Запуск ариан 5. Криогенная основная ступень

ТАСС-ДОСЬЕ /Инна Климачева/. Ariane 5 ("Ариан-5") - европейская одноразовая ракета-носитель, входит в семейство Ariane (первый запуск состоялся в 1979 г.). Используется для вывода на околоземную орбиту средних или тяжелых космических аппаратов, может одновременно запускать два-три спутника и попутно до восьми микроспутников.

История проекта

Создана в 1984-1995 гг. Европейским космическим агентством (ЕКА; ESA), основной разработчик - Национальный центр космических исследований Франции (CNES). Участниками программы являются 10 европейских стран, стоимость проекта - 7 млрд долларов США (46,2% - вклад Франции).

В создании ракеты принимали участие около тысячи промышленных фирм. Основной подрядчик - европейская компания Airbus Defence and Space ("Эрбас дифенз энд спейс"; подразделение Airbus Group, "Эрбас груп", Париж). Маркетингом Ariane 5 на рынке космических услуг занимается французская компания Arianespace ("Арианспейс"; Эври), с которой ЕКА подписало 25 ноября 1997 г. соответствующее соглашение.

Модификации

Разработано несколько модификаций космического носителя. В 1996-2003 гг. осуществлялись запуски Ariane 5 G; в 2004 г. - Ariane 5 G+; в 2005-2007 гг. - Ariane 5 GS. В настоящее время эксплуатируются версии Ariane 5 ECA (первый запуск - в 2002 г.) и Ariane 5 ES (2008).
Ariane 5 ECA выводит на орбиту преимущественно телекоммуникационные спутники.
Ariane 5 ES в 2008-2014 гг. использовалась для запуска европейских автоматических грузовых кораблей типа ATV ("Эй-ти-ви"; всего осуществлено пять полетов кораблей, которые обслуживали Международную космическую станцию). В 2016-2018 гг. с помощью Ariane 5 ES планируется запускать аппараты европейской навигационной спутниковой системы Galileo ("Галилео").

С 2008 г. ведутся работы по созданию новой версии Ariane 5 ME с увеличенной грузоподъемностью - до 11-12 т (первый запуск может состояться в 2018 г.).

Характеристики

Ariane 5 представляет собой двухступенчатую ракету-носитель тяжелого класса. Длина - 52-53 м, максимальный диаметр - 5,4 м, стартовая масса - 775-780 т (в зависимости от конфигурации).

Первая ступень оснащена жидкостным ракетным двигателем Vulcain 2 ("Вулкан-2"; в первых трех модификациях ракеты использовался Vulcain), вторая - HM7B (для версии Ariane 5 ECA) или Aestus ("Аэстус"; для Ariane 5 ES). Vulcain 2 и HM7B работают на смеси водорода и кислорода, производятся французской компанией Snecma ("Снекма"; входит в группу Safran, "Сафран", Париж).

В Aestus используется долгохранимое топливо - тетраоксид азота и монометилгидразин. Двигатель разработан немецкой компанией Daimler Chrysler Aerospace AG (DASA, "ДАСА", Мюнхен).

Кроме того, к первой ступени крепятся два твердотопливных ускорителя (изготовитель - Europropulsion, "Европропелжн"; Сюрен, Франция; совместное предприятие группы Safran и итальянской фирмы Avio, "Авио"), которые обеспечивают более 90% тяги в начале пуска. В варианте Ariane 5 ES вторая ступень может отсутствовать при выводе полезной нагрузки на низкую опорную орбиту.

Запуски и инциденты

Запуски осуществляются с космодрома Куру во Французской Гвиане (офиц. название: Гвианский космический центр, Южная Америка). Стоимость одного пуска составляет порядка 140-150 млн долларов.

Первый испытательный пуск 4 июня 1996 г. завершился аварией: ракета разрушилась спустя 37 секунд полета из-за сбоя в работе бортового программного обеспечения.

В ходе второго запуска 30 октября 1997 г. преждевременно отключился двигатель первой ступени, в результате четырем выводимым европейским спутникам пришлось достигать нужной орбиты за счет собственных двигательных установок.

Частично успешным был также запуск 12 июля 2001 г. с европейским и японским спутниками: ракете не удалось вывести их на расчетную орбиту, позже аппараты самостоятельно поднялись на свои орбиты.

Вторая авария произошла 11 декабря 2002 г. при первом пуске версии Ariane 5 ECA: из-за нештатной работы двигателя первой ступени ракета отклонилась от курса и через три минуты взорвалась. Были потеряны два французских спутника связи.

Всего состоялось 85 запусков - 81 успешный, два аварийных и два частично успешных. В ходе предыдущего 27 января 2016 г. (28 января по московскому времени) ракета Ariane 5 ECA вывела на околоземную орбиту американский спутник связи Intelsat 29e ("Интелсат-29-и").

Перспективная ракета

На базе Ariane 5 разрабатывается ракета нового поколения - Ariane 6, ее первый запуск может состояться не ранее 2020 г.

Спутник

9 марта 2016 г. с космодрома Куру успешно осуществлен запуск европейской ракеты-носителя Ariane 5 ECA с французским спутником связи Eutelsat 65 West A ("Ютелсат-65-вест-а").

Eutelsat 65 West A - телекоммуникационный космический аппарат. Принадлежит международной организации спутниковой связи Eutelsat (Париж, Франция).

Изготовлен американской компанией Space Systems/Loral ("Спейс Системс/Лорал"; г. Пало-Альто, шт. Калифорния) на спутниковой платформе SSL 1300. Весит 6,5 т, срок активного существования - не менее 15 лет. Оснащен передатчиками C-, Ku- и Ka-диапазонов. Будет находиться на геостационарной орбите в точке - 65 градусов западной долготы.

Обеспечит телекоммуникационными услугами (широкополосный доступ в интернет, передача данных и видео и др.) территорию Центральной и Южной Америки. Через спутник Eutelsat 65 West A Бразилия будет вести трансляции с XXXI летних Олимпийских игр, которые пройдут в августе 2016 г. в Рио-де-Жанейро.

Европейская ракета Ariane-5 / Фото: ru.wikipedia.org

Европейская ракета-носитель Ariane-5, стартовавшая в субботу с космодрома Куру во Французской Гвиане, доставила на орбиту два телекоммуникационных спутника для США и Индии: DIRECTV-14 и GSAT-16, говорится в сообщении европейского аэрокосмического концерна Arianespace.

Первоначально предполагалось, что запуск ракеты-носителя состоится в четверг, однако он был отложен на два дня из-за неблагоприятных погодных условий. В субботу в 17.40 по местному времени (23.40 мск) Ariane-5 успешно стартовала с космодрома Куру.

"Осуществив этот запуск, Arianespace установил новый рекорд по массе доставленного (в космос) груза в год", - информирует концерн.

Ariane-5 - европейская ракета-носитель, предназначается для выведения грузов на низкую околоземную орбиту Земли. На разработку Ariane-5 было потрачено около 10 лет и 7 миллиардов долларов. К настоящему моменту осуществлено 62 успешных запуска, сообщает РИА Новости .


Техническая справка

«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 1995 -2007 гг., Арианспейс разместила заказы на 99 РН в EADS, было произведено 43 запуска, из которых 39 успешных.

Разработка «Ариан 5» заняла 10 лет, стоила 7 млрд долл. 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. Ракета-носитель используется для снабжения Международной космической станции (МКС) с помощью грузовых кораблей.

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

Схема РН «Ариан 5 ECA» / Фото: ru.wikipedia.org

ЖРД Вулкан / Фото: ru.wikipedia.org

Конструкция

Криогенная основная ступень

Первая криогенная ступень «Ариан 5» называется EPC (фр. E tage 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

Два твердотопливных ускорителя ARP (фр. Les Etages d’Accelerations 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». До этого полёта последняя такая попытка была проделана в 2003 году.

Разгонные блоки

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. E tage Superieur Cryotechnique ) с компонентами LH2 /LOX .

Варианты ракеты-носителя

  • 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 Superieur Cryogenique-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». Первый запуск был осуществлён 04:03 GMT 9 марта 2008 года.

Первый испытательный полёт РН «Ариан 5» 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. 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 .

Тактико-технические показатели

Общие сведения
Страна Евросоюз
Семейство Ариан
Назначение ракета-носитель
Разработчик ЕАДС (EADS Astrium Space Transportation)
Изготовитель EADS
Основные характеристики
Количество ступеней, шт 2
Длина, м 59
Диаметр, м 5,4
Стартовая масса, т 777
НОО: 16 (G);
21 (ES)
ГПО: 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, шт: 68
успешных 64 (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) Р238
Количество ускорителей, шт 2
Маршевый двигатель ТТУ
Тяга, тс (кН ) 659,8 (6470)
Удельный импульс, с 275
Время работы, с 129
Первая ступень - H158
Вариант РН Ариан 5G
Маршевый двигатель Вулкан
Тяга, тс (кН) 113,6 (1 114)
Удельный импульс, с 430
Время работы, с 589
Горючее водород
Окислитель кислород
Первая ступень (Альтернативная) -H173
Вариант РН Ариан 5 ECA
Маршевый двигатель Вулкан 2
Тяга, тс (кН) 136,6 (1 340)
Удельный импульс, с 431
Время работы, с 650
Горючее водород
Окислитель кислород
Вторая ступень
Вариант РН Ариан 5G
Маршевый двигатель Аэстус
Тяга, тс (кН) 2,79 (27,4)
Удельный импульс, с 324
Время работы, с 1 100
Горючее Гептил
Окислитель N 2 O 4
Вторая ступень (Альтернативная)
Вариант РН Ариан 5 ECA
Маршевый двигатель HM7-B
Тяга, тс (кН) 6,6 (64,7)
Удельный импульс, с 446
Время работы, с 960
Горючее водород
Окислитель кислород

Четверговый запуск «Ariane 5» прошел частично успешно - спутники оказались на орбитах с большим, чем планировалось, наклонением. Они смогут оттуда добраться на геостационарную орбиту на своих двигателях. Благодаря тому, что на аппаратах стоят электрореактивные двигатели, на коррекцию орбиты потребуется немного топлива, и расчетный срок активного существования в 15 лет может и не уменьшиться. Хорошо, что спутники не потеряны, но авария вызывает возмущение действиями Arianespace - ЦУПу с первых минут должно было быть ясно, что с ракетой творится что-то неладное, но комментатор продолжал вести репортаж, будто бы все в порядке. Что же случилось?

Фото AFP/Getty Images

На прямой трансляции запуск выглядел нормально до примерно 9:29, когда пропал крестик маркера положения ступени на траектории, а появившееся после титров CEO Yahsat поле телеметрии внизу экрана опустело. Это могло и не означать ничего страшного - проблемы могли возникнуть у трансляции пуска, а не ракеты. Тем более, что на экране отображалась анимация нормального полета, а диктор вел обычный рассказ. В трансляции даже было сказано , что «по-видимому» наземные станции получили подтверждение успешного отделения первого спутника! А на 38 минуте трансляцию просто остановили. И только спустя примерно час было объявлено, что при выведении случилась «аномалия», и связь с ракетой-носителем была потеряна «через несколько секунд после включения третьей ступени» (на 10 минуте полета). А спустя еще час появилось официальное подтверждение, что спутники находятся на орбите. На следующий день в открытом доступе опубликовали параметры орбиты спутников, и выяснилось, что они оказались на орбите с примерно нормальными перицентром и апоцентром, но с ошибкой на 20° наклонения.

43174 / 2018-012A: 232 x 43163 км, 20.6°
43175 / 2018-012B: 232 x 43198 км, 20.6°
43176 / 2018-012C: 169 x 42790 км, 21.0°
43177 / 2018-012D: 235 x 43153 км, 20.6°

Ошибка обойдется спутникам примерно в 150 дополнительных метров в секунду характеристической скорости для выхода на геостационарную орбиту. Это приблизительно три года компенсации возмущений на геостационаре, но на спутниках, скорее всего, есть запас топлива на случай продления пятнадцатилетнего расчетного срока эксплуатации.

Анализ

Внимательный анализ того, что показывали в трансляции, практически сразу позволяет сформировать гипотезу аварии. Если верна отображаемая траектория на первых минутах полета, когда телеметрия еще была, то получается, что ракета летела с ошибкой примерно 20° относительно правильного курса.


Увеличенный кадр из трансляции, желтая линия и крестик актуального положения расположены южнее зеленой линии и кружочка расчетного

Гипотезу быстро подтвердили энтузиасты космонавтики, среди них был Сиз Басса, про которого я совсем недавно. Они нашли видео старта ракеты, снятое с пляжа около города Куру, расположенного к юго-востоку от одноименного космодрома.

Высота Луны в тот момент была 83°, то есть ракета прошла практически над головами снимающих, что недопустимо при нормальном полете. Разрешенные азимуты для космодрома Куру ограничены 93°, чтобы в случае аварии не упасть на город, а в ночь на пятницу ракета прошла всего в паре километров от него!


Минимальный и максимальный азимуты полета по

Четверговый запуск "Ariane 5" прошел частично успешно - спутники оказались на орбитах с большим, чем планировалось, наклонением. Они смогут оттуда добраться на геостационарную орбиту на своих двигателях. Благодаря тому, что на аппаратах стоят электрореактивные двигатели, на коррекцию орбиты потребуется немного топлива, и расчетный срок активного существования в 15 лет может и не уменьшиться. Хорошо, что спутники не потеряны, но авария вызывает возмущение действиями Arianespace - ЦУПу с первых минут должно было быть ясно, что с ракетой творится что-то неладное, но комментатор продолжал вести репортаж, будто бы все в порядке. Что же случилось?


Фото AFP/Getty Images

На прямой трансляции запуск выглядел нормально до примерно 9:29, когда пропал крестик маркера положения ступени на траектории, а появившееся после титров CEO Yahsat поле телеметрии внизу экрана опустело. Это могло и не означать ничего страшного - проблемы могли возникнуть у трансляции пуска, а не ракеты. Тем более, что на экране отображалась анимация нормального полета, а диктор вел обычный рассказ. В трансляции даже было сказано , что "по-видимому" наземные станции получили подтверждение успешного отделения первого спутника! А на 38 минуте трансляцию просто остановили. И только спустя примерно час было объявлено, что при выведении случилась "аномалия", и связь с ракетой-носителем была потеряна "через несколько секунд после включения третьей ступени" (на 10 минуте полета). А спустя еще час появилось официальное подтверждение, что спутники находятся на орбите. На следующий день в открытом доступе опубликовали параметры орбиты спутников, и выяснилось, что они оказались на орбите с примерно нормальными перицентром и апоцентром, но с ошибкой на 20° наклонения.

43174 / 2018-012A: 232 x 43163 км, 20.6°
43175 / 2018-012B: 232 x 43198 км, 20.6°
43176 / 2018-012C: 169 x 42790 км, 21.0°
43177 / 2018-012D: 235 x 43153 км, 20.6°

Ошибка обойдется спутникам примерно в 150 дополнительных метров в секунду характеристической скорости для выхода на геостационарную орбиту. Это приблизительно три года компенсации возмущений на геостационаре, но на спутниках, скорее всего, есть запас топлива на случай продления пятнадцатилетнего расчетного срока эксплуатации.

Анализ

Внимательный анализ того, что показывали в трансляции, практически сразу позволяет сформировать гипотезу аварии. Если верна отображаемая траектория на первых минутах полета, когда телеметрия еще была, то получается, что ракета летела с ошибкой примерно 20° относительно правильного курса.


Увеличенный кадр из трансляции, желтая линия и крестик актуального положения расположены южнее зеленой линии и кружочка расчетного

Гипотезу быстро подтвердили энтузиасты космонавтики, среди них был Сиз Басса, про которого я совсем недавно. Они нашли видео старта ракеты, снятое с пляжа около города Куру, расположенного к юго-востоку от одноименного космодрома.

Высота Луны в тот момент была 83°, то есть ракета прошла практически над головами снимающих, что недопустимо при нормальном полете. Разрешенные азимуты для космодрома Куру ограничены 93°, чтобы в случае аварии не упасть на город, а в ночь на пятницу ракета прошла всего в паре километров от него!


Минимальный и максимальный азимуты полета по

РН «Ariane-5» перед запуском

Ariane 5 ) - европейская тяжёлая семейства , предназначена для выведения полезной нагрузки на (НОО ) или (ГПО ). Производится Европейским космическим агентством (ЕКА ), основной подрядчик - European Astrium Space Transportation (EADS ). Ракета продвигается на рынке компанией Арианспейс. Запуски происходят с во Французской Гвиане. РН «Ариан 5» является основной ракетой-носителем ЕКА и останется таковой по крайней мере до 2023 года, когда должны начать полеты ракеты . Только за период 1995-2007 гг., Арианспейс разместила заказы на 99 РН в EADS, было произведено 43 запуска, из которых 39 успешных.

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 «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. Ракета-носитель использовалась для снабжения (МКС ) с помощью автоматических грузовых кораблей.

Конструкция

Схема устройства РН «Ариан 5 ECA»

Криогенная основная ступень

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 тоннжидкого 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

Два твердотопливных ускорителя ARP (фр. Les Étages d’Accélérations à Poudre ) присоединяются по бокам и обеспечивают основную тягу при старте ракеты-носителя. ТТУP238 (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 ТТУпроизводилось после первого полёта варианта РН «Ариан 5 ECA». До этого полёта последняя такая попытка была проделана в 2003 году.

Разгонные блоки

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

Варианты ракеты-носителя

  • Первоначальная версия РН «Ариан», называется 5G (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» (Evolution Cryotechnique type A ) может вывести на ГПО два спутника общей массой 10 000 кг или 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» (Evolution Storable ) используется для запуска автоматического транспортного корабля ЕКА с использованием блока второй ступени EPS версии РН «Ариан G». Первый запуск был осуществлён 04:03 GMT 9 марта 2008 года.

Повторное зажигание второй ступени

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 исключительно 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 ATV (Automated Transfer Vehicle ) ЕКА на промежуточную орбиту сближения с МКС.

Возобновлено развитие РН «Ариан 5 ECB»

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.

Твердотопливная ступень

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 своё отражение в РН «Ариан 5». Интеграция версии РН ESC-B с усовершенствованиями ТТУ и модифицированным ЖРД Вулкан должны позволить вывод 27 000 кг на низкую опорную орбиту.

Запуски ракеты-носителя «Ариан 5»

Запуск 34-го РН Ариан 5 в Гвианском Космическом центре.

Первый испытательный полёт Ариан 5 состоялся 4 июня 1996 года и был неудачным. Ракета-носитель была подорвана на 34 секунде полёта по причине неисправности в управляющем программном обеспечении, которая считается самой дорогостоящей компьютерной ошибкой в истории. Конвертация данных из 64-разрядного числа с плавающей запятой в 16-разрядное привела к зависанию компьютера. Процедура на языке Ада, обрабатывающая эту исключительную ситуацию, была исключена из соображений сохранения производительности системы.

Второй испытательный полёт (V-101), 30 октября 1997 года был частичной неудачей по причине проблем с управляемостью сопла двигателя первой ступени Вулкан. Вторая ступень отработала успешно, но не смогла достичь планируемой . Следующий полёт 21 октября 1998 года был успешным, и первый коммерческий запуск был произведён 10 декабря 1999 года - была выведена на орбиту .