Ariane 4 - Ariane 4
 52. Ariane 4 nesoucí satelit TOPEX / Poseidon .
| |
| Funkce | Očekávaná nosná raketa |
|---|---|
| Výrobce | ArianeGroup |
| Země původu | Evropa |
| Velikost | |
| Výška | 58,72 m (192,7 ft) |
| Průměr | 3,8 m (12 stop) |
| Hmotnost | 240 000–470 000 kg (530 000–1 040 000 lb) |
| Fáze | 3 |
| Kapacita | |
| Užitečné zatížení pro LEO | |
| Hmotnost | 5 000–7 600 kg (11 000–16 800 lb) |
| Užitečné zatížení pro GTO | |
| Hmotnost | 2 000–4 300 kg (4 400–9 500 lb) |
| Historie spuštění | |
| Postavení | V důchodu |
| Spouštějte weby | Kourou , ELA-2 |
| Celkový počet spuštění | 116 ( 40: 7, 42P: 15, 42L: 13) ( 44P: 15, 44LP: 26, 44L: 40) |
| Úspěch (y) | 113 ( 40: 7, 42P: 14, 42L: 13) ( 44P: 15, 44LP: 25, 44L: 39) |
| Poruchy | 3 ( 42P: 1, 44L: 1, 44LP: 1) |
| První let | |
| Poslední let | |
| Posilovače (Ariane 42L, 44LP nebo 44L) - PAL | |
| Č. Posilovače | 0, 2 nebo 4 |
| Motory | Viking 6 |
| Tah | 752,003 kN |
| Specifický impuls | 278 sekund |
| Doba hoření | 142 sekund |
| Pohonná látka | N 2 O 4 / UDMH |
| Posilovače (Ariane 42P, 44LP nebo 44P) - PAP | |
| Č. Posilovače | 0, 2 nebo 4 |
| Tah | 650 kN |
| Doba hoření | 33 sekund |
| Pohonná látka | CTPB 1613 |
| První fáze - L220 | |
| Motory | 4 Viking 5C |
| Tah | 3 034,1 kN |
| Specifický impuls | 278 sekund |
| Doba hoření | 205 sekund |
| Pohonná látka | N 2 O 4 / UDMH |
| Druhá fáze - L33 | |
| Motory | 1 Viking 4B |
| Tah | 720,965 kN |
| Specifický impuls | 296 sekund |
| Doba hoření | 132 sekund |
| Pohonná látka | N 2 O 4 / UDMH |
| Třetí etapa - H10 | |
| Motory | 1 HM7-B |
| Tah | 62,703 kN |
| Specifický impuls | 446 sekund |
| Doba hoření | 759 sekund |
| Pohonná látka | LH 2 / LOX |
Ariane 4 byl evropský postradatelný Space Launch System , vyvinutý Centre National d'études Spatiales (CNES), na francouzské vesmírné agentury, pro Evropskou kosmickou agenturou (ESA). Byl vyroben společností ArianeGroup a uveden na trh společností Arianespace . Od svého prvního letu dne 15. června 1988 až do posledního letu dne 15. února 2003 dosáhl 113 úspěšných startů z celkového počtu 116 startů.
V roce 1982 byl ESA schválen program Ariane 4. Silně čerpal z předchozí Ariane 3 a byl navržen tak, aby poskytoval odpalovací zařízení schopné dodávat těžší užitečné zatížení a při nižších nákladech na kilogram než dřívější členové rodiny Ariane. Ariane 4 byla zásadně evolucí stávajících použitých technologií, na rozdíl od toho, že byla revoluční ve svém designovém étosu; tento přístup si rychle získal podporu většiny členů ESA, kteří financovali a podíleli se na jeho vývoji a provozu. Ariane 4, která je schopna být vybavena širokou škálou zesilovačů , si získala reputaci extrémně univerzálního odpalovacího zařízení.
Jakmile byl raketomet v provozu, brzy se stal uznávaným jako ideální pro vypouštění komunikačních a pozorovacích satelitů Země , jakož i satelitů používaných pro vědecký výzkum. Během svého pracovního života se Ariane 4 podařilo zachytit 50% trhu při vypouštění komerčních satelitů, což jasně ukazuje schopnost Evropy konkurovat v komerčním odpalovacím sektoru. V únoru 2003 byla spuštěna finální Ariane 4; Arianespace se rozhodl vyřadit typ ve prospěch novější a větší Ariane 5 , která jej účinně nahradila v provozu.
Rozvoj
Počátky
V roce 1973 se jedenáct zemí rozhodlo pokračovat ve společné spolupráci v oblasti průzkumu vesmíru a vytvořilo novou celonárodní organizaci, která bude tuto misi provádět, Evropskou kosmickou agenturu (ESA). O šest let později, v prosinci 1979, byl příchod schopného evropského spotřebního odpalovacího systému poznamenán, když byl úspěšně vypuštěn první odpalovač Ariane 1 z Centre Spatial Guyanais (CSG) v Kourou ve Francouzské Guyaně . Ariane 1 se brzy začala považovat za schopný a konkurenceschopný launcher ve srovnání s konkurenčními platformami nabízenými Sovětským svazem a Spojenými státy americkými a rychle následovaly vylepšené deriváty v podobě Ariane 2 a Ariane 3 . Začátkem roku 1986 se Ariane 1 spolu s Ariane 2 a Ariane 3 stala dominantním launcherem na světovém trhu.
V lednu 1982 vydala ESA povolení k vývoji a konstrukci Ariane 4; vývojový program měl stanovený cíl zvýšit využitelné užitečné zatížení o 90%. Ariane 4 by byl podstatně větší a flexibilnější odpalovací zařízení, než které dříve členové jeho rodiny měli soutěžit s horním koncem odpalovacích zařízení po celém světě. Pro srovnání, zatímco Ariane 1 měla typickou hmotnost 207 tun a mohla na oběžnou dráhu vypustit užitečné zatížení až 1,7 tuny; větší Ariane 4 měla typickou hmotnost 470 tun a mohla obíhat užitečné zatížení až 4,2 tuny. Práce na Ariane 4 byly podstatně zmírněny těžkým čerpáním jak z technologie, tak ze zkušeností získaných při výrobě a provozu dřívějších členů rakety Ariane . Celkové náklady na vývoj Ariane 4 byly v roce 1986 oceněny na 476 milionů evropských měnových jednotek (ECU).
Designérský tým, který měl v úmyslu vyrobit raketu s podstatně větším tahem, zvážil různé přístupy, jak toho dosáhnout. Jedna studovaná koncepce zahrnovala přidání pátého motoru do rozšířeného prvního stupně Ariane 3, ale bylo zjištěno, že k dosažení tohoto cíle bylo zapotřebí velmi vysoké úrovně přepracování; místo toho byla první fáze prodloužena tak, aby držela 210 tun pohonné látky namísto 145 tun přítomných na Ariane 3. Zatímco druhá a třetí etapa zůstala stejná jako u Ariane 3, byla vyvinuta řada upínacích zesilovačů, které lze použít na typu, určeného k postupnému zvyšování nosnosti rakety. Celkově byla Ariane 4 o 15% menší než Ariane 3.
Ve skutečnosti byla Ariane 4 vylepšeným a vyvinutým derivátem dřívější Ariane 3, který se primárně liší aplikací různých posilovačů pevných a kapalných pohonných hmot, přičemž druhý je jedinou zcela novou konstrukční vlastností Ariane 4; v tomto okamžiku byla praxe používání kapalných posilovačů neobvyklá, protože se dříve používala pouze v čínském vesmírném programu . Další novinkou Ariane 4 byla kapotáž SPELDA (Structure Porteuse Externe de Lancement Double Ariane) s dvojím uvedením na trh. To mělo funkci umožňující pár satelitů, jeden umístěný na druhém; Mohlo by být nainstalováno několik různých kapotáží nosu SPELDA, včetně normálních a rozšířených modelů. SPELDA byla podstatně lehčí než její předchůdce; naváděcí systém také používal mnohem přesnější prstencové laserové gyroskopy . Podle autora v oblasti letectví Briana Harveye představovaly pokroky v konstrukci Ariane 4 konzervativní a evoluční spíše než revoluční filozofii.
Teaming a konstrukce
Jak se program Ariane 4 formoval, získal podporu Belgie , Dánska , Španělska , Irska , Itálie , Nizozemska , Německa , Británie , Francie , Švédska a Švýcarska . Hlavními dodavateli byli Aérospatiale (odpovědná za první a druhou etapu), Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) (vyrábějící posilovače kapalného paliva), Société Européenne de Propulsion (SEP) (výrobce motorů), Matra (montáž zařízení) , Air Liquide (výroba nádrží a izolací třetího stupně), BPD Snia (výrobce posilovačů na tuhá paliva) a British Aerospace / Contraves Space AG (výrobci kapotáže). Za svou práci na Ariane 4 byl Launch Team v roce 2004 následně oceněn cenou Space Achievement Award od Space Foundation .
V souvislosti s vývojem samotné Ariane 4 byla v Centru Spatial Guyanais zkonstruována nová účelová přípravná odpalovací plocha a odpalovací rampa pro raketu, souhrnně označovaná jako ELA-2 , která obsluhuje Ariane 4 a poskytuje rychlost vypouštění 8 startů ročně (tento počin byl u jediné velké rakety téměř nevídaný, jiný než v Sovětském svazu). Na rozdíl od dřívější ELA-1, která byla používána pro předchozí členy rodiny Ariane a jiné rakety, by příprava rakety byla prováděna v účelové 80 metrů vysoké hale spíše než na samotné podložce; dokončená raketa byla poté transportována pomocí speciálně navržené železnice, aby pomalu trvala z haly na odpalovací rampu a trvala jednu hodinu. Tato železnice poskytla další výhodu v tom, že umožnila vadné rakety vytáhnout z podložky a relativně rychle je nahradit.
Dne 15. června 1988 proběhlo první úspěšné spuštění Ariane 4. U tohoto prvního zkušebního letu bylo rozhodnuto vystřelit druhou nejvýkonnější verzi rakety označenou 44LP , vybavenou čtyřmi hlavními motory, dvěma pevnými posilovači a dvěma kapalnými posilovači; bylo také vybaveno multisatelitní kapotáží SPELDA. 50 sekund po vzletu by byly pevné posilovače vyčerpány a odpojeny, aby se snížila hmotnost rakety. 143 sekund po vzletu se také odpojily kapalné posilovače, což dále odlehčilo vozidlo. První let byl považován za úspěch poté, co vynesl na oběžnou dráhu několik satelitů.
Další vývoj
Pro V50 zahájení roku, zlepšené třetí fáze, známý jako H10 + , byl přijat pro Ariane 4. H10 + třetí fázi představoval nový tank, který byl 26 kg lehčí, 32 cm delší, a obsahoval 340 kg více paliva, které zvýšil celkovou užitečnou kapacitu rakety o 110 kg a zvýšil čas hoření o 20 sekund.
Ještě před prvním letem Ariane 4 již byl zahájen vývoj nástupce označeného jako Ariane 5 . V lednu 1985 byla Ariane 5 oficiálně přijata jako program ESA. Postrádala vysokou úroveň shodnosti, kterou měla Ariane 4 se svými předchůdci, a byla navržena nejen pro spouštění těžších užitečných zatížení až 5,2 tun a se snížením nákladů o 20% oproti Ariane 4, ale také pro vyšší bezpečnost vzhledem k tomu, že Ariane 5 byla zkonstruována také k provádění kosmických startů s posádkou a byla určena k přepravě astronautů pomocí navrhovaného vesmírného vozidla Hermes . Vývoj Ariane 5 nebyl kontroverzní, protože někteří členové ESA považovali zralejší Ariane 4 za vhodnější pro splnění stanovených potřeb těchto odpalovacích zařízení; z tohoto důvodu se Británie rozhodla neúčastnit se programu Ariane 5. Po několik let byly odpalovací zařízení Ariane 4 a Ariane 5 provozovány zaměnitelně; nakonec však bylo rozhodnuto ukončit všechny operace Ariane 4 ve prospěch soustředění na novější Ariane 5.
Design
Ariane 4 byl konečným vývojem od předchozích členů raketové rodiny Ariane . Ve srovnání s Ariane 2 a Ariane 3 měla Ariane 4 napnutou první (o 61%) a třetí etapu, posílenou strukturu, nové rozložení pohonného prostoru, novou avioniku a duální SPELDA ( Structure Porteuse Externe de Lancement Double Ariane ) - nosič nákladu. Základní verze 40 nepoužívala žádné připevňovací motory, zatímco varianty Ariane 42L, 44L, 42P, 44P a 44LP používaly různé kombinace pevných a kapalných posilovačů . Šest variant Ariane 4, původně navržených k umístění užitečného zatížení 2 000–4 200 kg na geostacionární oběžnou dráhu , umožnilo několikrát spustit užitečné zatížení přes 4,9 tuny. Podle Harveye spouštěč Ariane 4 snížil náklady na spuštění na kilogram o 55% ve srovnání s původní Ariane 1 .
Raketa byla použita v mnoha variantách - mohla být vybavena dvěma nebo čtyřmi přídavnými pevnými látkami (PAP pro Propulseurs d'Appoint à Poudre ) nebo podpůrnými raketami na kapalný pohon (PAL pro Propulseurs d'Appoint à Liquide ). Spouštěč zahrnoval systém nosiče satelitního užitečného zatížení s názvem SPELDA ( Structure porteuse externe de lancement double Ariane , francouzsky External Carrying Structure for Ariane Double Launches ) pro vypouštění více než jednoho satelitu najednou. Raketa zachytila téměř 60% světového trhu s komerčními odpalovacími službami a sloužila evropským i mezinárodním klientům. Na vrcholu třetí etapy byla fáze vybavení vozidla, která obsahovala počítač, který vykonával různé funkce, včetně sekvenování, navádění, řízení, sledování, telemetrie a autodestrukce na základě výbušnin.
Ariane 4 AR 40 byla základní verze se třemi stupni: výškou 58,4 m, průměrem 3,8 m, hmotností startu 245 000 kg a maximálním užitečným zatížením 2 100 kg na GTO nebo 5 000 kg na nízkou oběžnou dráhu Země (LEO). Hlavní energii zajišťovaly čtyři motory Viking 2B , z nichž každý vytvářel tah 667 kN. Druhý stupeň byl poháněn jediným motorem Viking 4B a třetí stupeň byl vybaven motorem HM7-B na kapalný kyslík / kapalný vodík. Ariane 4 AR 44L, který byl vybaven maximálním přídavným posilováním čtyř pásek na rakety na kapalná paliva, byl čtyřstupňový raket o hmotnosti 470 000 kg a schopný přenášet užitečné zatížení 4730 kg na GTO nebo alternativně 7600 kg na LEV.
| Modelka | KAMARÁD | PAP | Užitečné zatížení na GTO (kg) | Spouští se | Úspěchy | Datum selhání |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AR 40 | 0 | 0 | 2100 | 7 | 7 | |
| AR 42P | 0 | 2 | 2930 | 15 | 14 | 1. prosince 1994 |
| AR 42L | 2 | 0 | 3480 | 13 | 13 | |
| AR 44P | 0 | 4 | 3460 | 15 | 15 | |
| AR 44LP | 2 | 2 | 4220 | 26 | 25 | 24. ledna 1994 |
| AR 44L | 4 | 0 | 4720 | 40 | 39 | 22. února 1990 |
Provozní historie
V červnu 1988 došlo k zahajovacímu letu Ariane 4, který byl úspěšný. Od té doby letěla Ariane 4 116krát, z nichž bylo 113 úspěšných, což přineslo úspěšnost 97,4%. Dne 22. února 1990 došlo k prvnímu selhání během osmého startu Ariane 4: raketa explodující 9 km nad Kourou. Po vyčerpávajícím šetření, které zjistilo, že neznámý cizí předmět znemožňoval vedení vody, bylo doporučeno celkem 44 úprav, aby se zabránilo jakémukoli opětovnému výskytu. Následujících 26 startů bylo úspěšně dokončeno poté.
Tento systém se stal základem pro vypuštění evropských satelitů se záznamem 113 úspěšných a tří selhání vypuštění. Ariane 4 poskytla zvýšení užitečného zatížení z 1700 kg pro Ariane 3 na maximálně 4800 kg na geostacionární oběžnou dráhu (GTO). Rekord Ariane 4 to GTO byl 4946 kg.
Dne 15. února 2003 došlo ke konečnému startu rakety Ariane 4, který umístil Intelsat 907 na geosynchronní oběžnou dráhu . Arianespace se rozhodl vyřadit odpalovací zařízení Ariane 4 ve prospěch novější těžké rakety Ariane 5 , která již byla v provozu několik let. V roce 2011 doplnil Sojuz ST se středním zdvihem nabídku nosných raket od společnosti Center Spatial Guyanais . Kosmická loď vypuštěná Sojuzem znovu použila platformu a dávkovač nákladu, který byl původně navržen pro Ariane.
Srovnatelné rakety
- Delta II (v důchodu)
- GSLV Mk II
- GSLV Mk III
- Dlouhý pochod 3B
- Sojuz-U (v důchodu)
Viz také
- Srovnání rodin orbitálních odpalovacích zařízení
- Tsyklon-4 (ukrajinská nosná raketa s kapotáží odvozená z Ariane 4)
Reference
Bibliografie
- Harvey, Brian. Evropský vesmírný program: Do Ariane a dále. Springer Science & Business Media, 2003 ISBN 1-8523-3722-2