再見大火箭!歐空局史上最強運載火箭阿麗亞娜5即將退役

北京時間2023年7月6日05:00,搭載德國Heinrich Hertz通信試驗衛(wèi)星和法國Syracuse 4b通信衛(wèi)星的“阿麗亞娜5”VA261運載火箭將從法屬圭亞那庫魯航天發(fā)射場發(fā)射升空,執(zhí)行“阿麗亞娜5”火箭的最后一次發(fā)射。

“阿麗亞娜5”火箭為歐空局(ESA)所有,由阿麗亞娜集團(ArianeGroup)統(tǒng)籌研制并負責監(jiān)督來自歐空局成員國的工業(yè)合作伙伴的產(chǎn)品供應(yīng)。阿麗亞娜集團是空中客車公司(Airbus)和賽峰公司(Safran)組成的合資企業(yè)?;鸺l(fā)射服務(wù)由阿麗亞娜集團子公司阿麗亞娜太空公司(Arianespace)提供。阿麗亞娜集團持有阿麗亞娜太空公司74%的股份,其余股份由來自歐洲航天發(fā)射相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的15個股東持有。
“阿麗亞娜5”火箭為大型固液捆綁運載火箭,采用兩級半構(gòu)型,芯一級與芯二級串聯(lián),芯一級對稱捆綁兩枚固體助推器,芯級全部采用液氫/液氧推進劑?!鞍Ⅺ悂喣?”ECA為“阿麗亞娜5”系列的唯一在用型號,其中ECA為Evolved Cryogenic, model A的縮寫,意為改進低溫級A型。

該箭兩枚助推器(Etage d’Accélération à Poudre,EAP)直徑3米,高31米,每個助推器裝有240噸固體推進劑,單枚推力約722噸(7080千牛),燃燒時間約135秒。芯一級(Etage Principal Cryotechy,EPC)直徑5.4米,高30米,包含175噸推進劑(25噸液氫和150噸液氧),配備“火神2”(Vulcain 2)發(fā)動機,真空推力約137噸(1340千牛),燃燒時間約540秒。與此同時,芯一級負責在主推進階段提供滾轉(zhuǎn)控制。芯二級(Etage Supérieur Cryotech-de type A,ESC-A)裝有14.7噸推進劑,配備HM7B發(fā)動機,推力約6.8噸(67千牛),燃燒時間約945s。星箭分離前,由芯二級負責姿態(tài)控制。

在芯二級頂部是儀器艙(Vehicle Equipment Bay,VEB-C),這是全箭的“大腦”,采用復合材料結(jié)構(gòu),配備了箭載計算機,能自主控制火箭飛行,并將所有關(guān)鍵飛行參數(shù)傳輸?shù)降孛嬲尽T趦x器艙之上是與有效載荷對接的支撐結(jié)構(gòu)(支承艙),該錐形適配器提供直徑2624毫米的標準接口。
該箭配備直徑5.4米、高17米整流罩,采用爆炸螺栓分離。擁有Sylda 5(Système de Lancement Double Ariane 5)雙星發(fā)射構(gòu)件,設(shè)計了六個版本,直徑4.6米,高度從4.9米到6.4米不等,可調(diào)增0.3米。

“阿麗亞娜5”ECA(雙星發(fā)射狀態(tài))長52.5米,起飛質(zhì)量為780噸,起飛推力約1543噸(15120千牛),其近地軌道(LEO)運力可達20.3噸,運載系數(shù)2.6%,地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)運力超過11噸,運載系數(shù)1.41%?!鞍Ⅺ悂喣?”是歐空局現(xiàn)役唯一的大型運載火箭,此前總計執(zhí)行了116次發(fā)射,其中16次“阿麗亞娜5”G、3次“阿麗亞娜5”G+、6次“阿麗亞娜5”GS、8次“阿麗亞娜5”ES和83次“阿麗亞娜5”ECA。

自1996年首飛以來,“阿麗亞娜5”承擔了大量的重磅發(fā)射任務(wù)。1999年,將歐空局XMM-Newton X射線天文觀測衛(wèi)星發(fā)射到高橢圓地球軌道。2004年,發(fā)射歐空局“羅塞塔”(Rosetta)彗星探測器。2009,一箭雙主星發(fā)射來自歐空局2次不同科學任務(wù)的普朗克(Planck)宇宙輻射探測器和赫歇爾(Herschel)太空望遠鏡。2008~2014年,先后5次發(fā)射ATV貨運飛船,創(chuàng)造并保持了“阿麗亞娜5”火箭近地軌道20.3噸的最重發(fā)射紀錄。2016年~2018年,先后3次執(zhí)行1箭4主星發(fā)射,為歐空局發(fā)射12顆“伽利略”導航衛(wèi)星。2018年,發(fā)射歐空局與日本航天局(JAXA )聯(lián)合任務(wù)“比皮科倫坡”(BepiColombo)水星探測器。2021,發(fā)射美國航天局(NASA)、歐空局與加拿大航天局(CASA)聯(lián)合任務(wù)“韋伯”(Webb)太空望遠鏡。2023年4月,發(fā)射了歐空局“木星冰月探測器”(Juice)。
本次發(fā)射將是“阿麗亞娜5”火箭的第117次發(fā)射,也是該火箭的最后一次發(fā)射。至此,服役27年的“阿麗亞娜5”將就此走入歷史舞臺,也意味著歐空局將告別其有史以來最強大的運載火箭。而作為繼承者,“阿麗亞娜6”火箭卻姍姍來遲。
作者:大白高國