亞利安5號運載火箭
Template:Infobox Rocket-1 阿丽亚娜-5运载火箭（Ariane 5）是歐洲研制的不可重複使用之運載火箭亞利安火箭系列中的最新型号，主要將人造衛星發射至地球同步軌道或低地球軌道。
亞利安五號運載火箭由歐洲太空總署(ESA)及國家中央發射場(Centre National d'Etudes Spatiales ,CNES)出資建造,以EADS太空載具(Astrium Space Transportation)為主要承包商,負責整合下游承包商。亞利安太空公司負責經營及銷售亞利安火箭。太空載具公司則在歐洲建造火箭及在圭亞那太空中心發射火箭。
亞利安太空公司的亞利安四號運載火箭雖然十分成功,但並無法直接獲利,因為其研發耗用了十年及70億元,亞利安五號運載火箭從第一次發射成功即進行改良,有亞利安五號運載火箭的衍生型有G,G+,GS,ECA及最新的ES。歐洲太空總署原先計劃亞利安五號運載火箭用來發射小形載人太空梭漢密斯(Hermes),並以"載人等級標準"來建造,當歐洲太空總署將漢密斯計劃取消後,亞利安五號運載火箭才完全為載物用途。
兩枚人造衛星能用SYLDA(SYsteme de Lancement Double Ariane)貨架以相互堆疊放置;三枚人造衛星則使用SPELTRA(Structure Porteuse Externe Lancement TRiple Ariane);如超過八枚人造衛星,通常是實驗衛星或微型衛星,可使用ASAP(Ariane Structure for Auxiliary Payloads)平台。
構造
亞利安五號運載火箭的低溫主引擎為H158主引擎(ECA型則為H173)被稱為EPC(Etage Principal Cryotechnique,低溫主引擎),燃料槽長30.5公尺,分為兩槽,分別裝載液態氧130噸及液態氫25噸,而Vulcain引擎的基本型能產生115噸推力(1.13百萬牛頓),第一節空重約15噸。
在兩旁的則是兩枚固態助推火箭EAP,-P238 (ECA型則為P241),填裝燃料後每枚重約277噸,並可提供約630噸的推力(6.2百萬牛頓),固態輔助火箭能像太空梭的可以回收,在早期的測試飛行會被回收,但不重複使用。
第二節位於第一節之上,酬載艙之下,亞利安五號G型運載火箭使用EPS(Etage a Propergols Stockables,儲藏推進節,英語:Storable Propellant Stage),燃料為聯氨(MMH)及四氧化二氮,然而ECA型使用ESC(Etage Superieur Cryotechnique,低溫末端節,英語:Cryogenic Upper Stage),燃料則是液態氧及液態氫,酬載艙及末端節皆被整流罩包覆,達到足夠高度就會分離。亞利安五號G+型運載火箭使用EPS末端節,GS及ES型則使用EPS的改良型,EPS末端節能夠重新點火,且測試過兩次。在2007年10月5日,在航班V26進行第一次展示,是於衛星部署成功後才開始測試引擎。
測試重新點火能力也是任務的一部分,於2008年3月9日,以兩度點火將自動運載飛船送至圓形暫泊軌道,接著太空船分離,由末端節第三次將之送入低地軌道。
改良型
- 亞利安五號運載的原型由亞利安五號5G型(Generic)運載火箭複製而來,發射時重737噸,能酬載5970公斤的衛星至地球同步转移軌道(GTO),最初記載為5970公斤,在實際飛行後評定能酬載6200公斤(一枚衛星)。
- 亞利安五號G+型運載改良了第二節,地球同部转移軌道的酬載能力達6950公斤(一枚衛星),在2004年此型共發射了三次。
- 亞利安五號G+型運載火箭於2005年被GS取代,使用了和ECA型相同的EAP固態輔助火箭及改良巴爾幹(Vulcain)1B引擎,可酬載6100公斤的衛星到地球同步转移軌道(一枚衛星)。
- 亞利安五號ECA型(Evolution Cryotechnique type A)運載火箭能酬載10000公斤(多枚衛星)至地球同步转移軌道或10500公斤(一枚衛星),這個改良型使用新的巴爾幹(Vulcain)2型引擎為第一節引擎,第二節則使用ESC-A (Etage Superieur Cryogenique-A),並使用HM-7B引擎,重2100公斤和14000公斤的低溫推進劑。亞利安五號運載火箭的第二節曾被做為亞利安四號運載火箭的第三節,在ECA型中,燃料槽改良後將長度縮短。而巴爾幹引擎經過修改後變得更為長,更有效率的噴嘴使得推進劑的使用效率提升許多。新的計算要求修改第一節燃料槽的長度。除此之外,固態輔助火箭EAP部件也改用較輕的銲接金屬團,因此可以裝入較多的推進劑。和亞利安五號G型運載火箭比較,ESC-A低溫第二節的低地軌道酬載能力並無顯著提升,也因如此,亞利安五號ECA型運載火箭將不用來發射自動運載飛船(ATV)。
- 亞利安五號ES-ATV型運載火箭(Evolution Storable-),主要功能是將自動運載飛船送至國際太空站。此外,亞利安五號ES型運載火箭也綜合所有改裝後的配備,從亞利安五號ECA型運載火得到第一節主引擎EPC(法語:Etage Principal Cryogenique,低溫引擎,英語:cryogenic main stage)和輔助火箭EAP(法語:Etage d'Acceleration a Poudre,固態輔助火箭,英語:solid rocket booster);第二節則是從亞利安五號GS型運載火箭所得到:EPS (Etage a Propergols Stockable)。預估亞利安五號ES-ATV型運載火箭可將21000公斤的酬載物送至低地球軌道(LEO)。首次發射日期在2008年3月9日格林尼治標準時間04點03分。
未來發展
亞利安五號ECB型運載火箭計畫停滯
亞利安五號ECB型運載火箭原本預計使用ESC-B的第二節,第三節使用新型的達文西(Vinci)加大的引擎。地球同步軌道的酬載能力增加為12000公斤,但亞利安五號ECB型運載火箭計畫被擱置是因為預算縮水。在2005年10月,歐洲太空總署在伯林的會議中並未提及重新開始或取消亞利安五號ECB型運載火箭的計畫,也就是說此項計畫只是被擱置。達文西(Vinci)引擎原先計劃用於ECB型的末端節,但研發進度遲緩。
因此,重新開始的亞利安五號ECB型運載火箭並不會在2008年歐洲太空總署的會議完全加速研發。
固態輔助火箭(EAP)
用於亞利安五號系列運載火箭的固態輔助火箭(EAP,Etage d'acceleration a poudre)引擎也將持續的被用在織女星運載火箭,織女星運載火箭的第一節P80固態火箭引擎----是一種較短的固態火箭,P80固態火箭的外殼是石墨細絲環氧基(炭纖維),比現在的不鏽鋼外殼材質還輕的多。新型的綜合操縱噴嘴也因為特殊的熱流絕緣體材料和較為細緻的管線(增加燃料的擴散效率)都被研發出來而得以實現,隨後即是將這種新的組合拿去做全面的測試。除此之外,新的噴嘴擁有電機械學的調動器取代了原本較重的水力學方法以向量控制推力。上述這些增進或替換成新的材料在不久的將來運用在亞利安系列運載火箭上。
發射紀錄
亞利安五號運載火箭(亞利安五號運載火箭航班501)首次測試發射在1996年6月4日,結果是失敗的,整臺火箭在發射後37秒自身毀滅是因為控制火箭飛行的軟體故障,這件事可以說是歷史上損失最慘重的軟體故障事件,一項資料對話顯示64位元浮點跳到16位元整個資訊有誤,造成處理器困頓(運算元錯誤)。浮點數目對於16位元的運算元來講是超出很多的,所以無法運算。考慮到效能的設計而使軟體處理器(Ada碼)無法負荷,雖然其他轉換器可以利用可變性密碼來保護。
於1997年10月30日L502進行第二次測試飛行,結果部分失敗,因巴爾幹引擎的噴嘴導致翻轉問題,亦使第一節主引擎提早結束推進,雖然末端節仍成功推進,但無法達到預定軌。
直到1998年10月21日,亞利安五號運載火箭終於成功,並於1999年12月10日進行第一次商用飛行,酬載衛星為XMM-牛頓 X-射線太空望遠鏡。
另一次部分失敗則發生於2001年7月12日,兩枚酬載衛星進入了錯誤的軌道,只達到地球同步軌道高度的一半。歐洲太空總署的亞特密斯(Artemis)通信衛星藉由實驗用離子推進系統才於2003年1月31日到達預定軌道。
事故發生後,到了2002年3月1日才發射了Envisat環境衛星(8100公斤)到達800公里的軌道,此次為第十一次發射,也是在2008年3月9日自動運載飛船(9000公斤)發射前最重的酬載。
亞利安五號ECA型運載火箭的第一次發射在2002年12月11日,但因輔助火箭發生問題導致無法轉向而失敗,在發射三分鐘後自行銷毀,兩枚酬載衛星((Stentor)及火鳥7(Hot Bird 7))價值約6.3億歐元,也消失在海中。這次事故起因於冷卻管破裂使引擎溫度過高,此次事故後,亞利安太空公司的SA延後了羅塞塔(Rosetta)jo衛星的發射日期從2003年1月延至2004年2月26日,但又因低溫燃料槽的小問題延到2004年3月上旬。
在2003年9月27日最後一次亞利安五號G型運載火箭酬載三枚衛星(包括第一個歐洲月球探測器,SMART-1),屬第162航班。在2004年7月18日,亞利安五號G+型運載火箭酬載當時最重的Anik F2衛星,重約6000公斤。
亞利安五號ECA型運載火箭直到2005年2月12日才發射成功,酬載衛星有XTAR-EUR軍事通訊衛星,'SLOSHSAT'小型科學衛星及MaqSat B2模擬酬載,原先預定於2004年10月發射,因額外的測試及軍方要求(在Helios 2A觀測衛星發射後)而延遲後預定發射時間。
於2005年8月11日,亞利安五號GS型運載火箭(輔助火箭由ECA型的輔助火箭改良)酬載了當時最重的Thaicom-4/iPStar-1衛星送至軌道,衛星重約6505公斤。
2005年11月16日,第三次亞利安五號ECA型運載火箭第三次發射(第二次成功),酬載多衛星包括DirecTV的Spaceway-F2衛星及印度尼西亞PT Telekomunikasi公司的Telkom-2衛星,此次為最重的多衛星酬載,總重超過8000公斤。
2006年3月11日,亞利安五號ECA型運載火箭第四次發射,也是多衛星酬載,酬載衛星有Eutelsat公司的火鳥7A(Hot Bird 7A)衛星(代替第一次ECA型失敗的火鳥7衛星),及SPAINSAT衛星,為一西班牙政府提供HISDESAT公司的通信衛星。
2006年5月27日,亞利安五號ECA型運載火箭又創下新商業的酬載紀錄,達8.2噸,含兩枚衛星,包括Thaicom 5衛星及Satmex 6衛星。
2007年5月4日,亞利安五號運載火箭ECA型運載火箭再度創下新的商業酬載紀錄,酬載的兩枚衛星Astra 1L衛星及Galaxy 17通訊衛星總重8.6噸,再包括其他酬載,共重9.4噸。這個紀錄在2007年11月11日又被打破,酬載衛星Skynet 5B衛星及Star One C1衛星共重9535公斤。
在2008年3月9日],亞利安五號ES-ATV型運載火箭第一次第一次發射自動運載飛船至國際太空站,名稱為朱爾斯威恩(Jules Verne)。
2008年4月18日,亞利安五號ECA型運載火箭發射Star One C-2衛星及越南第一枚衛星,Vinasat-1衛星。
相關新聞
另外, 亞利安5是能發射最重的裝載可利用。2006年5月27日，亞利安5-ECA火箭創下了一個新商業酬載紀錄, 發射了2枚衛星共8.2噸的酬載。阿丽亚娜空间公司正在开发能将10吨重的载荷送入轨道的特大型5型火箭[1]。
發射紀錄
| 發射日期（日-月-西元年） | 發射航班 | 火箭型號 | 火箭規格 | 發射衛星 |
|---|---|---|---|---|
| 14-5-2009 | 188 | 亞利安5 | ECA | 赫歇尔空间天文台 / 普朗克卫星[2] |
| 12-2-2009 | 187 | 亞利安5 | ECA | Hot Bird™ 10, NSS-9, Spirale A, Spirale B |
| 20-12-2008 | 186 | 亞利安5 | ECA | Hot Bird™ 9, W2M |
| 14-8-2008 | 185 | 亞利安5 | ECA | SuperBird-7, AMC 21 |
| 7-7-2008 | 184 | 亞利安5 | ECA | ProtoStar I ,Badr-6 |
| 12-6-2008 | 183 | 亞利安5 | ECA | Skynet 5C ,Turksat 3A |
| 18-4-2008 | 182 | 亞利安5 | ECA | Star One C2 ,Vinasat-1 |
| 9-3-2008 | 181 | 亞利安5 | ES | 自動運載飛船 |
| 21-12-2007 | 180 | 亞利安5 | GS | RASCOM-QAF1,Horizons-2 |
| 14-11-2007 | 179 | 亞利安5 | ECA | Skynet 5B ,Star One C1 |
| 5-10-2007 | 178 | 亞利安5 | GS | Intelsat 11 ,Optus D2 |
| 14-8-2007 | 177 | 亞利安5 | ECA | Spaceway 3 ,BSAT 3a |
| 4-5-2007 | 176 | 亞利安5 | ECA | ASTRA-1L通信卫星、GALAXY-17通信卫星[3] |
| 11-3-2007 | 175 | 亞利安5 | ECA | Skynet 5A军事通信卫星、INSAT 4B民用通信卫星[4] |
| 12-8-2006 | 174 | 亞利安5 | ECA | WildBlue-1 ，AMC-18 |
| 13-10-2006 | 173 | 亞利安5 | ECA | DIRECTV 9S Optus D1 LDREX-2 |
| 11-08-2006 | 172 | 亞利安5 | ECA | JCSAT-10 Syracuse 3B |
| 27-05-2006 | 171 | 亞利安5 | ECA | Satmex 6 Thaicom 5 |
| 12-03-2006 | 170 | 亞利安5 | ECA | Hot Bird™ 7A Spainsat |
| 21-12-2005 | 169 | 亞利安5 | 普通加強 | MSG-2INSAT 4A |
| 16-11-2005 | 167 | 亞利安5 | ECA | Spaceway 2Telkom 2 |
| 13-10-2005 | 168 | 亞利安5 | 普通加強 | Sycause 3A, Galaxy 15 |
| 11-08-2005 | 166 | 亞利安5 | 普通加強 | THAICOM 4 |
| 12-02-2005 | 164 | 亞利安5 | ECA | XTAR-EUR, Sloshsat, Maqsat B2 |
| 18-24-2004 | 165 | 亞利安5 | 普通加強 | Helios 11A-Essaim-Parasol-Nanosat |
| 17-07-2004 | 163 | 亞利安5 | 普通加強 | Anik F2 |
| 27-09-2003 | 162 | 亞利安5 | 普通 | INSAT-3C, e-BIRD, and SMART-1 |
| 04-09-2003 | 160 | 亞利安5 | 普通 | INSAT-3A & GALAXY XII |
| 11-06-2003 | 161 | 亞利安5 | 普通 | Optus and BSAT-2c |
| 02-03-2004 | 158 | 亞利安5 | 普通加強 | Rosetta |
| 11-12-2002 | 157 | 亞利安5 | ECA | Hotbird 7 Eutelsat, Stentor CNES |
| 27-08-2002 | 155 | 亞利安5 | 普通 | Atlantic Bird 1 & MSG 1 |
| 29-06-2002 | 153 | 亞利安5 | 普通 | Stellat 5 & N Star C |
| 28-02-2002 | 145 | 亞利安5 | 普通 | Envisat |
| 12-07-2001 | 142 | 亞利安5 | 普通 | ARTEMIS + BSAT 2B» About Artemis |
| 08-03-2001 | 140 | 亞利安5 | Generic | Eurobird/BSAT-2a |
| 19-12-2000 | 138 | 亞利安5 | Generic | Astra 2D, GE-8/Aurora III + LDREX |
| 15-11-2000 | 135 | 亞利安5 | 普通 | PAS 1R (+ Amsat P3D, STRV 1D) |
| 14-09-2000 | 130 | 亞利安5 | 普通 | Astra 2B; GE-7 |
| 21-03-2000 | 128 | 亞利安5 | 普通 | AsiaStar Insat 3B |
| 10-12-1999 | 119 | 亞利安5 | 普通 | XMM太空望遠鏡 |
参考文献
- ^ 新华网，阿里亚娜将有弟弟 欧洲启动织女星火箭研制计划
- ^ Arianespace launches two spacecraft on missions to explore the universe. Arianespace.
- ^ 卢苏燕，欧洲阿丽亚娜火箭成功完成二次发射，新华网
- ^ 卢苏燕，阿丽亚娜火箭成功进行今年首次发射，新华网
