Arianespace bije rekord masy ładunku podczas ostatniego startu Ariane 5 przed Webb

Europejska rakieta Ariane 5 wystrzelona w kosmos w sobotę wieczorem z Gujany Francuskiej za pomocą komercyjnego satelity szerokopasmowego dla SES i francuskiego wojskowego statku telekomunikacyjnego, ustanawiając nowy rekord masy ładunku na orbicie geostacjonarnej podczas ostatniego lotu Ariane 5 przed startem James Webb Space Teleskop w grudniu.

Spóźnienie o dzień po tym, jak problem z systemem naziemnym wymusił 24-godzinne opóźnienie od piątku, zespoły wpompowały kriogeniczny ciekły wodór i ciekły tlen do głównego i górnego stopnia wyrzutni Ariane 5 w sobotę po południu na wyrzutni ELA-3 w Centrum Kosmicznym Guiana w Ameryce Południowej.

Odliczanie Ariane 5 zatrzymało się pięć minut przed pierwszym startem rakiety w sobotę wieczorem. Po 67-minutowym wstrzymaniu, aby umożliwić inżynierom analizę odczytów ciśnienia na głównej scenie Ariane 5, odliczanie wznowiono, a główny silnik rakiety Vulcain 2 ożył o 10:10 czasu wschodniego (0210 GMT).

Siedem sekund później bliźniacze silniki rakietowe Ariane 5 odpaliły, aby wyrzucić wyrzutnię z płyty siłą ciągu 2.9 miliona funtów.

Ariane 5 wystartował o 11:10 czasu lokalnego w Gujanie Francuskiej, przebijając się przez warstwę chmur, gdy przyspieszał na wschód od kosmodromu na północnym wybrzeżu Ameryki Południowej.

Rakieta odrzuciła swoje dwie zużyte, solidne obudowy rakietowych silników rakietowych prawie dwie i pół minuty po rozpoczęciu misji. Szwajcarska osłona ładunku Ariane 5 została uwolniona w dwóch połówkach chwilę później, gdy rakieta wspięła się ponad gęste, niższe warstwy atmosfery.

Scena główna kontynuowała odpalanie głównego silnika Vulcain 2 do prawie dziewięciu minut lotu, po czym zgasła i opadła z powrotem w atmosferę u wybrzeży Afryki.

Górny stopień zasilany przez napędzany wodorem silnik HM7B zapalał się na 16-minutowe spalanie, aby wprowadzić satelity SES 17 i Syracuse 4A na owalną orbitę transferu geostacjonarnego rozciągającą się prawie 22,000 36,000 mil (XNUMX XNUMX kilometrów) nad planetą.

Ariane 5 wypuściła każdego satelitę na czas, najpierw rozmieszczając sondę SES 17 z górnej pozycji na stosie podwójnego ładunku rakiety prawie 30 minut po starcie. Po odrzuceniu struktury adaptera, Ariane 5 zastosowała Syracuse 4A około dziewięć minut później.

Arianespace, francuska firma zarządzająca operacjami startowymi Ariane 5, ogłosiła sukces misji. Wyznaczony jako VA255 w sekwencji lotów Arianespace, wystrzelenie w sobotę wieczorem było 111 lotem rakiety Ariane 5 od 1996 roku i 255. misją w sumie z rodziną rakiet Ariane.

Zbudowany przez Thales Alenia Space satelita komunikacyjny SES 17 zapewni łączność internetową pasażerom linii lotniczych z obu Ameryk, Karaibów i Oceanu Atlantyckiego dla SES z Luksemburga. W pełni zatankowany satelita ważył 14,133 6,411 funtów (XNUMX kilogramów) podczas startu, zgodnie z zestawem prasowym Arianespace.

SES 17 to największy satelita kiedykolwiek zamówiony przez SES i największy statek kosmiczny, jaki kiedykolwiek zbudował Thales. Jest wyposażony w nowy cyfrowy kontroler ładunku, opracowany w ramach partnerstwa publiczno-prywatnego z ESA, który jest w stanie przeprogramować prawie 200 wiązek punktowych satelitów, dostosowując przydział mocy i częstotliwości w celu reagowania na zmieniające się potrzeby klientów.

„Dzięki Arianespace SES-17 jest teraz w drodze na orbitę” – powiedział Steve Collar, dyrektor generalny SES. „Cieszymy się, że klienci SES będą mogli wykorzystać wysoką przepustowość, globalny zasięg i niskie opóźnienia wieloorbitowej, interoperacyjnej sieci satelitarnej SES w paśmie Ka obejmującej SES-17 i naszą nadchodzącą konstelację O3b mPOWER”.

Satelita SES 17 posiada również system chłodzenia z mechanicznie pompowaną pętlą, pierwszą taką aktywną pętlę sterowania termicznego, która może być zastosowana na dużym statku kosmicznym do komunikacji komercyjnej. Poprzednie komercyjne satelity telekomunikacyjne wykorzystywały pasywne systemy kontroli termicznej lub rurki cieplne, aby utrzymać wewnętrzną elektronikę w odpowiedniej temperaturze.

Sonda Syracuse 8,492A o wadze 3,852 funtów (4 kilogramów), również zbudowana przez Thales Alenia Space, będzie świadczyć usługi komunikacyjne dla francuskiego wojska. Satelita będzie przekazywał bezpieczną komunikację między francuskimi samolotami wojskowymi, opancerzonymi pojazdami naziemnymi i okrętami morskimi, w tym okrętami podwodnymi.

Program Syracuse 4 zastępuje generację Syracuse 3, na którą składają się dwa francuskie satelity wystrzelone w 2005 i 2006 roku oraz wspólny statek kosmiczny z Włochami, który wszedł na orbitę w 2015 roku. Satelity Syracuse zapewniają usługi przekaźnikowe dla francuskich sił wojskowych rozmieszczonych i będących w ruchu obszary poza każdą z łączności naziemnej.

„Wszystkie te działania wymagają stałej, niezawodnej komunikacji i tylko telekomunikacja kosmiczna może to zapewnić” i komandor Ludovic Esquivié, oficer programowy Syracuse we francuskim dowództwie kosmicznym. „Syracuse … to bezpieczny system komunikacji całkowicie kontrolowany przez siły zbrojne i odporny na agresję z zewnątrz”.

Francuskie ministerstwo obrony ogłosiło w 2019 r., że nowa generacja satelitów Syracuse będzie miała kamery, które pomogą zidentyfikować i monitorować potencjalnych napastników. Satelity Syracuse 4 są również odporne na zagłuszanie i zapewniają wyższe szybkości transmisji danych oraz lepszą elastyczność w porównaniu ze starzejącymi się satelitami Syracuse 3.

„Te satelity są narażone lub muszą być zdolne do radzenia sobie z wszelkiego rodzaju zagrożeniami, w tym zagrożeniem nuklearnym, ale także zagrożeniami w zakresie bezpieczeństwa cybernetycznego lub cyberataków” – powiedział Hervé Derrey, dyrektor generalny Thales Alenia Space.

SES 17 i Syracuse 4A będą używać silników plazmowych w ciągu najbliższych kilku miesięcy, aby okrążyć swoje orbity ponad 22,000 XNUMX mil nad równikiem. Gdy satelity znajdą się na orbicie geostacjonarnej, będą miały ustalone strefy pokrycia geograficznego, gdy będą przemieszczać się wokół Ziemi wraz z obrotem planety.

Misja w sobotę wieczorem ustanowiła dwa rekordy.

Łączna waga wystrzelenia satelitów SES 17 i Syracuse 4A wyniosła 22,626 10,263 funtów (XNUMX XNUMX kg). Oba statki kosmiczne składały się z najcięższego stosu ładunku, jaki kiedykolwiek został wystrzelony na orbitę geostacjonarną, typową dla dużych satelitów komunikacyjnych.

Rakieta Ariane 5 w sobotę wieczorem poleciała z cylindrem podnoszącym u podstawy owiewki ładunku, co zwiększyło wysokość wyrzutni o 5 stóp (1.5 metra) w stosunku do standardowej konstrukcji wyrzutni. Zmiana dała rakiecie całkowitą wysokość 184 stóp (56.3 metra), co czyni ją najwyższą Ariane 5, jaka kiedykolwiek latała.

Lot w sobotę wieczorem pomógł utorować drogę dla kolejnej misji Ariane 5, której celem było wystrzelenie wartego 10 miliardów dolarów Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Ariane 5 jest jednym z najbardziej niezawodnych pojazdów nośnych na świecie, z zaledwie jedną częściową awarią podczas ostatnich 97 lotów. Europejska Agencja Kosmiczna płaci za start Webba w ramach swojego wkładu w misję. NASA pokryła większość kosztów rozwoju Webba, a Kanadyjska Agencja Kosmiczna jest trzecim partnerem obserwatorium.

Inżynierowie NASA pomogli ESA i Arianespace ocenić gotowość rakiety Ariane 5 do wystrzelenia Webba, najdroższej zrobotyzowanej misji kosmicznej w historii. Start w sobotę był ostatnim testem przed zamontowaniem Webba na kolejnej Ariane 5 w celu startu zaplanowanego na 18 grudnia.

Program usług startowych w Kennedy Space Center, który zapewnia nadzór nad startami z misjami naukowymi NASA w kosmos, przejął rolę konsultanta dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

„Myślę, że to pomaga uspokoić uczucia niektórych ludzi, a może percepcje, dlaczego na świecie wypuszczamy to na zagraniczny pojazd”, powiedział Omar Baez, dyrektor startowy w Kennedy, w niedawnym wywiadzie dla Spaceflight Now.

Baez powiedział, że dwie dekady temu odbył swoją pierwszą podróż do bazy startowej Ariane 5 w Kourou w Gujanie Francuskiej, aby rozpocząć ocenę obiektów w porcie kosmicznym zarządzanym przez francuską agencję kosmiczną CNES.

„To drażliwe, ponieważ walczysz przeciwko Arianespace i CNES i jesteś zagranicznym agentem, ale dobrze nam się razem pracowało” – powiedział Baez.

Powiedział, że NASA wyznaczyła ekspertów w dziedzinie przetwarzania statków kosmicznych, integracji misji i zarządzania ryzykiem jako konsultantów do współpracy z ESA i Arianespace przed startem Webba.

„Nasz menedżer ds. ryzyka śledzi, jak ludzie z Francji i ESA bulgocą wszelkie problemy, jakie może mieć Arianespace, i jest bardzo podobny do systemu, który mamy tutaj, jeśli chodzi o wgląd i nadzór agencji rządowych” – powiedział Baez. „Dlatego przypisujemy sobie niektóre z tych wglądów, widząc, że mają ten sam rodzaj rygoru, który pokazujemy, gdy latamy jednym z naszych cennych ładunków”.

„Ariane 5 demonstruje ciągłą poprawę z każdym startem”, powiedział Daniel Neuenschwander, dyrektor ds. transportu kosmicznego ESA, w oświadczeniu po wystrzeleniu w sobotę wieczorem. „Sukces dzisiejszego startu VA255 i sukces VA254 w lipcu ubiegłego roku były kluczowe dla osiągnięcia grudniowego startu Ariane 5 z Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba”.

W swoich analizach, aby upewnić się, że Ariane 5 jest gotowy do wystrzelenia Webba, inżynierowie w Europie i Stanach Zjednoczonych skupili się na owiewce ładunku rakiety lub stożku, który chroni ładunek podczas pierwszych kilku minut lotu przez atmosferę. Całun rozpryskuje się na dwie części kilka minut po wystrzeleniu, narażając satelity na oddzielenie od rakiety znajdującej się na orbicie.

JWST złoży się w stylu origami, aby zmieścić się pod osłoną ładunku rakiety Ariane 5, a następnie rozwinie panele słoneczne, anteny, podzieloną na segmenty matrycę luster i osłonę termiczną wielkości kortu tenisowego po oddzieleniu się od Ariane 5 w drodze do punkt obserwacyjny prawie milion mil (1.5 miliona kilometrów) od Ziemi.

Po ustawieniu teleskopu JWST — największego, jaki kiedykolwiek poleciał w kosmos — i czterech instrumentów naukowych zajrzy w odległy wszechświat, badając burzliwe następstwa Wielkiego Wybuchu, powstawanie galaktyk i środowiska planet wokół innych gwiazd.

Osłona ładunku Ariane 5 jest produkowana przez RUAG Space w Szwajcarii.

Inżynierowie wprowadzili modyfikacje owiewki ładunku Ariane 5 w celu zmniejszenia wibracji przenoszonych na satelity podczas oddzielania stożka przedniego.

ESA, Arianespace i RUAG zmieniły również projekt otworów wentylacyjnych w osłonie ładunku Ariane 5, aby rozwiać obawy, że dekompresja może uszkodzić obserwatorium Webb, gdy zrzucą owiewki po starcie. Inżynierowie obawiali się, że pozostałości powietrza uwięzione w złożonych membranach osłon przeciwsłonecznych Webba mogą powodować „stan nadmiernego obciążenia” w momencie rozdzielania owiewek.

Baez powiedział, że inżynierowie NASA z Kennedy Space Center byli „bardzo pomocni” w odkryciu problemu z rozprężaniem się ciśnienia w owiewce Ariane 5 podczas wznoszenia.

„We współpracy z naszymi francuskimi partnerami byliśmy w stanie oprzyrządować owiewki na poprzednich lotach, które uchwyciły to środowisko i upewnić się, że mamy dokładne informacje” – powiedział Baez. „I faktycznie znaleźliśmy problem. Musieliśmy popracować nad schematem, aby móc właściwie wywietrzyć tę owiewkę podczas wznoszenia się.”

E-mail Autor.

Śledź Stephena Clarka na Twitterze: @ StephenClark1.

Źródło: https://spaceflightnow.com/2021/10/24/arianespace-breaks-payload-mass-record-on-final-ariane-5-launch-before-webb/