,521 kg ヘビーの打ち上げ時の総質量は約73.3万kgで、スペースシャトル（204万kg）よりもはるかに少ない。

デルタIVの開発では、小型機も検討された。これはデルタIIの第2段、オプションのチオコール・スター48Bの第3段、デルタIIのペイロード・フェアリングを単一のCBCの上に搭載するものであった[11]。スモール・バリアントは1999年までに中止された[12][13]。これはデルタIIが同様のペイロード能力を持っているためである。

将来の改良型

デルタIVの進化（アメリカ政府デルタIVの将来的なアップグレードの可能性としては、容量を高めるための追加のストラップオン固体モーターの追加、より高推力のメインエンジン、軽量な素材、より高推力の第2段、より多くの（最大6つの）ストラップオンCBC、ストラップオンブースターから共通コアへの低温推進剤のクロスフィードなどが挙げられる。これらの改良により、LEOに届けられるペイロードの質量は100トンにまで増加する可能性がある[8]。

一時、NASAはデルタIVをクルー・エクスプロレーション・ビークルの打ち上げに使用する計画を持っていた[14]。しかし、CEVが翼型またはリフティングボディの宇宙船からアポロのようなカプセルに変更され、スペースシャトルのコンポーネントをベースにした新しいロケットに変更されたことで、NASAがデルタIVから採用する唯一のコンポーネントは、新しい低温燃料のアレスVロケットの動力源として使用されるRS-68エンジンである。

2009年、エアロスペース・コーポレーションは、NASAの有人宇宙飛行ミッションで使用するために、デルタIVを有人仕様に改造する可能性を判断することを目的とした研究結果をNASAに報告した[15]。アビエーション・ウィークによると、この研究では「デルタIVヘビーは、地球低軌道に人間を到達させるためのNASAの要求を満たすことができることがわかった」という。

エクストラヘビー型の可能性は、2006年にランド社が行った2020年までの国家安全保障上の打上げ要求に関する研究[16]で指摘されている。その例外とは、NRO（米国国家偵察局）のペイロード1基を搭載するために、デルタIVのヘビーリフト能力を高めるという要求である。この要求に対する最良の解決策は現在研究中である。"

より高性能なRS-68Aエンジンを使用したデルタIVヘビーのアップグレードは、2011年初頭の初飛行を目指して開発中です。このアップグレードでは、GTOまでのペイロード能力が約13％向上することが計画されています。新しいRS-68AはDelta IVファミリー全体で使用される予定で、106%の推力でGTOのペイロードを約7〜11%向上させることができます（ただし、この高出力レベルでは構造的な変更が必要になる可能性があり、現在の102%でエンジンを稼働させた場合、向上幅は小さくなりますが、改造の必要性は低くなります）。

デルタIVファミリーのもう1つの可能なアップグレードは、固体モーターを追加することで新しいバリエーションを作ることです。M+(4,4)は、M+(5,4)の4基のGEM-60と、(4,2)の上段とフェアリングを組み合わせたものです。これにより、理論的にはGTOで7,500kg、LEOで14,800kgのペイロードを実現することができます。これは最も簡単に実現できるタイプで、最初の注文から36ヶ月以内に利用可能となる。他の2つのバージョン、Medium+(5,6)と(5,8)は、それぞれ(5,4)バージョンにGEM-60を2機または4機追加します。これらのバージョンでは、性能が大幅に向上しますが（M+(5,8)ではGTOまで最大9,200kg/20,200lb）、追加のアタッチポイントの追加や、異なる飛行負荷に対応するための変更など、機体のより大規模な改造が必要となります。また、パッドやインフラの変更も必要になります。M+(5,6)とM+(5,8)は、最初の注文から48ヶ月以内に利用可能となる[17]。

打ち上げ場所

デルタIVヘビー初号機と打ち上げ前の3つのCBC デルタIVの打ち上げは、2つのロケット発射場のいずれかから行われます。アメリカ東海岸では、ケープカナベラル空軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス37（SLC-37）。西海岸では、極軌道や高傾斜の打上げには、バンデンバーグ空軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス6（SLC-6）パッドを使用します。

両サイトの打ち上げ設備は似ています。パッドには、ロケットへのサービスアクセスと風雨からの保護を目的としたモービルサービスタワー（MST）が設置されています。MSTの最上部にはクレーンがあり、ペイロードとGEM-60固体モーターをロケットに取り付けることができます。MSTは打ち上げの数時間前にロケットから引き離されます。バンデンバーグでは、発射台にはロケットを完全に囲うモービル・アセンブリーシェルター（MAS）も設置されているが、CCAFSではロケットの下部付近が一部露出している。

機体の横には固定式アンビリカルタワー（FUT）があり、2本（VAFB）または3本（CCAFS）のスイングアームを備えています。FUTには2本（VAFB）または3本（CCAFS）のスイングアームがあり、電気、油圧、環境制御などのサポート機能をアンビリカルラインで機体に伝えている。スイングアームはT-0秒で格納され、機体への衝突を防ぎます。

ロケットの下にはLaunch Tableがあり、CBCごとに2本ずつ、計6本のTSM（Tail Service Masts）が設置されています。TSMはCBCをサポートし、燃料補給を行うためのものである。打上げ台には、打上げ時に切断されるボルトで機体に取り付けられた打上げメイトユニット（LMU）が設置されている。打上げ台の後ろには固定パッドエレクター（FPE）があり、水平統合施設（HIF）からパッドに転がされた機体を、2つのロングストローク油圧ピストンを使って垂直に持ち上げる。発射台の下にはフレームダクトがあり、ロケットの排気をロケットや施設から遠ざける役割を果たしています。

発射台から少し離れたところにある水平統合施設（HIF）。これは、デルタIVのCBCと第2段をパッドに移動させる前に結合させ、テストするための大きな建物である。デルタIVの水平方向のロケット組み立ては、ソユーズロケットの組み立てと同様で、現在のスペースシャトルや過去のサターンロケット、そして次期アレスIとアレスVが完全に垂直方向に組み立てられて発射台に運び出されるのとは異なり、水平方向に組み立てられるのである。

デルタIVの発射台内の各施設への移動には、EPT（Elevating Platform Transporter）を使用します。EPTは、ディーゼルエンジンと電気を動力源とするゴムタイヤ式の車両である。ディーゼル式のEPTはHIFからパッドへの移動に使用され、電動式のEPTは移動の精度が重要なHIF内で使用される[18]。

車両の加工

デルタIV型4メートル第2段 Delta IVは、ボーイング社がコストと高価なオンパッド時間を削減すると主張するプロセスを用いて組み立てられる。CBCはアラバマ州ディケーターにあるボーイング社の工場で製造される。CBCはアラバマ州ディケーターにあるボーイング社の工場で製造された後、ロールオン／ロールオフ式の貨物船であるM/V Delta Marinerに積み込まれ、いずれかの発射台に輸送されます。デルタマリナー号で発射台に運ばれた第2段は、水平統合施設（HIF）に搬入され、第2段と結合されます。また、HIFでは、Heavy variantの3つのCBCが結合される。

様々な試験が行われた後、機体は水平にパッドまで転がされ、FPE（Fixed Pad Erector）を使ってMST内の垂直な位置まで引き上げられる。この時、GEM-60固体モーターが必要な場合は、パッドに転がして機体に取り付けます。その後、フェアリングに収納された衛星をパッドに運び、クレーンでMST内に吊り上げ、衛星に取り付けます。そして、打ち上げ当日、MSTを機体から引き離し、打ち上げの準備が整う[19]。

歴史最近の経緯米国空軍(USAF)は、ボーイング・ローンチ・サービス(BLS)との契約により、デルタIVのエンジニアリング、統合、インフラに資金を提供し続けている。2008年8月8日、米空軍宇宙・ミサイルシステムセンターは、BLSとの「コスト・プラス・アワード・フィー」契約を16億5600万ドルで延長し、履行期間を2009年度末まで延長した。さらに10年度分として5億5710万ドルのオプションが追加された[20]。