宇宙神五号运载火箭，又译为阿特拉斯-5型运载火箭，为洛克希德马丁公司所研制的运载火箭(现由洛克希德马丁与波音公司研制，隶属联合发射同盟(United Launch Alliance))，航空喷气公司则负责该型火箭的固体火箭助推器的研发及制造。
宇宙神5型运载火箭为宇宙神系列运载火箭中最新的型号，其技术来自早期的宇宙神二号运载火箭，主要则是宇宙神三号运载火箭，大部分的推进系统，电子设备及火箭结构有沿袭早期火箭，有些则是小幅修改。外观上最明显的修改为第一节的燃料管，不再使用3米直径的不锈钢硬式壳燃料罐，亦不用的有中央隔壁的'气球'结构，也不再用'一节半'的技术(于发射至进入轨道途中将三台引擎中的两台丢弃)，宇宙神5型运载火箭则使用类似泰坦系列运载火箭及航天飞机外部燃料罐的3.8米直径铝合金锻接燃料罐。
宇宙神五号系列运载火箭主引擎为俄罗斯的RD-180引擎，芯一级为新研发的公共助推核心(CCB)，最多可以捆绑式加装五枚航空喷气公司制造的固体火箭助推器，标准核心火箭直径为3.8米(12.5英尺)，长32.5米(106.6英尺)，可填装284,450公斤(627,105磅力)的液态氧及煤油，标准核心火箭的推进时间约4分钟，俄罗斯的RD-180发动机于发射时提供推力约4百万牛顿(860,000磅力),飞行中产生的最大推力可达4.152百万牛顿。
第二级的半人马座火箭有加压燃料罐使之稳固，并使用低温燃料(液态氢或液态氧)，宇宙神5型运载火箭的第二节直径为1.68米(5.5英尺)，所使用引擎为一颗或两颗普拉特-惠特尼RL10A-4-2火箭发动机(Pratt & Whitney RL10A-4-2 engines)，每颗引擎产生99.2千牛(22,300磅力)。改良RL10A-4-2火箭发动机外型是为了增加第二级的操作性能和可靠程度，另外惯性航行装置(inertial navigation unit，INU)也装在半人马座火箭上，让宇宙神5型运载火箭和半人马座火箭可以稳定的飞行，也控制宇宙神运载火箭和半人马座火箭的燃料罐压力及燃料使用量，半人马座火箭的引擎也可以在真空中点燃，可将人造卫星送入低地球轨道，进入低地球轨道后，可形成椭圆的地球同步轨道(GTO)，再经过第三次点火，即可从椭圆的地球同步轨道转为圆形的地球同步轨道(GEO)。半人马座火箭有着高燃烧比率(燃料燃烧完全比率)，所以可以搭配各种不同的重量的末端级，也可以用来作商业运载火箭，将人造卫星放置在高的轨道。
在宇宙神5型运载火箭第一次发射之前，有许多系统已经升级或增强了，例如容错惯性飞行装置(Fault Tolerant INU，FTINU)可增加宇宙神系列运载火箭的可靠性。
宇宙神5型运载火箭有两种常用的整流罩。第一种是典型4米直径的整流罩，从宇宙神二号运载火箭开始使用，属于标准和较纤细的整流罩(参见宇宙神5型运载火箭第4次发射Inmarsat 4-F1卫星)第二种是洛克希德马丁公司所研发的加大型5米直径(实际上是4.57米直径)整流罩，建造地点则为位在瑞士的Contraves太空(现为Oerlikon太空)。Contraves太空所制的整流罩使用复合材料，此复合材料在早期的运载火箭的整流罩即使用过，不须在另寻新的材质。第三种则是加长版的整流罩，是用来运载宇宙神五号重型运载火箭的载荷。前两种整流罩用于宇宙神五号500型运载火箭。在2008年4月14日，宇宙神5型运载火箭运载了迄今最重的载荷进入轨道──一枚由加利福尼亚州帕洛亚托的太空系统/眼端公司(Space Systems/Loral of Palo Alto, CA)所制造的电信通讯卫星，重6648公斤(14625磅)。
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