Az Ariane-6 hordozórakéta

|

Ezzel a cikkel indul el a következő sorozatunk, melynek célja a világ űrhajózási indítójárműveinek a részletes bemutatása. Az Ariane cikksorozatunkban megígértük, hogy az Ariane-6-ot is megemlítjük, így ezzel a rakétával szeretném elindítani a sorozatunkat. Először pár fontosabb adatot összeírunk a rakétáról, melyekkel sejtést kaphatunk a méretekről és a felhasználási célokról.

Funkció:Közepes teherbírású hordozórakéta
Származási ország, gyártó:ESA/Franciaország – Arianespace 🇫🇷/🇪🇺
Indítási költség:75 millió € vagy 95 millió € (A62/A64)
Sikerességi arány (sikeres/összes indítás):0/0 (fejlesztés alatt)
Elsődleges indítási helyszín:Guyana Űrközpont, ELA-4 🇫🇷
Ariane-6 illusztrációja (64-es konfiguráció)

Méretek

Magasság:63 méter
Átmérő:5,4 méter
Indítási tömeg:530-860 tonna
Fokozatok száma:2 + gyorsítórakéták

Segédrakéták és áramvonalazó orrkúp (fairing) átmérő

Segédrakéták száma:2 vagy 4
Átmérő:3 méter
Hajtóanyag tömege:143 tonna/segédrakéta
Hajtómű:P120
Tolóerő:4 500 kN
Újrfelhasználhatóak?Nem
Áramv. orrkúp átmérő:5,4 méter
Áramv. orrkúp hossz:20 méter
Újrafelhasználható?Igen

Első és második fokozat

1. fokozat átmérő:5,4 méter
Hajtóanyag tömege:140 tonna
Hajtómű:Vulcain 2.1
Tolóerő:1 370 kN
Hajtóanyag:Kriogenikus LH2/LOX
(hidrogén/folyékony oxigén)
Újrafelhasználható?Nem
2. fokozat átmérő:5,4 méter
Hajtóanyag tömege:31 tonna
Hajtómű:Vinci
Tolóerő:180 kN
Hajtóanyag:Kriogenikus LH2/LOX
(hidrogén/folyékony oxigén)
Újrafelhasználható?Nem

Hasznos teher kapacitás

Hasznos teher alacsony Föld
körüli pályára (LEO):
Ariane 62: 10 350 kg
Ariane 64: 21 650 kg
Hasznos teher alacsony
napszinkron pályára (SSO):
Ariane 62: 6 450 kg
Ariane 64: 14 900 kg
Hasznos teher geostacionárius
átviteli pályára (GTO):
Ariane 62: 5 000 kg
Ariane 64: 11 500 kg

Az Ariane-6 története

Az Ariane-6-ot a 2010-es évek elején vetették fel mint az Ariane-5-öt helyettesítő hordozórakétát. 2012 és 2015 között számos koncepciót és tervet kidolgoztak a jövőbeli hordozórakétáról. 2016-ban több ESA tagország is pénzügyileg beszállt a programba, illetve több szerződést is megkötöttek az első tesztpéldányok megtervezésére és megépítésére.
Az Európai Űrügynökség (ESA) a szükséges tanulmányok elkészítése után 2012-ben kiválasztotta az Ariane-6 PPH dizájnt. Ebben az első fokozatot három darab P145 szilárd hajtóanyagú rakéta alkotta volna. A második fokozat egy darab P145 szilárd fokozatból állt volna, tetején a H32 kriogenikus felső fokozattal. Ez a verzió 6500 kilogrammot tudott volna geostacionárius átviteli pályára (GTO) állítani 95 millió dolláros áron. 2014-ben az Ariane-6 PPH program tervezett költségét 4 milliárd euróra becsülték, de később 3 milliárd euróra sikerült ezt csökkenteni a beszállítók körének a leszűkítésével.

Ariane-6 PPH verzió

2014-ben az Airbus és Safran meglepte az Európai Űrügynökséget egy közös vállalkozás bejelentésével az Ariane 6.1 és 6.2 javaslat keretében. A közös vállalkozással nem csak az Ariane-6 tervezése és építése járt volna, hanem a Francia Űrügynökség (CNES) osztalékát is kivásárolták volna az Arianespace-ből. Az ő tervezetük szerint az Ariane 6.1 egy kriogenikus első fokozattal rendelkezett volna, mely egy darab Vulcain-2 hajtóművel lenne felszerelve. Az első fokozatot még P145 gyorsítórakéták segítették volna, amik az Ariane-5 segédrakétáihoz képest váltak volna le a fő fokozatról. A második fokozat egy kriogenikus fokozat lett volna, melyet az újonnan fejlesztett Vinci hajtómű gyorsított volna. A 6.2-es változat annyiban tért volna el a 6.1-es változattól, hogy ezt az EPS hipergolikus fokozatot használta volna második fokozatként az Aestus hajtóművel (az EPS fokozatról ebben a cikkben írtunk bővebben). Az Ariane 6.1 változatot kereskedelmi, míg a 6.2-es változatot főleg katonai célokra használták volna.

Ariane 6.1 és 6.2 verziók

2014 szeptemberében a Francia Nemzeti Űrhivatal (CNES) az Ariane 6 PPH dizájnt ért kritikák miatt egy új tervezetet nyújtott be – az Ariane 62 és 64-et. Ez a verzió egy krigenikus első fokozatot (Lower Liquid Propulsion Module) használ, amely a Vulcain 2.1 hidrolox (hidrogént és oxigént használ) hajtóművel van ellátva (Vulcain 2 fejlesztett változata). A második fokozat (Upper Liquid Propulsion Module) egy darab, szintén kriogenikus üzemanyaggal meghajtott Vinci hajtóművet használ. Ebben a tervben a P120-as szilárd hajtóanyagú gyorsítórakétákat használnák segédrakétákként. Ezeknek a rakétáknak változtatható a száma, két P120-as esetén 75 millió € egy indítás, négy esetén 90 millió €, a fenti táblázatban lehet látni, hogy milyen tömegű űreszközt tudnak pályára állítani egyes pályatípusokra.
Az Ariane-62/64 a PPH tervezettel ellentétben egy rugalmas indítójárművet biztosít az európai piacnak. Az Ariane-62-t nehezebb (főleg katonai) műholdak indításánal fogják használni, míg a 64-est a kereskedelmi dupla indításoknál. 2014 végén az olasz, francia és német miniszterek egy gyűlésen közös űrstratégiai megállapodásokat kötöttek, az Ariane-5 örökösét illetően is. 2014 decemberében az Európai Űrügynökség bejelentette, hogy az Ariane-62/64 javaslatot választották ki az Ariane-5-öt felváltó jövőbeli indítójárműnek. A fejlesztés teljes költsége 3,6 milliárd €, melynek 89%-át az ESA, a maradék 11%-ot pedig az Arianegroup és egyéb partnerek finanszíroznak.

2014-es luxemburgi gyűlés ahol az Ariane-6-ról döntöttek

2010-ben a CNES a Roszkozmosszal egy újrafelhasználható Ariane-6 variáns lehetőségéről tárgyalt. Egy metánt használó, hajtóművel leszálló első fokozatot terveztek, de később elvetették az ötletet, mert pénzügyileg jobb opció, ha évente tíz darab rakétát legyártanak a tervek szerint. Másik ok a hajtóművek gyártása volt, ugyanis egy stabil hajtóműgyártó láncot építettek ki az elmúlt évtizedekben, és az újrafelhasználással ennek a kihasználtsága jelentősen lecsökkenne a CNES nyilatkozata szerint. 2015-ben az Airbus bejelentette az Adeline visszatérő fokozat fejlesztését, mellyel a hajtóműveket és a legértékesebb részeit a rakétának megpróbálnák visszaszállítani az indítóközpontba egy szárnyakkal és hajtóművekkel rendelkező repülő segítségével. Az Adeline első repülésését 2025 és 2030 között láthatjuk majd.
2016-ban az Airbus Safran Launchers bejelentette, hogy az Adelinen való munka folytatódik, és, hogy egy új methalox (metánt és oxigént égető) hajtómű fejlesztése is elkezdődött. Ez az új hajtómű Prometheus névre hallgat és az Ariane-6 első fokozati hajtóműveként tervezik egy nap alkalmazni, újrafelhasználással (vagy az Adeline-el vagy egy hajtóműves visszatéréssel).
Másik célja ennek a hajtóműnek, hogy az Ariane-6 árát felére csökkentsék, ugyanis a tervezett gyártási költsége csak 1 millió € lenne, és akár ötször is repülhetne.

Az Adeline visszatérés közben. Középen lehet látni a főhajtóművet.
Forrás: Airbus

Előkészületek, jelenlegi állapot

Az Ariane-6 már a végső tesztelési stádiumban van, ahol a teszteredmények fogják meghatározni a gyártási mechanizmusokat. A Német Űrügynökség (DLR) lampoldshauseni telepén sikeres teszteket hajtottak végre a Vulcain 2.1 és Vinci hajtóművekkel, a repülésre való engedélyezés hamarosan megtörténhet. Ugyanezen a teszttelepen zajlanak a második fokozat tesztjei, és a Vinci második fokozatra való integrációja és végső tesztelése. A második fokozat az Arianegroup brémai üzeméből érkezik.

A franciaországi Les Mureaux-ban (ahol a többi Ariane komponenst is gyártják) találhatóak a legnagyobb kavarásos dörzshegesztőgépek Európában, melyekkel az Ariane-6 kriogenikus első fokozati üzemanyagtartályait fogják készíteni. Az első fokozatot és a Vulcain 2.1 hajtóművet összekötő szegmenst is ugyanitt gyártják és szerelik fel a rakétára. Az első P120C (a C-variáns a Vega-C rakéta számára készül, de a motor identikus) gyorsítórakéta statikus tesztgyújtása tavaly januárban sikeresen lezajlott a Guyana Űrközpontban. Egy második sikeres tesztgyújtás után ez is megkapta a repülési engedélyt.

Vulcain 2.1 hajtóműtesztje

A szénkompozit segédrakétákat az Avio olaszországi Colleferroban található üzemében gyártják és töltik meg szilárd hajtóanyaggal. A szénszálas áramvonalazó orrkúpot (payload fairing), ami a rakományt védi az atmoszferikus repülés közben a RUAG Space gyártja Svájcban. Ugyanez a cég gyártja a Vega, Ariane 5 illetve a ULA Atlas és Vulcan rakétákra az orrkúpot. Az első repülésre az orrkúp egyik fele már kész van, a másik gyártása még zajlik.

Az ELA-4 építkezés
Forrás: Arianespace

Az összes felkészülési folyamatot sajnos érintette a koronavírus-járvány, de leginkább az ELA-4 indítóállás építkezését. 2020 végére tervezték az első indítást, de ez sajnos két okból sem valósulhat meg. Az egyik az előbb említett késés, a második a OneWeb műholdak biztonytalansága. Az első misszión 36 OneWeb műholdat állított volna pályára, de sajnos a cég csődbe ment (és az esetleges finanszírozás is biztonytalan még) így valószínűleg új rakományt kell keresni az első startra, ami előreláthatólag 2021-ben lesz.

OneWeb műholdak pályára állítása
Forrás: OneWeb

Ezzel kitárgyaltuk az Ariane-rakétacsaládot. Ha még nem olvastad el a küldön Ariane sorozatunk első vagy második részét, azt az alábbi linkeken megteheted. A következő cikkünkben egy kis hordozóról fogunk írni, amely turbószivattyú-rendszere teljesen egyedi az űriparban…

Az Ariane-1/2/3 rakéták történelme
Az Ariane-4/5 történelme

Szólj hozzá!