O Delta IV Heavy em ação

Um lançamento começa com a ignição dos três motores RS-68 principais e em seguida há a decolagem. Alguns minutos depois, os núcleos de impulsão auxiliares (CBC) são ejetados (se descolam do foguete principal), uma vez que consumiram seu combustível e cumpriram sua missão de tirar o foguete do chão. Depois disso, o motor principal (preso ao CBC central) é desligado, e os dois terços inferiores do CBC principal, que consistem do motor principal, os tanques de combustível inferiores e o estágio intermediário, que conecta o primeiro ao segundo estágio, também são ejetados. O que sobra é o segundo estágio, que consiste principalmente de tanques de combustível, o motor RL10B-2, componentes eletrônicos de orientação e carga útil, todos eles armazenados em um cone protetor chamado de carenagem.

The Boeing Company (em inglês)

Comparado ao primeiro estágio, o segundo é como uma bailarina sentada nos ombros de um rapaz. Pode não ter a energia imponente dos três motores de impulso, mas tem a força, o equilíbrio e a precisão para lidar com a tarefa delicada de colocar um satélite em uma órbita sustentável e correta. Quando os componentes do primeiro estágio já se soltaram, o segundo estágio aciona seu motor e ejeta a carenagem de proteção. Em seguida acontece o corte do motor do segundo estágio (SECO)-1, no qual o motor RL10B-2 é desligado e o segundo estágio manobra usando somente seus propulsores. A orientação do segundo estágio é fornecida por equipamentos de aviônica e sistemas de controle de altitude. O Sistema Redundante de Controle de Vôo Inercial auxilia na inserção das cargas úteis na órbita correta.

Em seu primeiro vôo no dia 21 de dezembro de 2004, o Delta IV Heavy levava três satélites, o DemoSat primário e dois auxiliares, construídos por estudantes, e juntos conhecidos como NanoSat-2. Durante o período em que o motor estava desligado no primeiro vôo, os satélites NanoSat-2 foram ativados e liberados.

O motor então ligou e desligou mais duas vezes (SECO-2, SECO-3) após o lançamento do NanoSat-2. Foi isto que permitiu que o segundo estágio conservasse energia.

The Boeing Company (em inglês)

Como o Delta IV Heavy é muito eficiente, ele possui o combustível necessário para se posicionar em praticamente qualquer altitude e órbita. Além disso, como os motores do segundo estágio cuidam da maior parte do posicionamento e são capazes de colocar suas cargas em órbita com bastante precisão, os satélites gastam muito menos energia e podem usar o combustível excedente para manterem suas próprias funções por mais tempo. Quando o segundo estágio atingiu a órbita desejada, o satélite DemoSat, então capaz de manter sua própria órbita, foi ativado e lançado.