宇宙神式运载火箭

**擎天神系列運載火箭**（**Atlas**，也稱作阿特拉斯火箭）屬於美國研製運載火箭，而擎天神系列運載火箭的前身來自 SM-65 擎天神飛彈，這種飛彈在 1950 年代末期完成設計且即刻佈署，當時作為洲際彈道飛彈來與蘇聯抗衡，SM-65 擎天神飛彈最初使用煤油及液態氧作為燃料，並延續此傳統至最新型號，另外 SM-65 擎天神飛彈運用一項特別的設計－火箭發射推進時會將三個引擎的其中兩顆拋棄，如此便能於發射時提供足夠推力，亦能維持較長的推進時間。

擎天神 2 號運載火箭於 1991~2004 年之間發射 63 次；擎天神 3 號運載火箭僅於 2000 年～2005 年之間發射 6 次；擎天神 5 號運載火箭仍是現役的運載火箭，到目前為止仍持續發射，預計將持續發射任務直到 2020 年以後。

**擎天神**的名稱來自於卡萊爾・查理・博薩特在康維爾任職時所提出，命名來自於希臘神話的擎天神，代表著當時最強而有力的洲際彈道飛彈也是體現康維爾的母公司的一種表現，因為康維爾的母公司也稱做擎天神 。

時至 2015 年 10 月，已經有 346 次的擎天神系列運載火箭在卡納維爾角空軍基地發射；另外也有 295 次在范登堡空軍基地發射，整體而言形成一個龐大的系列運載火箭。

## 演進歷程

### 擎天神飛彈

SM-65 擎天神飛彈首次發射成功在 1957 年 12 月 17 日，發射成功後，一共有約 350 枚擎天神飛彈被製造出來並且佈署在美國各地，大部分的擎天神飛彈在除役後大都扮演運載火箭的角色，命名為擎天神 E/F，也作為 GPS 試驗衛星 Block I 的發射工具，完成最初全球定位系統的試驗。

第一枚用於非軍事用途的擎天神飛彈是在 1958 年 12 月 18 日，擎天神飛彈被改裝成擎天神運載火箭，並成功發射號誌傳訊通信軌道衛星（SCORE），也是首次實際應用火箭技術來發射通信衛星。水星計劃時也以擎天神火箭作為載人任務的運載火箭，例如 1962 年 2 月 20 日發射友誼七號，成功達成美國首次到達太空的太空人的成就，其名為約翰・格倫。同樣地，擎天神運載火箭於 1962~1963 年間也運送另外三名水星計劃的太空人至外太空。

在 1960 年代初期，擎天神火箭普遍使用的末端節為愛琴娜末端節，稱之為擎天神 - 愛琴娜火箭，燃料是四氧化二氮 / 聯氨，美國空軍和美國國家情報局均使用它來發射網路間諜衛星。美國國家航空暨太空總署則偏好其他行星的探索，發射遊騎兵衛星探測月球表面的組成和發射水手 2 號來進行金星探測，也成為第一個飛到其它行星的人造物。隨後的雙子星計畫也是使用擎天神火箭來運送太空對接的艙組，完成美國首次太空漫步的目標。

從 1963 年起，半人馬座液態氫末端節取代原本的愛琴娜末端節，稱之為擎天神 - 半人馬運載火箭，美國國家航空暨太空總署使用此種新式燃料發射測量員計畫及飛往其他太陽系行星的水手號探測器。

### 擎天神 3 號運載火箭

擎天神 3 號運載火箭不再使用 3 顆引擎然後中途關閉 2 顆引擎的**一節半**設計作為第一節，但仍保有使用**氣囊燃料槽**的特色，第一節火箭發動機為一顆 RD-180 火箭引擎，末端節維持使用半人馬座，可以選擇裝載單顆或兩顆 RL10 火箭引擎。擎天神 3 號運載火箭在 2000~2005 年間發射 6 次。

### 擎天神 5 號運載火箭

擎天神五號運載火箭是由聯合發射同盟在阿拉巴馬州的迪凱特建造，主要有兩個發射基地，包括卡納維爾角空軍基地的卡納維爾角空軍基地 41 號航太發射複合體與范登堡空軍基地。擎天神五號運載火箭首度發射日期為 2002 年 8 月 21 日，2006 年被轉移給了聯合發射同盟，是由洛克希德・馬丁與波音公司合資成立的機構。

整體而言第一節與擎天神 3 號運載火箭相同，使用 RD-180 火箭引擎，不過捨棄氣囊燃料槽，換成更為堅固的燃料儲存槽構造，雖然重量增加了不少，但也不需要在運送途中考慮內部壓力的問題，搭配使用洛克達因航空噴氣公司的固體火箭推進器讓整體酬在能力大幅上升，末端節的部分仍繼續使用單顆或兩顆 RL10 火箭引擎。

2014 年，由於與俄羅斯關係變化，立法避免使用俄羅斯製造的火箭引擎的合約，後續也發布了一些合約給美國本土的火箭引擎供應商，並在 2014 年 9 月宣布與藍色引擎 4 公司合作製作以甲烷與液態氧為燃料的火箭引擎來取代 RD-180 火箭引擎，此火箭引擎已經發展 3 年了，不過要實際應用仍須等到 2019 年之後。2014 年 12 月，經由美國國會的核准，已經簽約的 29 顆 RD-180 火箭引擎仍會如期交付作為擎天神 5 號運載火箭的主要火箭引擎。

## 未來展望

### 火神運載火箭

在 2014 年 10 月時，聯合發射同盟宣布為了應對太空探索科技公司的低價運載火箭策略，聯合發射同盟的初步設計是融合擎天神 5 號運載火箭與三角洲 4 號運載火箭，並期許能將發射成本減少到一半以下。到了 2015 年 4 月 13 日，聯合發射同盟的執行長在第 31 屆太空研討會上發表新一代兩節式運載火箭命名為火神運載火箭，不過美國的火神公司也因為持有此名稱的商標權而與聯合發射同盟進行溝通。

隨後宣布使用**漸進性決策**的方式來設計火神運載火箭，而不是大幅度的變更設計。主要架構是使用三角洲 4 號運載火箭的第一節加上兩顆藍色引擎 4 設計的新型火箭引擎，洛克達因航空噴氣公司的 AR-1 液體火箭引擎則作為備案，並會在 2016 年之前完成初步設計，另外也會搭配 1~6 枚不等的固體輔助火箭，酬載能力將超越擎天神 5 號運載火箭最強力的版本，不過仍與三角洲 4 號重型運載火箭有一段差距。後續的衍生版本包括可以重複使用的第一節火箭引擎，火箭引擎將在運作結束後脫離本體並在熱遮罩的保護下由降落傘使火箭引擎能被直升機緩緩的在半空中接住 ULA calculates that reusing the engines could reduce the cost of the first stage propulsion by 90%, with propulsion being 65% of the total first stage build cost.。末端節的部分初始設計延用擎天神 5 號運載火箭的半人馬座 RL10 火箭引擎，後續則會使用由液態氫與液態氧作為燃料的先進低溫演進末端節 (ACES)，另外搭配新技術也可以讓燃料可以保存的更久，最終的演變版本稱之為火神重型運載火箭，可以將 23 噸的人造衛星送到地球同步轉移軌道上，相較之下，最強而有力的火神運載火箭 561 型只能運載 15.1 公噸的人造衛星到相同的軌道。

## 曾被提出的運載火箭設計

在火神運載火箭被提出之前有數個加強型擎天神 5 號運載火箭的設計被提出，不過最終都因為資金問題而沒有被建造出來

### 擎天神 5 號重型運載火箭

使用三枚公共核心推進器來作為第一節的部分，預期可以將 25 噸的人造衛星送至低地球軌道，另外聯合發射同盟也提到其中所需的技術 95% 都已經在擎天神 5 號運載火箭上實際應用了，不過到了 2006 年，國防部長辦公處宣布洛克希德・馬丁將不會建造擎天神 5 號重型運載火箭，主因是建造如此大型的運載火箭的必要性為何以及解決 RD-180 火箭引擎的生產問題，必須找到火箭引擎的替代方案。到了 2008 年 2 月，擎天神 5 號重型運載火箭列在出售項目之一，並在簽約後的 30 個月會如期製作出此型號的運載火箭，不過此時聯合發射同盟完全沒有提及確切的運載火箭建造與測試計畫。整個擎天神 5 號重型運載火箭也在火神運載火箭提出後告吹。

### 擎天神第二階段運載火箭

在 2006 年 12 月後，洛克希德馬丁與波音公司合併後出現使用三角洲 4 號運載火箭直徑 5 公尺的公共核心推進器搭配兩顆 RD-180 火箭引擎的設計，此運載火箭名稱在 2009 年被確立，而且擎天神第二階段重型運載火箭也成為在太空梭除役之後最具發展潛力的運載火箭，能夠將 70 噸的物品送至低地球軌道。不過整個計畫最終並未被採納與製造。

## 圖片集

* * * * * * * * *

## 參見

* 三角洲系列運載火箭

## 資料來源

## 外部連結

Atlas at Encyclopedia Astronautica （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）