SM-65D アトラス

アトラスD（SM-65D）

第 564 戦略ミサイル飛行隊 コンベア SM-65D アトラス ミサイル 58-220、発射台 564-A2、ウォーレン I サイト、FE ウォーレン空軍基地、ワイオミング州
関数	ICBM 使い捨て発射システム
メーカー	コンベア
原産国	アメリカ合衆国
サイズ
身長	25.15メートル（82.51フィート）
直径	3.0メートル（10.0フィート）
質量	119,000キログラム（262,000ポンド）
ステージ	1½
容量
LEOへのペイロード
質量	1,400 kg (3,100 ポンド) [1]
発売履歴
状態	引退
発射場	LC - 11、12、13、14 、CCAFS LC - 576、VAFB​​
総打ち上げ数	135
成功	103
失敗	32
初飛行	1959年4月14日
最終便	1967年11月7日
ブースター
ブースターなし	1
エンジン	2ロケットダインX LR-89 -5
推力	1,517.4キロニュートン（341,130ポンド）
燃焼時間	135秒
推進剤	RP-1 /液体酸素
第一段階
エンジン	ロケットダイン XLR-105-5 1台
推力	363.22キロニュートン（81,655ポンド）
燃焼時間	5分
推進剤	RP-1 /液体酸素
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SM -65Dアトラス、またはアトラスDは、米国のアトラスミサイルの最初の実用型でした。アトラスDは、最初は弾道軌道で核兵器ペイロードを運ぶ大陸間弾道ミサイル（ICBM）として使用されました。その後、ペイロードを単独で低地球軌道に運び、後にアジェナまたはセントール上段で月、金星、火星の静止軌道に運ぶための打ち上げロケットとして開発されました。

アトラスDはケープカナベラル空軍基地の第11、12、13、14発射施設とヴァンデンバーグ空軍基地の第576発射 施設から打ち上げられた。

完全に運用可能な D シリーズ アトラスは、R&D モデルのアトラス B および C と類似していましたが、テスト飛行中に得られた教訓の結果として実装された設計変更がいくつか組み込まれていました。さらに、D シリーズには、アトラス B/C のエンジンの推力 250,000 ポンド力 (1,100 kN) に対して、360,000 ポンド力 (1,600 kN) の推力を備えた完全なロケットダイン MA-2 推進システムが搭載されていました。運用可能なアトラス D ミサイルは、アトラス E/F 用に設計された慣性誘導システムをテストしたいくつかの R&D 打ち上げを除き、無線地上誘導を維持しており、アトラス D は、アトラスのほとんどの宇宙発射機の派生型の基礎となりました。

アトラスDの試験プログラムは、1959年4月14日のLC-13からのミサイル3Dの打ち上げで始まった。エンジンの始動は正常に進んだが、LOX充填/排出バルブが適切に閉じられていないことがすぐに明らかになった。LOXは推力部の基部周辺に溢れ、続いてRP-1充填/排出バルブから漏れた。その後、推進剤は発射台上で混ざり合って爆発した。LOX充填/排出バルブが開いていたため、アトラスの推進剤システムは燃料の流れと圧力を失い、B-2エンジンは65%の推力でしか作動しなかった。推力が不均衡だったため、アトラスは斜めに持ち上がり、これによりランチャーの固定アームの1つが適切に引き込まれなかった。その後のフィルム検査では、ランチャーの放出や推進剤の爆発によってミサイルに明らかな損傷は発生していないことが示された。飛行制御システムはT+26秒までミサイルの安定性を維持したが、このときLOX供給システムへの圧力損失により推進剤ダクトが破裂し、爆発によりブースター部分がミサイルから剥がれた。アトラスはT+36秒に射場安全破壊コマンドが発令されるまで、自らの火の跡を辿りながら後方に沈んでいった。サステイナーとバーニアはミサイル破壊まで動作を続けた。他のすべてのミサイルシステムは短時間の飛行中に正常に機能しており、LOX充填/排出バルブの故障はおそらく数週間前の飛行前準備射撃中にバタフライアクチュエータシャフトが故障したことによるものと考えられたため、ミサイル26D以降のアトラス機にはアルミニウムではなく鋼鉄製のアクチュエータが使用されることになった。燃料充填/排出バルブからの漏れは発射前カウントダウン中の不適切な手順によるものであり、LOX充填/排出バルブの問題とは関係がないことが判明した。 LC-13はアトラス3Dの異常な打ち上げにより損傷を受けたが、すぐに修復され、ミサイル5Dの打ち上げ準備が始まった。^[2]

5月18日、アトラス7Dは、LC-14からのRVX-2再突入体の夜間打ち上げに備えていた。これは、2か月前にCシリーズのアトラス打ち上げが失敗に終わった後、2度目の試みだった。このテストは、マーキュリー計画の宇宙飛行士たちを軌道に乗せる機体を披露するために立ち会って行われたが、飛行開始から64秒で再び爆発が起こり、ガス・グリソムは「本当にこんなものの上に乗れるのか？」と発言した^[3]。この失敗の原因は、右ランチャーの固定ピンが不適切に外れたことで、B-2のナセル構造が損傷し、上昇中にヘリウム加圧ガスが漏れたことである。打ち上げ開始から62秒後、LOXタンクの圧力がRP-1タンクの圧力を超え、中間隔壁が反転した。2秒後、ミサイルは爆発した。フィルムの検査により、右発射アームの固定ピンが離陸時に引き込まれず、ミサイルから外れたことが確認された。その結果生じた力により、B-2 ナセル構造に 4 インチの隙間が生じ、低圧ヘリウム ラインも損傷した。固定ピンが引き込まれなかったのは、右発射アームのベル クランク プーリー システムの固定ボルトが切断されていたためである。繰り返しになるが、アトラスの他のすべてのシステムは正常に機能し、発射装置の故障に直接起因しない問題は発生しなかった。7D の飛行により、CCAS での発射装置の保守手順が改善され、ベル クランク固定ボルトに高耐熱鋼が使用されるようになった。^[4]

アトラス 5D は 6 月 6 日に LC-13 から打ち上げられました。飛行はブースター分離まで完璧に進みましたが、その時点で燃料漏れが始まりました。タンクの圧力が低下し、中間隔壁が T+157 秒で逆転し、ミサイルが爆発しました。この事故は、その年の初めに発生したアトラス C の故障と性質が似ており、大規模な調査と再設計の取り組みにつながりました。故障箇所は、燃料ステージング切断バルブまたは関連する配管のいずれかであり、切断バルブ、配管、ブースター分離システム、投棄トラック、さらには発射機構にまで変更が加えられましたが、これらはすべて故障の原因である可能性がありました。7 月 29 日、以前のアトラス打ち上げの問題を修正するように設計された一連の変更を加えてミサイル 11D が打ち上げられました。飛行はほぼ成功し、D シリーズのアトラスで初めてブースター セクションの分離に成功しましたが、おそらく LOX 漏れによってエンジン コンパートメントの温度が低下したため、油圧システムにいくつかの問題が発生しました。ミサイル 14D は 8 月 11 日に LC-13 から発射され、この時点で空軍はやや不本意ながらアトラスがミサイル システムとして運用可能であると宣言しました。9 月 9 日には、ミサイル 12D がヴァンデンバーグ空軍基地から発射され、西海岸からのアトラスの最初の飛行となりました。1959 年には、D シリーズ ICBM のテストがさらに 8 回実施され、アトラス D ロケットを使用した宇宙打ち上げも 2 回実施されました。さまざまな小さな故障やハードウェアのバグがこれらの飛行に影響を与えましたが、全体的な成功率はその年の前半に比べて大幅に向上しました。

10月29日、ミサイル26Dは搭載カメラからの干渉によりミサイルの地上誘導ロックが一時的に失われたため、V-1バーニアが予定より早く停止した。着弾は目標地点から16マイル（26km）手前で発生した。

アトラスに対する信頼が高まったため、最初の数回のアトラス E 飛行と宇宙打ち上げを除いて、PFRF (飛行前準備発射) テストを中止することが決定されました。1959 年の最後のテストである 12 月 19 日のミサイル 40D では、「ドライ」始動方式 (エンジン チューブに不活性流体がない) が使用されました。この実験は、明らかな問題なく機能しました。1960 年の最初の 4 回のアトラス飛行 (3 回の CCAS と 1 回の VAFB 打ち上げ) は、ほぼ成功しました。6D では、地上誘導システムにいくつかの不具合が発生しました。T+175 秒で誤ったヨー コマンドが送信され、ミサイルの地上誘導ロックがほぼ 2 分間失われました。ミサイルは、バーニア ソロ フェーズの最初の 14 秒間、飛行中に不安定な状態が続きました。さらに、T+278 秒で誤った VECO 信号が送信されましたが、明らかに回路が開いていたため、ミサイル プログラマーはそれに対処しませんでした。 VECOはT+282秒に実行される予定だったが、前述の理由により実行されず、代わりに12秒後にプログラマーによって生成されたバックアップ信号によって実行された。ミサイルは目標エリアから9マイル（14km）以内に着弾した。^[5]

1960 年 3 月 5 日、ミサイル 19D が VAFB の 576-A2 で推進剤の充填訓練を行っていたとき、燃料漏れにより発射台で火災が発生し、ミサイルが爆発しました。この損傷により発射施設は使用不可となり、その後ほぼ 5 年間使用されませんでした。

1960年3月8日、ミサイル44DはAIG（全慣性誘導システム）の最初の試験としてLC-11から発射され、離陸時に90°のロール過渡現象を経験した。AIGはこの問題を修正し、ミサイルは3,000マイル（4,800 km）の射程距離を無事に達成した。^[6]

アトラス試験が次々と成功し、プログラム関係者は安心感に包まれていたが、3月11日にアトラス51DがLC-13から打ち上げられたことでその安心感は無残に終わった。B-1エンジンは燃焼不安定に陥り、打ち上げ後2秒以内に推力を失った。爆発で推力部が引き裂かれ、続いて推進剤タンクの構造的破損が起こり、アトラスは巨大な火の玉となってLC-13に落下した。アトラスは4月8日に同じ問題を繰り返し、LC-11から打ち上げられ、AIG（全慣性誘導システム）の初のクローズドループ試験を予定していたミサイル48Dが今度はB-2エンジンで再び燃焼不安定に陥った。トラブルの最初の兆候はB-2燃焼室の圧力急上昇で、その後に推力が不安定になり、エンジンが停止し、爆発により推力部が火災を起こした。その後、B-1エンジンが停止し、続いてサステナーとバーニアが停止した。推進システムが十分な推力を達成していなかったため、発射装置の固定機構はミサイルを放出せず、ミサイルは所定の位置に留まり、発射台で燃え続けた。推力部の炎は発射試行から15秒後に減速し、45秒後に再開した。60秒後、推進剤タンクが爆発し、アトラスは完全に破壊された。^[7]

連続した故障の飛行後分析により、いずれの場合もミサイルは1つのブースターエンジンの不完全燃焼の犠牲となり、LOXインジェクターヘッドが破壊され（51Dのインジェクターの損傷は48Dよりも広範囲であった）、推力セクションで火災が発生したことが判明した。両方のミサイルとも、B-1エンジンの不完全燃焼カットオフセンサーが作動しなかった。48Dでは、そのエンジンで不完全燃焼は発生せず、RCCカットオフの欠如は問題ではなかった（B-1の推力は、代わりにターボポンプの過速度センサーによって終了された）。B-2 RCCセンサーは正常に作動し、リフトオフが達成される前に推力を終了した。51Dでは、ミサイルが浮き上がるまでB-1が作動し続け、破壊的なパッドフォールバックを招いた。不完全燃焼の正確な理由は不明であるが、MA-2エンジンの静的燃焼テストでは12回以上発生していた。しかし、ガス発生器の通気管用の独立した排気ダクトは、地上試験中にパイプの保護カバーの取り外しと取り付けが困難で不要であると判断したため、LC-11 と LC-13 の両方から取り外されていたことが指摘されました。排気ダクトがないことが故障と関係があるかどうかは確実には判断できませんでしたが、いずれにしても、カメラによる監視ではこの説を裏付ける証拠はありませんでした。それでも、運用中のアトラス ミサイル サイロの構成に準拠し、また「念のため」の措置として、排気ダクトを CCAS のアトラス パッドに戻すことが決定されました。両ミサイルの断熱ブーツの調整も、故障の原因として考えられませんでした。排気ダクトの再設置に加えて、点火時の炎偏向ピットのカメラによる監視範囲も拡大し、ブースター エンジンに汚染物質がないことを確認するための努力がさらに強化されました。故障に備えて、RCC センサーにバックアップ加速度計が追加されました。^[8] 2つの発射施設の修理が必要になった。LC-13は51Dの後退により大きな被害を受け、6か月間は再び使用されなかったが、LC-11の被害はそれほど大きくなく、修理はわずか2か月で完了した。修復後、LC-13はアトラスE用に改造され、Dシリーズのテストはこれ以上行われなかった。注目はLC-12に移り、アトラス56Dは計器付きのノーズコーンで9,000マイル (14,000 km) 以上を飛行し、インド洋に衝突した。

連続した発射台爆発の後、アトラスは、よりスムーズなエンジン始動を確実にするために、失敗したドライスタート実験ではなく、ウェットスタート（エンジンチューブ内の不活性流体）に戻ることが決定されました。アトラス56D（5月20日打ち上げ）は、48Dに続く東海岸での最初の打ち上げであり、発射設備の改造が組み込まれ、発射時にナセルセクションを見下ろすために両方の発射ヘッドにカメラが取り付けられていました。また、前年9月のアトラス9Cの爆発で発射台が大きな損傷を受けたため、9か月ぶりのLC-12からの飛行でした。これに続いて、MIDAS衛星の打ち上げに使用されたアジェナロケット、アトラス45Dが打ち上げられました。

ミサイル54Dは、48Dの爆発から修復されたLC-11から6月11日に正常に打ち上げられた。これに続いて6月22日に62Dが打ち上げられ、48D以来初のドライエンジン始動とマーキュリーASISシステムの初のテストが行​​われた。飛行はほぼ成功したが、回路が断線したため、プログラマーは誘導システムから予定のT+300秒にVECO離散信号を受信できなかった。プログラマーからのバックアップコマンドは8秒後にVECOを実行し、その結果RVは予定よりも18マイル（28 km）遠い距離に着陸した。^[9]次の飛行である6月28日のミサイル27Dは成功した。

ミサイル60Dは7月2日に打ち上げられた。バーニア始動タンクは飛行中に何度も誤って排気され、再充填された。その結果、制御ヘリウムが枯渇し、推進システムの性能が低下し、マークIII Mod 1B再突入体は予定の目標地点より約40マイル（64 km）手前に着陸した。エンジンリレー制御ボックスの電気的なショートが疑われた。^[10]

西海岸でのアトラスDのテストは、IOCテストが始まった翌月にも一連の障害に遭遇した。アトラス25Dは、51Dと48Dの飛行後調査結果に伴う遅延の後、4月22日に棺型サイロである576B-1から正常に飛行した。次の試みは5月6日の23Dであった。通常の打ち上げの後、T+21秒にピッチとロールのシーケンスが始まった瞬間に制御が失敗し始めた。ミサイルは、T+26秒にレンジセーフティ破壊コマンドが送信される前に、数回側転を行った。この失敗は、ピッチジャイロの配線がケーシングに接触し、ジャイロモーターをショートさせたことに起因していた。誘導システムのレートビーコンも打ち上げ時に故障したため、飛行が継続されていたらミサイルに個別の誘導コマンドを送信することは不可能だったであろう。アトラス74D（7月22日）は、不適切なモーター速度設定またはトルク信号によるピッチジャイロの故障のため、打ち上げ70秒後に分解した。ミサイル47D（9月12日）は、ガス発生器へのヘリウム制御圧力の明らかな喪失により、T+220秒からサステイナー推力を失った。サステイナーはT+268秒に完全に停止し、ミサイルは目標エリアの480マイル（772 km）手前で落下した。飛行後の分析を困難にしたのは、T+109秒に停電によってテレメトリデータが大幅に失われたことで、その結果、残りの飛行でアクティブだったテレメトリ測定は13件のみだった。ミサイル33D（9月29日）は、T+125秒にステージング電気切断プラグが引き抜かれたため、ブースターセクションのステージングに失敗し、目標エリアの1,200マイル（1,900 km）手前で衝突した。 81D（10月13日）は、打ち上げ時に熱シールドが失われたためにLOXクイックディスコネクト圧力センサーが故障し、失敗しました。その結果、タンク加圧システムはタンク圧力の低下を誤って感知し、圧力レベルを上げるためにタンクにヘリウムを送り込み始めました。両方の推進剤タンクの圧力はT+39秒で上昇し始め、過剰なLOXタンク圧力がT+71秒で中間隔壁を破裂させ、ミサイルは自爆しました。^[11]

8月2日にLC-12からミサイル32Dを打ち上げようとした際、サステイナーRCCセンサーが作動し、自動停止が発令された。サステイナー推力室にピンホール漏れがあることが判明した。このエンジンは取り外され、別のエンジンと交換され、7日後に32Dは無事に打ち上げられた。^[12]その後、8月12日に66Dが無事に打ち上げられたが、RVは海に沈んで回収されなかった。

この年、CCAS によるアトラス D のテストがさらに 5 回成功しました。これらは 76D、79D、71D、55D、および 83D です。ミサイル 79D は LC-14 からの最後のテスト飛行でした。LC-14 はマーキュリー計画のために NASA に引き渡されるはずでしたが、7 月のマーキュリー アトラス 1 の故障により飛行間の長い遅延が発生したため、LC-14 は一時的に使用できるようになりました。この期間で最も注目された飛行は 10 月 13 日のアトラス 71D で、生物学的ノーズ コーンに 3 匹のマウスとその他の実験物を載せ、ケープタウンの LC-11 から 5,000 マイル (8,000 km) の射程距離を無事に完了しました。このミサイルは、ドライ スタート方式を採用しており、リフトオフ時にホールドダウン時間がなく、明らかな悪影響はなく、BECO の数秒前に B-1 とサステイナー推力が原因不明で減少したことを除いて、すべての空中システムは良好に機能しました。これは燃料ラインの詰まりが原因である可能性が高い。ノーズコーンに取り付けられたカメラがカプセル分離後の使用済みアトラスを撮影した。^[13]

Dシリーズミサイルの最後の研究開発飛行であるアトラス90Dは、1961年1月23日にLC-12から打ち上げられ、成功しました。その年、VAFBからのアトラスDの運用飛行は4回成功し、1962年の最初の3回の飛行も問題なく行われました。アトラス52Dは、1962年2月21日にVAFBの576-B3から打ち上げられました。飛行の早い段階で推力セクションの温度が異常に上昇し、T+49秒からサステナーとバーニアが停止しました。ブースターエンジンはT+58秒に推力が低下し、T+68秒に推力が完全に失われ、5秒後にミサイルが分解しました。この故障はブースターエンジンのガス発生器の漏れが原因で推力部が過熱しエンジンの推力が失われたことが原因で、ジョン・グレンによるマーキュリー打ち上げのわずか5時間後に発生したため、アトラスがまだ信頼できる宇宙船からは程遠いことを思い知らされた。^[14]

52Dの次の飛行はミサイル134D（3月24日）で、VAFBを視察していたケネディ大統領が見守った。その後、アトラスDの運用飛行が8回連続で成功し、そのうちのいくつかはナイキ・ゼウス標的ミサイルのテストだった。10月2日、ミサイル4Dは、T+33秒で推進剤バルブが誤って閉じたためにバーニアエンジンが停止し、失敗した。推進剤供給システムは、バーニア用の推進剤をすべてサステイナーエンジンに送り込んだが、サステイナーエンジンは構造上の限界を超えて加圧されていた。サステイナーはT+181秒で停止し、おそらく過剰な圧力レベルによる破裂が原因で、ミサイルは目標地点の約2,300マイル（3,700 km）手前で落下した。ロール制御はバーニア停止後、ブースターエンジンによって維持されていたが、BECO後に失われた。[ ^15]

1962年に高い成功を収めた後、Dシリーズの飛行記録は1963年に悪化した。その年の最初の飛行であるミサイル39Dは、1月25日深夜0時過ぎにVABFの576-B2から打ち上げられた。T+86秒からV-2バーニアが停止し、続いてB-1エンジンのジンバル制御が失われ、テレメトリ電源が故障し、ブースターの推力が低下した。サステイナーはT+108秒に停止し、ブースターはT+126秒に停止した。ミサイルは回転して分解し、約99マイル (159 km) の射程距離で衝突した。テレメトリデータにより、動力飛行中に推力セクションの温度が異常に高くなったことが判明した。当初は燃料漏れと火災が疑われたが、打ち上げフィルムにより不適切に取り付けられた断熱ブーツが打ち上げ時に外れたことが判明した。 3月には、重量を軽減しミサイルが可能な限り長い距離を飛行できるようにするために、最小限のテレメトリで一連のSAC運用テストが実行され、アトラスDとFの5回の飛行が行われた。最初は3月10日に576-B3から打ち上げられた102Dだった。ミサイルは打ち上げ後すぐに制御不能に陥り、320°ループを実行した後、T+33秒で自爆し、発射台の周囲に燃える破片が降り注いだ。テレメトリされた項目はわずかだったが、テレメトリシステムは打ち上げ前のカウントダウン中に故障し、フィルムからは制御不能の明らかな原因は明らかにならなかったが、回収された破片からピッチジャイロが作動していないか回転速度が低すぎることが判明し、102Dはスピンモーター回転検出システム（SMRD）のない古いタイプBジャイロキャニスターをまだ使用していたSMRDは、最初のアトラスBがヨージャイロの故障により飛行中に故障した後、1958年に考案されましたが、1961年までアトラス機体に段階的に導入されませんでした。ミサイル102Dは、SMRDを備えた新しいタイプDジャイロにアップグレードされておらず、VAFBのアトラス在庫をざっと調べたところ、タイプBジャイロを備えたミサイルがさらに2つ見つかりました。これらは、マーキュリー計画の予備のタイプDキャニスターに交換されました。^[16]

3月12日の64Dの飛行成功後、サステイナー油圧上昇熱シールドが破損したため、ミサイル46D（3月15日）が故障した。放射熱によって上昇切断バルブが故障し、サステイナーエンジンの油圧液が失われた。サステイナーとバーニアの制御はT+83秒から機能しなくなったが、ミサイルの安定性はT+137秒のBECOまで維持された。ブースター切り離し後、ミサイルは飛行中に不安定になった。SECOはT+145秒に発生し、衝突は約500マイル（804 km）の射程距離で発生した。この事故は、3か月前に失敗したアトラス-アジェナの打ち上げの再現に近いものであり、翌年6月に別のアトラス-アジェナが油圧上昇熱シールド損失の被害に遭った後、熱シールドは再設計された。アトラスSLVの油圧システムにはチェックバルブが取り付けられたが、ICBMには取り付けられなかった。

ミサイル 193D は 3 月 16 日に打ち上げられました。これは、SAC の「ストリップ」テストとは対照的に、完全なテレメトリを備えた通常の運用テスト シリーズの一部です。ミサイルの性能は、推力部の温度が上昇し始めた T+76 秒まで正常でした。ピッチ安定性は T+103 秒で失われ、サステイナー油圧制御は T+149 秒で失敗しました。BECO は T+135 秒に予定どおりに発生し、衝突は約 390 マイル (627 km) の距離で発生しました。この飛行により、エンジン絶縁ブーツの取り付けと縫製が改善されました。D シリーズの運用テストは、1963 年の最初の数か月間に発生した問題を修正する作業が行われる間、2 か月間中断されました。その後、198D は6 月 12 日にNike-Zeusテストを成功裏に実施しました。7 月から 8 月にかけて行われた 2 回の運用 ICBM テストも成功しました。

9月7日、ミサイル63DはT+110秒で空力加熱によりバーニア油圧ラインが破裂した。サステナーとバーニアはBECOの直前に停止し、ミッションは失敗した。9月12日、84Dはバーニア単独段階の最後の数秒で油圧故障を経験し、弾頭は目標に着地しなかった。ミサイルは温度プローブを搭載していなかったが、推力部の過熱が疑われた。10月7日、ミサイル163Dは中間隔壁が逆転したT+75秒で爆発した。飛行後の調査で、打ち上げクルーがヘリウムボトルに十分に冷却されていないガスを充填したため、推進剤タンクへのヘリウムの流れが不足し、上昇中に圧力が失われたことが判明した。

最後のアトラス D ミサイルの実用テストは、11 月 13 日のミサイル 158D でした。飛行は T+112 秒まで正常でしたが、サステナー油圧が低下し始め、その 5 秒後にミサイルが爆発しました。これがプログラムの最終テストであったため、コンベアは飛行後の完全な調査を行わず、油圧故障の原因は特定されませんでした。1963 年には、12 月 18 日の ABRES RV テストで、もう 1 機のアトラス D が飛行し、成功しました。

1964年4月23日、アポロ司令船の耐熱シールドの材質を検証するために設計された一連の弾道試験であるプロジェクトFIREの一環として、ミサイル263DがCCAS LC-12から打ち上げられました。これは、3年以上ぶりにケープから飛ばされたアトラスD弾道試験でした。その年、VAFBによる5回のRV/ナイキゼウス試験は、ミッション目標のほとんどを達成しました。

アトラス ICBM プログラムは 1965 年初頭に終了しましたが、その後も改修されたミサイルが VAFB からさまざまな軌道および弾道ミッションのために飛行し続けました。1965 年 1 月から 4 月にかけて、D シリーズ ミサイルを使用した RV/ナイキ ゼウスの飛行が 6 回成功しました。5 月 22 日には、ミサイル 264D を使用してケープから 2 回目のプロジェクト FIRE テストが行​​われました。

1965年、別の新しいプログラムが開発されました。それは、一連の実験的な科学ポッドであるOV（軌道上機）飛行でした。アトラス172Dを使用した最初の試みは、不適切に設定されたサステイナーPUバルブが原因で燃料が枯渇し、SECOが早まって失敗しました。誘導システムはポッドに分離コマンドを発行しなかったため、ポッドは大気圏に再突入して燃え尽きてもサステイナーセクションに取り付けられたままでした。5月28日のミサイル68Dを使用した2回目の試みは、上昇中のLOX漏れにより打ち上げ2分後に推力セクションが爆発するという、さらに大きな失敗に終わりました。ブースターの切り離しは成功しましたが、爆発による損傷により最終的にサステイナーが停止し、ミサイルが自爆しました。その後、弾道飛行はOVプログラムには不十分であり、完全な軌道テストが必要であると決定されました。

1965年にはさらに11回のアトラスDの打ち上げがあり、10回のABRES/ナイキ・ゼウスのテストと10月5日のOV 1-2が行われた。これらはすべて成功した。

1966年には14機のアトラスDが打ち上げられた。これには10回のABRESおよびナイキ・ゼウス試験と2回のOV打ち上げが含まれていた。2回の飛行は失敗した。これらはそれぞれ3月4日の303Dと5月3日の208Dであった。前者はBECOとエンジンの早期停止に続いてサステイナー油圧故障に見舞われ、後者はT+45秒から推力セクションの高温、T+135秒でサステイナージンバル制御の喪失、T+195秒でバーニア制御の喪失、T+233秒から推進システムの停止を経験した。衝突はハワイの東、約2,300マイル（3,700 km）の射程距離で発生した。^[17]

1967 年には 6 機のアトラス D が打ち上げられ、5 機は ABRES テスト、1 機は OV 打ち上げでした。すべて成功し、11 月 7 日に 576​​-B2 から打ち上げられたミサイル 94D が最後のアトラス D 飛行となりました。ABRES テストは E シリーズと F シリーズのミサイルを使用して継続されました。

アトラスDの打ち上げのほとんどは弾道ミサイルの試験だったが、いくつかは有人マーキュリーや無人OV1宇宙船の軌道打ち上げなど他のミッションにも使用された。2基はFIRE計画の一環として観測ロケットとしても使用された。また、 RM-81アジェナなどの上段ロケットで衛星打ち上げにも使用されたものもいくつかある。^[18]

アトラスDは無線誘導のためICBMとして限定的に配備されたが、完全に運用可能なEおよびFシリーズミサイルには慣性誘導パッケージと、より速いエンジン始動を可能にする異なる点火システムが搭載されていた。

マーキュリー計画では、アトラスDが4機の有人マーキュリー宇宙船を低地球軌道に打ち上げるために使用された。^{[18]マーキュリー計画に使用されたアトラスDの改良版は}アトラスLV-3Bと命名された。

宇宙打ち上げに使用されたアトラス D は、実行中のミッションのニーズに合わせてカスタム製造されましたが、1965 年にアトラスがミサイル運用から退役すると、コンベアはすべての宇宙ミッション用に標準化されたアトラス機 (SLV-3) を導入しました。残りの D シリーズ ミサイルは、再突入体の弾道テストやいくつかの宇宙打ち上げのために 1967 年まで飛行されました。

1959年から1967年にかけて、合計116機のDシリーズミサイル（宇宙打ち上げに使用された機体を除く）が飛行され、26回が失敗に終わった。

アトラスDの弾頭は、もともとGE Mk 2「ヒートシンク」再突入体（RV）とW49 熱核兵器で、総重量は3,700ポンド（1,680 kg）、威力は1.44メガトン（Mt）でした。W-49は後にMk 3アブレーションRVに搭載され、総重量は2,420ポンド（1,100 kg）でした。アトラスEとFには、空中爆発または接触爆発用に起爆する、威力3.75メガトンのW-38熱核爆弾を含むAVCO Mk 4 RVが搭載されていました。Mk 4 RVは、Mk 4 RVのレーダーシグネチャを複製するマイラーバルーンの形で貫通補助装置も展開しました。Mk 4とW-38を合わせた総重量は4,050ポンド（1,840 kg）でした。

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