宇宙神5系列运载火箭包括400系列和500系列，共14个型号。另外，洛克希德·马丁公司还準备研製宇宙神SH(重型)运载火箭。每种宇宙神5运载火箭的命名规则是：

宇宙神5 abc 。 a用4或5标注，分别表示4m或5 m直径的整流罩；b用0-5标注，表示公用芯级捆绑的固体助推器数量；c用1或2标注，表示半人马座上面级发动机的数量。

宇宙神5运载火箭採用两级或两级半结构，每种型号使用的公用模组是：3.81 m直径的宇宙神公用芯级和3.05 m直径的半人马座上面级。宇宙神公用芯级使用1台RD-180液氧煤油发动机，这种发动机採用分级燃烧循环、双燃烧室，具有47%， 100%的节流能力，无节流工作时的真空推力达到422t，真空比沖为3304m/s。半人马座上面级使用1台或2台普拉特·惠特尼公司的RL10A-4-2液氢液氧发动机，它的真空推力达到10t/台，比沖为4415 m/s。

2013年10月11日，联合发射同盟（ULA）开始着手起竖吊装用于执行NASA的火星大气与挥发演化(MAVEN)探测器发射任务的“宇宙神”-5运载火箭。该火箭将于2013年11月执行发射任务，发射后，MAVEN火星探测器将历经10个月的飞行时间进入绕火星轨道，以破译火星这个红色星球空气越来越稀薄的原因。

“宇宙神"-5运载火箭第1级段由1台可提供3823kN推力的RD-180发动机提供动力，是火箭的通用芯级。它的贮箱可容纳189m³液氧和94.6m³ RP-1燃料，其中，RP-1燃料由煤油高度精鍊形成，可支持RD-180发动机到达上层大气层前的4min工作。

火星探测器需要在行星正确排列时进行发射，如果错过了2013年的发射日期，MAVEN火星探测器最早要推迟到2016年才能发射。这个耗资6.7亿美元的火星探测器将于2014年9月进入火星大气最外层的椭圆轨道，採样分析火星的组成，测量其对太阳活动刺激的回响。科学家们希望MAVEN火星探测器能够探测到火星从一个温暖的、充满大气并且有水的星球变成贫瘠星球的原因。

洛马公司于1999年2月5日宣布其根据使用公共助推级研製的新型火箭将命名为宇宙神一5运载火箭。目前，洛马公司和美国空军共同出资研製一个新型、高效和低成本的火箭系列。这种新型火箭将用于商业发射和美国政府的发射任务。除了能够满足日益增长的地球同步轨道卫星的发射需求之外，它还能满足近期将要发射的一系列大型商业卫星群的发射任务。

根据与美国空军签订的契约，洛马公司研製一个新型火箭系列，并在2001提供发射服氛务。美国空军希望这种新型火箭系列能够替代目前使用的“德尔他”、“宇宙神”和“大力神”系列运载火箭，以用于美国政府载荷的发射以及商业有效载荷的发射服务。宇宙神一5运载火箭能够从卡纳维拉尔角和范登堡空军基地发射。洛马公司官员称宇宙神一5系列运载火箭能够满足目前卫星工业的所有要求，即能够满足目前卫星重量和体积不断增长的趋势要求。

宇宙神5的首次发射是在2002年8月21日，当时，宇宙神5401运载火箭搭载着Eutelsat Hot Bird 6卫星从卡纳维拉尔角成功发射升空。至2007年10月，宇宙神5共进行了11次发射。宇宙神5火箭在美国深空探测计画中承担着运载任务。2006年1月，宇宙神5成功地发射了新地平线冥王星探测器，2008年还计画发射月球坑观测和感测卫星。

2018年3月2日1点02分，这枚为联合发射联盟公司(United Launch Alliance)所有的火箭从卡纳维拉尔角发射场发射。

宇宙神”-5(Atlas V)运载火箭在佛罗里达州发射升空

搭载美国新的GOES-S气象卫星的“宇宙神”-5(Atlas V)运载火箭在佛罗里达州发射升空，美国国家航空航天局(NASA)在转播发射。火箭第一级装备了俄罗斯PD-180火箭发动机，并于发射3分钟后正常分离。

宇宙神一5运载火箭有几种基本结构，它对该公司目前正在研製的宇宙神一3运载火箭进行了重大改进，同时它也採用了模组化的设计思想，其基本模组包括：

直径为3.8m高27m採用RD-180发动机的结构稳定的公共助推级，它还为固体助推器提供了固定夹具，以提高其性能；

“半人马座”上面级将使用一台或两台RL- 10发动机；

标準化的、经过飞行验证的“宇宙神”运载火箭的有效载荷整流罩，以及现有的或类似的有效载荷连线器和硬体；

新的大型有效载荷整流罩，其直径为5.4 m，以便容纳将来利用大型宇宙神-5和其它允中型运载火箭发射的有效载荷。

基本的宇宙神一5中型运载火箭结构使用公共助推级、为宇宙神一3B研製的“半人马座”上面级、标準的有效载荷整流罩，以及宇宙神-2和将来宇宙神-3採用的接口。这种运载火箭的地球同步转移轨道的运载能力5000kg。

大型宇宙神一5运载火箭的结构採用3个公共助推级，公共的“半人马座”上面级将安装在位于中心的公共助推级上，它将採用直径为5.4m的複合材料整流罩大型宇宙神一5运载火箭能够将6500kg的有效载荷直接送入地球同步轨道，其地球同步转移轨道的运载能力为13000kg。

洛马公司官员称宇宙神一5系列运载火箭使用了先进的设计方法、材料和处理工艺，从而使得它具有较高的性能，并将大幅度地提高可靠性，同时降低成本由于使用了标準的部件，这种宇宙神一5运载火箭可以为各种大、中型有效载荷提供发射服务此外，由于宇宙神一5运载火箭与先前的“宇宙神”和“大力神”运载火箭相比具有更高操作效率，因此它能大幅度地减少每次发射所需的操作和準备时间，从而使得发射安排更具灵活性另外，宇宙神一5运载火箭将由新的硬体和即将由现有火箭进行验证的部件组成例如，使用液氧和煤油作推进剂的RD- 180发动机将由宇宙神一3运载火箭在宇宙神一5投入使用的前两年进行飞行验证，RD- 180发动机将用于公共助推级中。到目前为止，共有13台RD-180发动机进行了点火试验，试验时间长达12500s，这个时间相当于宇宙神一5运载火箭进行55次发射时的RD- 180发动机工作时间的总和。

公共“半人马座”上面级使用液氧和液氢作推进剂，通过使用一台或两台RL- 10发动机可以使其具有不同的运载能九新型“半人马座”上面级将在宇宙神一5运载火箭投入使用前一年在宇宙神一3运载火箭中进行验证飞行。

宇宙神5系列运载火箭的未来开发宗旨是：根据空问运输的需求改进宇宙神5。

宇宙神5系列坚持的开发原则：

a)螺旋式开发降低费用和风险；

b)每一次改进都产生一系列满足用户需求的运载火箭；

c)基于通用模组构建宇宙神5系列；

d)增强可靠性使用户受益。

在原有开发原则基础上，洛克希德·马丁公司对未来宇宙神5系列制定了发展规划，分3个阶段：

第1阶段：集中发展上面级，为适应火箭增大的直径和长度而进行新的模组化设计，建立上面级多个发动机构型(1， 2， 4，或6个RL-10发动机)。这一阶段不需要开发新的发动机，贮箱的尺寸作适当改动以适应半人马座上面级的改进，贮箱的结构将由原来的不鏽钢点焊改成铝摩擦搅动焊接。第1阶段形成的宇宙神5系列将具有3种构型，LEO运载能力最大能达到40 t。

第2阶段：将火箭芯直径增加到5.4 m，配置1 -2台RD-180发动机。同样，第2阶段也不需要开发新的发动机，贮箱结构採用第1阶段的设计。第2阶段形成的宇宙神5系列将具有3种构型，LEO运载能力最大能达到80t，可以适应未来绝大部分的月球任务。

第3阶段：第3阶段的发展有2种选择。如果未来的运载需求是LEO运载能力的100 t左右，那幺採取第3A阶段方案：将5个第2阶段使用的液体火箭助推器串联捆绑在芯级上，上面级採用第1阶段研製的上面级；如果未来运载需求要更大，则採用第3B阶段方案：再次将火箭芯直径增加到8.2m，採用5台RD-180发动机，4个液体火箭助推器，上面级仍使用第1阶段研製的上面级。经过这3个阶段的发展，宇宙神5系列的运载能力可以与土星系列相媲美。

可以看到，宇宙神5第1， 2阶段的研製成果只需较少的改进和适当的投资就可以直接用于第3阶段宇宙神5的研製。未来的月球发射任务，第2阶段研製的宇宙神5系列完全可以胜任，如果要执行火星发射任务，也只需要开发大型火箭发动机。

宇宙神5未来第1阶段的开发任务是：在原有半人马座上面级的基础上研製新的更大直径的上面级集成低温上面级(ICES)。该上面级的套用前景广阔，在未来的空问探测中，既能作上面级，也能作为在空问级，还可以充当推进剂空问补给站。

ICES的共顶与贮箱筒身部分通过摩擦搅动焊接相连，筒身部分为适应不同推进剂容量的需求可改变尺寸，通用推力结构可容纳1， 2， 4或6台RL-10发动机，其中配置4台或6台发动机的最长尺寸的ICES构型可以作为LEO大规模有效载荷任务的上面级，配置1台或2台发动机的ICES构型可用于一般的GTO任务、星际任务，也可作为地球出发级(EDS）或进入飞向地球的轨道级(TEI)。 EDS和TEI都需要数天甚至数月的低温贮存能力，ICES的设计重点就是考虑长期低温贮存的需求。在系统级设计中，一系列被动式热控管理特性被加入到ICES设计中，减少了贮箱传导管路，将所有推进设备和电了设备置于主干结构上。短尺寸的ICES构型则採用球形贮箱，达到减少贮箱表面面积增加容积率的目的。共底是ICES重要的构件 (源白半人马座上面级的贮箱共底)，由于共底的存在，进入氧化剂的热量可以通过氢气的排出而消散，也就是说，氢气可以用来冷却氧，而不用排出氧。

其他的被动式热控制设备可以成套地安装在ICES上，包括推进剂管理设备、蒸汽冷却设备、太阳遮板等。ICES的电了设备也可以为适应长期匕行而改进，安装太阳能帆板和其他类似于卫星上使用的动力系统。

宇宙神5的改进还有另一个目标一一载人太空飞行。安全性是此类发射的重点要求。宇宙神5与宇宙神2相比，发射可靠性增加了2.6倍，是宇宙神系列有史以来最为可靠的构型。未来的宇宙神5系列将逐渐演变成单级构型，即以最少的级数和分离事件获得最高的安全可靠性，图6显示了单级构型的宇宙神5系列的两个发展阶段构想。第2阶段的单级宇宙神5上面级将採用4台或6台RL-10发动机，LEO运载能力分别达到23.9 t和29 t。上面级採用多台发动机，使改进的宇宙神5火箭在上面级的某个发动机出现故障时仍能到达轨道。

宇宙神运载火箭载人发射的历史可以回溯到水星号载人飞船的首次发射。目前的宇宙神5系列採用了一种称作“火箭健康监测系统”(以前用于水星号)，该系统可以密切观测运载火箭的各项参数，例如：发动机的涡轮转速、火箭速度和加速度以及系统的压力等，如果监测到异常状况，系统将启动终止任务程式。未来构想的用宇宙神火箭发射CEV包括一个完整的终止逃逸系统，CEV可以从运载火箭上分离并成功返回地球。

布希总统宣布的太空探索构想为美国未来空问项目的开展制定了目标。达到这一目标主要依靠经济可靠的空问运输系统。宇宙神系列运载火箭经过15年的商业发射的历练，在美国本土运载火箭市场已占有重要地位。宇宙神5系列的升级换代可以使火箭的性能达到甚至超过土星系列火箭，并且具有长时问在轨低温上面级和载人发射系统。宇宙神5系列的演变只需要更改贮箱的结构，适当地改进地面发射装置(正在兴建的SLC-3E)，而无需研发新的发动机和任何有风险的新技术。因此，宇宙神5系列将成为未来的空问运输系统的一个解决方案。