Raskaan sarjan Ariane laukaistaan illalla

Flight 157 - Ariane 5 moves to the final assembly facilty
Lento 157 matkalla halliin, jossa sen nokkaan liitetään satelliitit.
28 Marraskuu 2002

Ariane 5 -kantoraketin suurin versio, kymmenen tonnia painavan lastin geostationaarirataa kohti kuljettamaan kykenevä raketti, on parhaillaan lähtövalmiina Euroopan avaruussatamassa Kouroussa. Arianen uusi versio on Euroopan vastaus satelliittilaukaisumarkkinoiden muuttuneisiin tarpeisiin ja parantaa Arianen kilpailukykyä tiukkenevassa kilpailussa kaupallisten satelliittilaukaisuiden markkinoilla.

Vuonna 1979 ensilentonsa tehnyt Ariane 1 kehitettiin alunperin kaupallisia satelliittilaukaisumarkkinoita varten ja tuomaan Euroopalle muista riippumattoman välineen avaruuslentojen tekemiseen. Ariane suunniteltiin tulevaisuus mielessä, joten samaa peruskonseptia käyttämällä Ariane kasvoi ja muuttui voimakkaammaksi vuosien varrella. Ariane 4 on alkuperäisen Arianen ärein versio, joka jää kuitenkin pian eläkkeelle: sen paikan ottaa Ariane 5, joka on täysin uudenlainen kantoraketti - se on tehty mahdollisimman yksinkertaiseksi ja tehokkaaksi kantoraketiksi, jonka periaatteen yksinkertaistaminen on melkeinpä mahdotonta.

Vaikka Ariane 5:n periaatteen yksinkertaistaminen onkin hankalaa, ovat insinöörit nyt hioneet raketin yksityiskohtia paremmiksi. Ariane 5 on saanut uuden päämoottorin, voimakkaammat apuraketit ja nesteheliumilla- ja hapella toimivan kryogeenisen ylemmän vaiheen. Ariane 5:n kehittämisestä päätettiin jo ennen ensimmäisenkään raketin lentoa, kun ESA:n jäsenmaiden edustajat kokoontuivat lokakuussa 1995 ministeritasolla Toulouseen. 10-tonnin kuorman kohti geostationaarirataa laukaisemaan kykenevän version jälkeen vuorossa on 12-tonninen versio vuonna 2006.

Kuormakapasiteetin lisääminen johtuu siitä, että kaupallisten satelliittien massat ovat kasvaneet voimakkaasti 90-luvulla. Tärkein Arianen markkina-alue on geostationaariradalle laukaistavat tietoliikennesatelliitit, joiden teho ja kapasiteetti on lisääntynyt rajusti viime vuosikymmenen aikana, mikä näkyy selvästi satelliittien massoissa: kun 90-luvun alussa tyypillinen tietoliikennesatelliitti painoin 2,5 tonnia, oli vuosikymmenen loppuun mennessä normaalin satelliitin massa viitisen tonnia. Viime vuosien aikana kuusitonniset ja sitä raskaammatkin satelliitit ovat muuttuneet tavallisiksi.

Samaan aikaan kaupallisia satelliittilaukaisuita tarjoavien yhtiöiden määrä on kasvanut ja markkinoilla on runsaasti kysyntää enemmän tarjontaa. Lisäksi uusien satelliittien määrä on ollut laskussa, kun koko tietoliikenneala on murroksessa ja sen tehokkuutta pyritään kasvattamaan.

Uusi kantoraketti uuteen markkinatilanteeseen

Ensimmäinen kymmenen tonnin Ariane on käytössä lennolla 157, joka laukaisee taivaalle Eutelsatin tietoliikennesatelliitin HotBird TM 7:n ja ranskalaisen kokeiluluonteisen STENTOR- tietoliikennesatelliitin. Kyseessä on 14. Ariane 5:n lento ja 11. lento sen jälkeen, kun raketti otettiin kaupalliseen käyttöön vuonna 1999. Laukaisu tapahtuu torstaina 28.11. illalla 7.21 Kouroun aikaa, jolloin avautuva laukaisuikkuna on 43-minuuttia pitkä. Suomen aikaa laukaisu on 21 minuuttia jälkeen puolenyön perjantain puolella. Laukaisua ja lähtövalmisteluja voi seurata suoran webbilähetyksen kautta Arianespace sivuilla.

Arianeen on tehty useita muutoksia lisääntyneen kuormakyvyn saavuttamiseksi. Tärkein muutos on kryogeeninen ylin vaihe, joka on modifioitu Ariane 4:n käyttämästä ylimmästä vaiheesta. Se yksistään tuo 60% kasvaneesta kapasiteetista. ESC-A -vaihe pitää sisällään 14,6 tonnia nestämäistä happea ja vetyä. Sen on valmistanut Astrium -yhtiön saksalainen osa Bremenissä ja sen moottori on ranskalaisen Snecman tekemä HM-7B, eli kokonaisuus on lähes identtinen Ariane 4:n ylimmän vaiheen kanssa. Olennaisin muutos on vaiheen halkaisijan kasvattaminen 5,4 metriin. Vaiheesta raketin ulkopuolelle näkyvän sylinterimäisen 2,8 metriä korkean osan on valmistanut EADS CASA Espanjassa.

Ylimmän vaiheen merkitys on suuri paitsi lisätyöntövoiman tuojana niin myös satelliittien saattamisessa tarkasti oikelle radalleen. Se toimittaa satelliitit ns. siirtoradalle kohti geostationaarirataa noin 36 000 kilometrin korkeudessa. Mitä tarkemmin satelliitit saadaan alunperin matkaan, sitä vähemmän ne joutuvat käyttämään omia moottoreitaan radalle asettumiseen, mikä puolestaan tuo satelliiteille lisää toiminta-aikaa. Yleensä satelliittien elinikä määräytyy tekniikan kestävyyden sijaan polttoaineen riittämisestä.

Myös uuden Arianen päämoottoreita on pippuroitu. Raketin molemmin puolin olevat kiinteällä polttoaineella toimivat apurakettimoottorit vastaavat lentoonlähdössä suurimmasta osasta työntövoimaa. Apuraketit koostuvat kolmesta päällekkäin olevasta erillisestä osasta, joista pienintä, ensimmäisenä palavaa alimmaista osaa on kasvatettu 10 prosentilla. Siinä on siten 2,5 tonnia lisää polttoainetta, minkä ansiosta apuraketit antavat 50 tonnin edestä lisää työntävoimaa lennon ensimmäisten 20 sekunnin aikana. Apuraketeissa on myös uudelleensuunnitellut suuttimet, joissa on edeltäjiään vähemmän osia ja jotka ovat siten helpompia ja edullisempia valmistaa.

Keskellä olevan ensimmäisen vaiheen päämoottori on vaihdettu myös tehokkaampaan versioon. Ranskalaisen Vulcain -moottorin uusi versio sylkee voimaa kiduksistaan 20 prosentin edestä entistä voimakkaammin ja tuottaa kaikkiaan 137 tonnin edestä työntövoimaa lentoonlähdössä. Vulcain 2 käyttää edelliseen versioon verrattuna 20% enemmän nestehappea, jota pumpataan moottoriin korkeammalla paineella. Italialainen FiatAvio on tehnyt moottoriin uuden turbopumpun, joka pyörii 13000 kierroksen minuuttinopeudella ja kykenee pumppaamaan vestehappea 161 barin paineella. Koska happea kuluu enemmän, on happitankkia laajennettu siten, että siihen mahtuu 15 tonnia lisää hapetinta. Ensimmäisen vaiheen ulkomittoihin ei kuitenkaan ole tarvinnut puuttua, sillä vety- ja happitankin välistä seinämää on yksinkertaisesti siirretty 640 mm:llä.

Vulcain 2:n rakennetta on myös yksinkertaistettu ja sen suutinta on muutettu siten, että turbopumppujen pakokaasuja syötetään takaisin systeemiin, jolloin moottorin teho paranee etenkin korkealla ilmakehässä lennettäessä. Suutin on ruotsalaisen Volvo Aeron valmistama.

Kaikkiaan Vulcain 2 yksistään vastaa 1300 kilon parannuksesta hyötykuormakapasiteetissa.

Tavoitteena uudelleenkäynnistettävyys

Uudesta kymmentonnisesta Arianesta tulee vähitellen seuraavien vuosien aikana Ariane 5:n normaalisti käytössä oleva versio, koska sen valmistaminen maksaa jokseenkin saman verran kuin nykyversion, mutta sen kapasiteetti on olennaisesti suurempi. Silti raketille suunnitellaan jo voimakkaampaa seuraajaa: Ariane 5 Plus -ohjelman mukaisesti 12-tonninen versio tekee ensilentonsa vuonna 2006.

Samalla Ariane 4:stä periytyvälle ylimmälle vaiheelle kehitetään seuraajaa. Sen moottoriksi tulee uusi, parhaillaan kehitettävänä oleva Vinci-moottori, jonka työntövoima on kolme kertaa nykyistä ylimmän vaiheen moottoria suurempi. Olennaista on myös se, että moottori voidaan välillä sammuttaa ja käynnistää uudelleen. Tämä ominaisuus tekee Ariane 5:stä entistäkin monipuolisemman ja kyvykkäämmän, koska raketti kykenee lähettämään avaruuteen useita eri satelliitteja kunkin omalle radalleen: tästä on hyötyä esimerkiksi tulevaisuudessa satelliittikonstellaatioita - useasta pienestä satelliitista koostuvia systeemejä - laukaistaessa. Eurooppalainen Galileo-satelliittipaikannussysteemi on eräs tällainen konstellaatio.

Lisätietoja :
ESA Media Relations Service
Tel: +33(0)1.53.69.7155
Fax: +33(0)1.53.69.7690

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.