Ариан-5

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Ариан V (Ariane V)
Ариан V (Ariane V)
Модель ракеты в музее авиации и космоса, Франция
Общие сведения
Страна Европейский союз Евросоюз
Семейство Ариан
Назначение ракета-носитель
Разработчик ЕАДС (EADS Astrium Space Transportation)
Изготовитель EADS
Основные характеристики
Количество ступеней 2
Длина 59 м
Диаметр 5,4 м
Стартовая масса 777 т
Полезная нагрузка НОО (т): 16 (G);
21 (ES)
ГПО (т): 6,2 (G);
6,95 (G+); 6,1 (GS); 10,5 (ECA).
История запусков
Состояние действующая
Места запуска Гвианский Космический центр (Guiana Space Centre)
Число запусков 79[1]
  - успешных 75

(G: 13, G+: 3, GS: 6, ECA: 39, ES: 3)

  - неудачных 4
Первый запуск G: 4 июня 1996 года
G+: 2 марта 2004 года
GS: 11 августа 2005 года
ECA: 11 декабря 2002 года
ES: 9 марта 2008 года
 
Ускоритель (Ступень 0) — P238
Количество ускорителей 2 шт.
Маршевый двигатель ТТУ
Тяга 659,8 тс (6 470 кН)
Удельный импульс 275 с
Время работы 129 с
Первая ступень — H158
Вариант РН Ариан 5G
Маршевый двигатель Вулкан
Тяга 113,6 тс (1 114 кН)
Удельный импульс 430 с
Время работы 589 с
Горючее водород
Окислитель кислород
Первая ступень (Альтернативная) — H173
Вариант РН Ариан 5 ECA
Маршевый двигатель Вулкан 2
Тяга 136,6 тс (1 340 кН)
Удельный импульс 431 с
Время работы 650 с
Горючее водород
Окислитель кислород
Вторая ступень —
Вариант РН Ариан 5G
Маршевый двигатель Аэстус
Тяга 2,79 тс (27,4 кН)
Удельный импульс 324 с
Время работы 1 100 с
Горючее Гептил
Окислитель N2O4
Вторая ступень (Альтернативная) —
Вариант ракеты-носителя Ариан 5 ECA
Маршевый двигатель HM7-B
Тяга 6,6 тс (64,7 кН)
Удельный импульс 446 с
Время работы 960 с
Горючее водород
Окислитель кислород

«Ариан 5» (фр. Ariane 5) — европейская ракета-носитель семейства Ариан, предназначена для выведения полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) или геопереходную орбиту (ГПО). Производится Европейским космическим агентством (ЕКА), основной подрядчик — European Astrium Space Transportation (EADS). Ракета продвигается на рынке компанией Арианспейс. Запуски происходят с космодрома Куру во Французской Гвиане. РН «Ариан 5» является основной ракетой-носителем ЕКА и останется таковой по крайней мере до 2015 года. Только за период 19952007 гг., Арианспейс разместила заказы на 99 РН в EADS, было произведено 43 запуска, из которых 39 успешных.[2]

Разработка «Ариан 5» заняла 10 лет, стоила 7 млрд долларов США и предназначалась для замены ракеты-носителя ЕКА «Ариан-4». Первоначально существовали планы использовать её для запусков пилотируемого корабля «Гермес», однако этот проект был отменён и сейчас «Ариан 5» применяется только в непилотируемом варианте. Использование разных вариантов контейнеров полезной нагрузки позволяет одновременный запуск двух-трёх спутников и размещение до восьми микроспутников.[3] Ракета-носитель используется для снабжения Международной космической станции (МКС) с помощью грузовых кораблей (см. АГК «Жюль Верн»).

Сравнимые ракеты-носители: «Протон-М», «Ангара А5», «Дельта IV», «Атлас V», «Великий поход 5», GSLV Mk.III, «Фалькон 9», H-IIB, Циклон-4.

Конструкция[править | править вики-текст]

Схема устройства РН «Ариан 5 ECA»
ЖРД Вулкан

Криогенная основная ступень[править | править вики-текст]

Первая криогенная ступень «Ариан 5» называется EPC (фр. Étage Principal Cryotechnique) и состоит из большого — 30,5 метров высотой — бака с двумя отделениями (одно для 130 тонн жидкого кислорода и одно для 25 тонн жидкого водорода) и ЖРД «Вулкан» в основании, который имеет тягу 113,6 тс (1 114 кН) на уровне моря. Сухая масса первой ступени составляет 15 тонн. В варианте «Ариан 5 ECA» используется модифицированный ЖРД Вулкан 2 с тягой 136,6 тс (1 340 кН).

Твердотопливные ускорители[править | править вики-текст]

Два твердотопливных ускорителя ARP (фр. Les Étages d’Accélérations à Poudre) присоединяются по бокам и обеспечивают основную тягу при старте ракеты-носителя. ТТУ P238 (P241 в случае «Ариан 5 ECA») весит 277 тонн и развивает тягу 630 тс (6 470 кН). В отличие от боковых ускорителей космического челнока, твердотопливные ускорители после отсоединения падают и теряются в океане, но и как в случае с челноком, в принципе могут опускаться на парашютах в воду для их повторного использования. Спасение ТТУ после запуска осуществлялось несколько раз для послеполётных исследований ускорителей. Повторное использование в настоящее время не предусмотрено. Спасение отработавшего ТТУ производилось после первого полёта варианта РН «Ариан 5 ECA».[4] До этого полёта последняя такая попытка была проделана в 2003 году.

Разгонные блоки[править | править вики-текст]

Вторая ступень расположена выше первой и ниже контейнера полезной нагрузки. Вариант РН «Ариан 5 G» использует EPS (фр. Étage à Propergols Stockables), в которой применяются компоненты топлива несимметричный диметилгидразин (гептил) и N2O4, в то время как вариант РН «Ариан 5 ECA» использует ESC (фр. Étage Supérieur Cryotechnique) с компонентами LH2/LOX.

Модификации и будущее развитие[править | править вики-текст]

Варианты ракеты-носителя[править | править вики-текст]

  • Первоначальная версия РН «Ариан», называется 5G (англ. Generic) со стартовой массой 737 тонн. Масса полезной нагрузки, выводимая на ГПО этим вариантом ракеты-носителя, была изначально заявлена равной 5 970 кг, но была увеличена после испытательных полетов до 6 200 кг.
  • РН «Ариан 5G+» оснащена модернизированной второй ступенью, которая обеспечивает вывод на ГПО 6 950 кг груза и использовалась три раза в 2004 году.
  • РН «Ариан 5GS» пришла на замену «5G+» в 2005 году. Имеет те же ТТУ EAP, что и более поздний вариант «Ариан 5 ECA», также оснащена модифицированным двигателем первой ступени Вулкан 1B. Она способна выводить на ГПО 6 100 кг.
  • РН «Ариан ECA» (англ. Evolution Cryotechnique type A) может вывести на ГПО два спутника общей массой 10 000 кг и один спутник массой 10 500 кг. Этот вариант использует двигатель первой ступени Вулкан 2 и вторую ступень ESC-A (фр. Etage Supérieur Cryogénique-A), которая оснащена ЖРД HM7-B массой 2 100 кг, общая масса криогенного топлива (LH2/LOX) составляет 14 000 кг. Вторая ступень, которая ранее использовалась в качестве третьей ступени РН «Ариан-4», в «Ариан ECA» имеет изменённые баки в целях сокращения длины. Переработанный ЖРД Вулкан имеет более длинное и эффективное сопло и более эффективный топливный цикл. Изменённое соотношение топливных компонентов потребовало изменения длины баков первой ступени. Также ТТУ EAP были облегчены использованием нового способа сварки и заполнены бо́льшим количеством топлива. Вторая ступень ESC-A не улучшает показатели РН «Ариан ECA» по выводу груза на НОО по сравнению с вариантом «Ариан 5G», поэтому последняя модификация не будет использоваться для вывода автоматического транспортного корабля ATV.
  • РН «Ариан ES-ATV» (англ. Evolution Storable) используется для запуска автоматического транспортного корабля ЕКА с использованием блока второй ступени EPS версии РН «Ариан G».[5] Первый запуск был осуществлён 04:03 GMT 9 марта 2008 года.
Ariane 5 (maquette).jpg

Повторное зажигание второй ступени[править | править вики-текст]

Блок EPS обладает способностью повторного зажигания, которое демонстрировалось дважды. Первый раз это было осуществлено в ходе полёта V26, дата старта 5 октября 2007 года. Повтор зажигания был осуществлён чисто в целях испытания двигателя и производился уже после вывода на расчётную орбиту ПН. Первое рабочее использование возможности повторного зажигания в целях выполнения программы полёта произошло 9 марта 2008 года, когда два включения ступени были осуществлены для вывода автоматического транспортного корабля ATV (англ. Automated Transfer Vehicle) ЕКА на промежуточную орбиту сближения с МКС.

Возобновлено развитие РН «Ариан 5 ECB»[править | править вики-текст]

Планировалось, что модификация ECB будет иметь верхнюю ступень ESC-B, использующую двигатель Винчи, ЖРД с циклом фазового перехода. Предполагалось увеличить доставляемую на ГПО ПН до 12 000 кг, но проект был отложен из-за бюджетных сокращений.

В декабре 2005 года на конференции ЕКА в Берлине не было принято решения о возобновлении или отмене этого проекта. ЖРД Винчи, который предназначен для второй ступени, всё ещё разрабатывается, хотя и меньшими темпами, чем раньше. 25—26 ноября 2008 года на совете министров ЕКА было достигнуто соглашение по финансированию модернизированной второй ступени.[6]

Твердотопливная ступень[править | править вики-текст]

Работы по ТТУ EAP продолжаются в рамках проекта ракеты-носителя «Вега» Первая ступень этой ракеты-носителя — двигатель P80 — более короткая версия ТТУ EAP, с корпусом из графитоэпоксидного волокна, которое гораздо легче стального корпуса. Сопло также выполнено из композитов с увеличенным коэффициентом расширения для улучшения эффективности. Управление вектором тяги электромеханическое, что позволяет уменьшить вес по сравнению с гидравлическим управлением.

Эти усовершенствования, вероятно, найдут свое отражение в РН «Ариан 5».[7] Интеграция версии РН ESC-B с усовершенствованиями ТТУ и модифицированным ЖРД Вулкан должны позволить вывод 27 000 кг на низкую опорную орбиту.[8]

Пуски РН «Ариан 5»[править | править вики-текст]

Начиная с 4 июня 1996 года, произведено 79 пусков РН «Ариан-5» из них четыре — нештатные[1].

Первый испытательный полёт РН состоялся 4 июня 1996 года и был неудачным. РН была подорвана на 34 секунде полёта по причине неисправности в управляющем программном обеспечении, которая считается самой дорогостоящей компьютерной ошибкой в истории (см. Авария 4 июня 1996 года). Конвертация данных из 64-х разрядного числа с плавающей запятой в 16-ти разрядное привела к зависанию компьютера. Процедура на языке Ада, обрабатывающая эту исключительную ситуацию, была исключена из соображений сохранения производительности системы.

Второй испытательный полёт, L502 30 октября 1997 года был частичной неудачей по причине проблем с управляемостью сопла ЖРД Вулкан. Вторая ступень отработала успешно, но не смогла достичь планируемой орбиты. Следующий полёт 21 октября 1998 года был успешным, и первый коммерческий запуск был произведён 10 декабря 1999 года — была выведена на орбиту рентгеновская обсерватория XMM-Newton.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Ракета Ariane 5 стартовала со спутниками американской компании DirecTV (рус.). Lenta.ru.
  2. Ход развития Ариан 5 (en)(недоступная ссылка — история). ESA (2008). Архивировано из первоисточника 11 марта 2006.
  3. Французские названия контейнеров полезной нагрузки: для двух спутников — SYstème de Lancement Double Ariane, SYLDA; для трёх спутников — Structure Porteuse Externe Lancement TRiple Ariane, SPELTRA.
  4. Франция в космосе №387 (en)(недоступная ссылка — история). Office of Science and Technology Embassy of France in the USA. Архивировано из первоисточника 25 января 2009.
  5. Справочник ракет-носителей ЕКА
  6. Совет Министров ЕКА решает будущее Европейских космических исследований (en). Архивировано из первоисточника 16 февраля 2012.
  7. Успешное испытание двигателя первой ступени Веги в Куру (en). ESA (November 30, 2006). Архивировано из первоисточника 16 февраля 2012.
  8. David Iranzo-Greus. РН Ариан 5 – Европейский Ракета-носитель для Космических Исследований (en) (PowerPoint presentation)(недоступная ссылка — история). EADS SPACE Transporation (23 марта 2005). Проверено 10 апреля 2008. Архивировано из первоисточника 27 сентября 2007.

Ссылки[править | править вики-текст]