Готовятся испытания ключевого элемента верхней ступени ракеты, способного многократно перезапускаться Наука и космос
На базе Немецкого аэрокосмического центра (DLR) в Лампрехтсхаузене (Lamprechtshausen) начата сборка и тестирование двигателя Vinci для европейской ракеты-носителя Ariane 6.
Этот двигатель является «сердцем» верхней ступени Ariane 6 и использует жидкий водород и кислород в расширительном цикле, позволяющем многократные повторы зажигания. Это особенно важно для точного вывода полезной нагрузки на разные орбиты и безопасного захоронения верхней ступени.
Ранее сборка и испытания Vinci проходили во Франции, но теперь интеграция, финальная сборка и проверка двигателя выполняется в Германии. Для испытаний используется специальный стенд P4.1, имитирующий реальные условия полёта.
Двигатель Vinci развивает тягу около 180 кН с возможностью работы в двух режимах. В конструкции реализованы передовые технологии, включая турбонасосы нового поколения и систему охлаждения.
ESA и ArianeGroup отмечают, что развитие и тестирование Vinci продолжается в рамках подготовки Ariane 6 к первой миссии, запланированной на 2026 год. Этот этап важен для обеспечения готовности ракеты к запуску спутников и научных аппаратов на околоземную и более дальнюю орбиту.
Новая европейская ракета Ariane 6 будет способна выполнять широкий спектр задач.
Компоненты Ariane 6 с двумя ускорителями
Ariane 6 будет доступен в двух версиях в зависимости от требуемых характеристик: версия с двумя ускорителями, получившая название Ariane 62, и Ariane 64 с четырьмя ускорителями.
Ariane 62 может выводить полезную нагрузку весом около 4,5 тонн на геостационарную орбиту или 10,3 тонны на низкую околоземную орбиту.
Ariane 64 может выводить полезную нагрузку весом около 11,5 тонн на геостационарную орбиту и 21,6 тонны на низкую околоземную орбиту.
При высоте более 60 метров Ariane 6 будет весить почти 900 тонн при запуске с полной полезной нагрузкой, что примерно эквивалентно полутора пассажирским самолетам Airbus A380.
Для разработки Ariane 6 ESA сотрудничает с промышленной сетью из нескольких сотен компаний в 13 европейских странах, возглавляемой генеральным подрядчиком ArianeGroup.
Французское космическое агентство CNES построило, эксплуатирует и обслуживает космодром Ariane 6 на европейском космодроме во Французской Гвиане.
Гибкость
Ariane 6 будет обладать гибкостью для запуска как тяжелых, так и легких полезных грузов на широкий диапазон орбит для таких приложений, как наблюдение Земли, телекоммуникации, метеорология, наука и навигация.
Носители полезной нагрузки позволяют небольшим спутникам весом менее 200 кг «цепляться» за запуск основной полезной нагрузки, эффективно комбинируя полезные нагрузки в рамках одной миссии.
Эти адаптеры были разработаны в рамках инициативы ESA по созданию возможностей для недорогого запуска легких спутников.
Услуга совместного запуска малых спутников «multiple launch» предоставляет небольшим компаниям экономически эффективные возможности доступа к растущей космической отрасли.
Элементы Ariane 6
Модульность и универсальность: компоненты Ariane 6
Ariane 6 состоит из трех ступеней: двух или четырех ускорителей, а также основной и разгонной ступеней, известных вместе как центральное ядро.
Основная ступень вместе с твердотопливными ракетными ускорителями приводит Ariane 6 в движение на первом этапе полета. Основная ступень приводится в действие жидкотопливным двигателем Vulcain 2.1 - модернизированным двигателем, производным от Vulcain 2 от Ariane 5, – а ускорители P120C обеспечивают дополнительную тягу при старте.
Разгонный блок приводится в действие двигателем Vinci с возможностью повторного включения, работающим на криогенном жидком кислороде и водороде. Это позволяет Ariane 6 выходить на различные орбиты в рамках одной миссии для доставки большего количества полезной нагрузки. Разгонный блок обычно включается несколько раз, чтобы выйти на требуемые орбиты. После отделения полезной нагрузки будет произведено окончательное включение и маневр для сведения разгонного блока с орбиты и уменьшения количества космического мусора.
Обтекатель, разделяющийся по вертикали на две половинки обтекателя в верхней части Ariane 6, будет двух размеров: 20-метровый и укороченный 14-метровый вариант. Оба имеют диаметр 5,4 м и изготовлены из углеродного волоконно-полимерного композита. Обтекатель защищает спутники от тепловых, акустических и аэродинамических нагрузок при выходе в открытый космос.
Пусковая площадка
Запуск Ariane 6 будет произведен с европейского космодрома во Французской Гвиане с новой стартовой площадки в 4 км к западу от стартовой площадки Ariane 5. Основные конструкции включают в себя здание для сборки пусковой установки, передвижной портал и стартовую площадку.
Зона запуска Ariane 6 на Европейском космодроме во Французской Гвиане
Европейский космодром занимает 170 га, из них здания расположены на 18 га. Его расположение идеально: открытое море на севере и востоке и город Куру в 17 км от него, что сводит к минимуму ограничения в плане безопасности полетов. И, поскольку космодром находится всего в 5° к северу от экватора, полеты на восток обеспечивают почти максимально возможную скорость за счет вращения Земли, увеличивая характеристики полезной нагрузки для любой ракеты – намного больше, чем из более северных или южных мест.
Здание для сборки пусковой установки имеет высоту 20 м, длину 112 м и ширину 41 м и расположено в 1 км от зоны запуска. Он используется для горизонтальной сборки ракеты и подготовки перед отправкой в зону запуска.
Здание окончательной сборки
Передвижной портал представляет собой полностью оборудованную мобильную металлическую конструкцию высотой 90 метров и весом 8200 тонн, которая перемещается по рельсам. Он весит 8200 тонн, что составляет более 8 миллионов килограммов, и почти на тысячу тонн тяжелее Эйфелевой башни, что эквивалентно более чем 1600 слонам. Передвижной портал оснащен платформами для работы с ракетой на стартовой площадке. Конструкция удерживает и защищает Ariane 6 до тех пор, пока он не будет убран перед запуском.
Передвижной портал над стартовой площадкой; обратите внимание на каналы для отвода пламени справа и слева
Стартовая площадка уходит вниз на 28,5 м от уровня Ariane 6 и имеет ширину 200 м. Бетона в ней достаточно, чтобы заполнить 67 бассейнов олимпийского размера - примерно 167 500 кубических метров. Она включает в себя 700-тонный стальной стартовый стол для поддержки Ariane 6. Стальные дефлекторы направляют огненные струи Ariane 6 при старте в отводные туннели под стартовым столом. Четыре молниезащищенные мачты и водонапорная башня для систем шумоподавления также являются частью стартовой площадки.
Центральная часть испытательной модели Ariane 6 прибывает на ELA-4 для проведения комбинированных испытаний после передачи из сборочного цеха
Предыстория и обязанности
Решение о начале разработки Ariane 6 было принято на заседании Совета ESA на уровне министров в декабре 2014 года, основной мотивацией которого было сохранение лидерства Европы на быстро меняющемся рынке услуг коммерческих запусков, а также удовлетворение потребностей Европы в независимости в доступе к космосу и его использовании.
Логотипы на обтекателе тестовой модели
Роль ESA в разработке Ariane 6 заключается в надзоре за процессом закупок, а также в том, чтобы отвечать за архитектуру всей системы запуска.
Промышленные предприятия по всей Европе отвечают за создание ракеты-носителя и ее компонентов, при этом ArianeGroup является главным подрядчиком и проектным органом. Твердотопливный ускоритель P120C, который используется как на ракетах Ariane 6, так и на Vega-C, разработан ArianeGroup и Avio через их совместное предприятие Europropulsion.
В то время как ESA предоставляет требования к системе запуска для институциональных миссий, промышленность несет ответственность за определение требований коммерческого рынка, учитывая ее будущую ответственность за коммерческое использование системы запуска.
Сегодня ESA собирается осуществить дебютный запуск ракеты Ariane 6. На него возложены ожидания. Ведь после состоявшегося в прошлом году ухода Ariane 5 на пенсию, у Европы вообще не осталось ракет-носителей тяжелого класса. В результате, несмотря на жалобы европейских чиновников, многие контракты пришлось отдать SpaceX.
Конечно, с коммерческой точки зрения Ariane 6 никогда в жизни не составит конкуренции Falcon 9. Это классическая одноразовая ракета, проектировавшая еще во времена, когда руководители пусковых операторов вроде ULA и Arianespace в открытую посмеивались над планами Маска. Но по крайней мере, у Ariane 6 будут гарантированные заказы от европейских военных и того же ESA. Так что у ракеты должно быть какое-никакое будущее. Но для начала посмотрим, чем завершится ее первый полет.
Окно для запуска Ariane 6 откроется сегодня в 22:00 по Минску/Москве/Киеву. Ссылка на прямую трансляцию на Youtube:
Ariane 6 — это двухступенчатая ракета-носитель с твердотопливными ускорителями. Ракета заменит Ariane 5, эксплуатация которой прекратилась в июле прошлого года после более 100 успешных миссий.
Philippe Baptiste, исполнительный директор CNES пишет:
"EUMETSAT решил запустить Meteosat MTG-S1 на Falcon 9 вместо Ariane 6. Это жестокое изменение, поскольку запуск должен был состояться очень скоро. Очевидно, что сегодня очень разочаровывающий день для европейской космической программы в целом. Технические условия для запуска на «Ариане-6» были соблюдены, и ракета была доступна для EUMETSAT.
Я с нетерпением жду объяснений, чтобы понять, какие причины могли привести Eumetsat к такому решению, в то время как все европейские страны, а также Комиссия ЕС призывают к запуску европейских спутников на европейских ракетах! Не говоря уже о том, что до первого полета Ариан-6 осталось 10 дней. Как далеко мы, европейцы, зайдём в своей наивности?
Это еще раз иллюстрирует потребность в европейской координации по космосу. ЕС пора принять необходимые меры, чтобы все европейские спутники запускались только на европейских ракетах."
p.s. Данный спутник должен был запущен четвертой Ариан 6.
Интересно, что ранее в преддверии запуска 6 июля директор по космическому транспорту Европейского космического агентства Тони Толькер-Нильсен дал интервью для SpaceNews 🗣
Тезисы:
⏺ На Ariane 6 уж заключены 30 контрактов, 18 из которых посвящены созвездию "Койпера" компании Amazon.
⏺ Производство первой партии из 15 ракет-носителей идет полным ходом. Для достижения операционного баланса новой ракеты-носителя потребуется около 340 миллионов евро.
⏺ Starship не станет "гейм-чейнджером" или реальным конкурентом. Эта огромная ракета-носитель предназначена для полетов людей на Луну и Марс. Ariane 6 идеально подходит для запуска четырёх- или пятитонного спутника. Starship не заменит Ariane 6 совсем. В далеком будущем, например в 2040 году, ситуация будет иной.
⏺ Уже в этом десятилетии появится Maia, частная ракета-носитель, разработанная при поддержке Франции, которая будет небольшой, но многоразовой. Maia будет использовать жидкостный ракетный двигатель Prometheus и будет основана на технологии демонстратора многоразовой ступени Themis.
⏺ Впервые в Европе строятся новые космодромы.
⏺ Идёт работа над более мощной версией Ariane 6, которая называется Block Two. С более мощными разгонными блоками, улучшенными характеристиками верхней ступени за счет увеличения тяги двигателей до 200 кН, это + две тонны до НОО.
⏺ Рассматривается возможность дозаправки на орбите, идет работа над концепцией Argonaut с дозаправкой на орбите для увеличения его производительности. "Так, с помощью двух Ariane 6 мы запускаем полный резервуар и Argonaut с полезной нагрузкой и небольшим количеством топлива. Затем мы пристыкуемся к резервуару для дозаправки. Этот сценарий позволяет значительно увеличить производительность, чтобы доставить груз на поверхность Луны". Argonaut - это европейский луноход, который должен обеспечить автономный доступ к Луне для Европы. В 2030-х годах Argonaut доставит на поверхность Луны до 2 100 кг груза.
⏺ "В будущем все будет совершенно по-другому: ракета-носитель будет разрабатываться частным образом. Мы будем просто покупать услуги, как это делает программа Commercial Orbital Transportation Services в США. Мы не будем разрабатывать европейский SLS".
⏺ На данный момент Ariane 6 - это модульная ракета-носитель. Ariane 62 (530 тонн с двумя разгонными блоками) заменяет "Союз", а Ariane 64 (850 тонн с четырьмя разгонными блоками) - Ariane 5. Таким образом, Ariane 6 может стать европейской рабочей лошадкой на ближайшие 15-30 лет.
Дебютный полет новой ракеты Ariane 6 состоится в первой половине июля. Об этом сообщило ESA.
Изначально, дебют Ariane 6 должен был состояться еще в 2020 году. Предполагалось, что некоторое время она будет эксплуатироваться совместно с Ariane 5. Однако, сложности с изготовлением различных компонентов ракеты и последствия пандемии коронавируса COVID-19 привели к тому, что дата первого полета новой ракеты неоднократно сдвигалась. Из-за этого ESA оказалась в довольно неприятной ситуации, когда эксплуатация Ariane 5 уже прекращена, а ее сменщик еще не готов к полетам. В результате Европе пришлось передать ряд своих грузов SpaceX.
И вот, после всех задержек и переносов, Ariane 6 наконец-то вплотную приблизилась к первому полету. Сотрудники космодрома Куру во Французской Гвиане уже приступили к сборке ракеты, начав прикреплять два твердотопливных ускорителя к ее первой ступени. Вторая ступень и полезная нагрузка будут установлены в июне. После этого ракета будет полностью заправлена и проведена репетиция обратного отсчета. Она запланирована на 18 июня.
Если репетиция пройдет успешно, пуск Ariane 6 состоится в первые две недели июля. На борту ракеты будет находиться массогабаритный макет, а также несколько небольших спутников, предназначенных для проведения различных экспериментов.
В своем заявление гендиректор ESA назвал первый полет Ariane 6 событием года для Европы, которое поможет смягчить проблему дефицита ракет-носителей. В то ж время он постарался смягчить завышенные ожидания, напомнив, что по статистике вероятность того, что первый полет не удастся или пройдет не совсем так, как планировалось, составляет 47%.
