Ariane 5

Ariane 5:n pienoismalli

Ariane 5 on käytöstä poistettu suuri eurooppalainen kertakäyttöinen kantoraketti. Raketti on kehitetty ESAn kantorakettiohjelmassa ja sen valmistaja on Arianespace. Teollisen valmistuksen pääurakoitsija on EADS Space Transportation-yhtiö. Raketit laukaistaan ESAn avaruuskeskuksesta Guayanan avaruuskeskuksesta, Etelä-Amerikasta.

Raketti

Ariane 5:n päämoottori on nk. kryogeenimoottori eli se käyttää ajoainetta, joka varastoidaan kylmänä. Moottorin tyyppi on H155 Vulcain – siitä käytetään myös nimitystä EPC (ranskan kielen sanoista Etage Principal Cryotechnique). Se polttaa 132,3 tonnia nestehappea ja 25,8 tonnia nestevetyä. Rakettimoottori tuottaa 1 160 000 Newtonin työntövoiman.

Ensimmäiseen rakettivaiheeseen kuuluu myös kaksi kiinteäajoainemoottoria, jotka tuottavat lähdössä yli 90% koko raketin työntövoimasta. Booster-raketit ovat yli 30 metriä korkeita ja niissä on kussakin 237,8 tonnia ajoainetta. Ajoaineesta 18 % on alumiinia (polttoaine) ja 68 % ammoniumperkloraattia (hapetin). Loput 14 % on sidosainetta.

Raketin toinen vaihe kuljettaa hyötykuorman halutulle radalle. Ariane 5G-versio käyttää hypergolista EPS (Étage à Propergols Stockables/Storable Propellant Stage) vaihetta, mutta Ariane 5 ECA-versio uudempaa kryogeenista ESC:tä (Étage Supérieur Cryotechnique/Cryogenic Upper Stage).

Ariane 5 pystyy nostamaan geostationaariselle siirtoradalle (GTO, jonka apogeum on 36 000 km) 6 200 kg painavan satelliitin. Ariane 5 -rakettia on tarkoitus kehittää siten, että nostokyky nousisi 12 000 kg:aan.

Historia

Ariane 5 korvasi Ariane 4 -kantoraketin. Ariane 5:n kehitystyö kesti kymmenen vuotta ja maksoi 7 miljardia euroa. Ariane 5 oli suunniteltu laukaisemaan ESAn Hermès-avaruussukkula, jota ei kuitenkaan toteutettu. Toinen syy suuren kantoraketin toteutukseen oli oletus siitä, että jatkossa tietoliikennesatelliitit ovat hyvin suurikokoisia ja toteutuneena tavoitteena laukaista kaksi suurta tietoliikennesatelliittia yhdellä laukaisulla geostationaariselle kiertoradalle.

Ensimmäinen Ariane 5 -laukaisu (lento 501) 4. kesäkuuta 1996 päätyi raketin asennonsäätöä ohjaavan ohjelmiston virhetoiminnon takia tilanteeseen, jossa raketti lensi väärään suuntaan. Raketti tuhottiin räjäyttämällä se 40 sekuntia laukaisun alun jälkeen. Raketin tietokoneen (OBC) ohjelmisto yritti muunnosta 64-bittisestä liukuluvusta 16-bittiseen kokonaislukuun, joka aiheutti vikatilanteen kun arvo ei mahtunut muuttujaan. OBC:n Ada-kielisessä ohjelmakoodissa ei ollut suojausta kyseisen muuttujan muuntamiselle, vaikka toiset vastaavat muunnokset samassa koodissa oli suojattu. Ohjelmakoodi oli peräisin aiemmasta Ariane 4 -raketista. Tämä johti väärään ohjauskomentoon. Laukaisussa oli lähellä se, että raketista putoavat romut vahingoittavat laukaisua katsoneita VIP-vieraita. Laukaisussa menetettiin 4 ESAn Cluster-satelliittia.

Kolme seuraavaa lentoa olivat onnistuneita. Viides laukaisu 12. heinäkuuta 2001 oli epäonnistunut, koska laukaisu sijoitti kaksi satelliittia liian matalalle radalle. ESAn Artemis-tietoliikennesatelliitti pystyi kuitenkin omalla ionipropulsio-moottorillaan ajamaan itsensä oikealle radalle. Tämä ei merkittävästi lyhentänyt Artemisin käyttöikää, koska se on edelleen käytössä vuonna 2010.

Ensimmäisen Ariane 5 ESC-A-version laukaisu epäonnistui 11. joulukuuta 2002. Sen jälkeiset laukaisut ovat onnistuneet virheettömästi.

Vuoden 2009 lopussa ja huhtikuussa 2010 Ariane 5-laukaisun lähtölaskenta piti keskeyttää ja lykätä laukaisua raketin vetytankkien väärän paineistuksen tai paineistusmittauksen vuoksi. Joulukuussa 2009 tämä viivästytti laukaisua 9 vuorokautta. Arianespace asetti tutkimusryhmän selvittämään ongelman alkuperää.

Viimeinen Ariane 5 -laukaisu tehtiin kesällä 2023. Raketin seuraajaksi tulee vielä kehitysvaiheessa oleva Ariane 6.

Versioita

Ariane 5:n ECA-versio, hyötykuormana kaksi satelliittia

Ariane 5 Generic (G) on raketin alkuperäisen version nimi. Sillä voitiin laukaista 6200 kg painava satelliitti geostationaariselle siirtoradalle (GTO).

5G-versiosta jatkokehitettiin Generic Plus (G ), jonka tehokkaamman toisen vaiheen ansiosta GEO-radalle voitiin nyt laukaista 6950 kg painava satelliitti. Se lensi neljä kertaa vuonna 2004.

Edellisen korvasi Ariane 5 GS, jonka nostokyky on 6700 kg. Siinä on kehitetty Vulcain 1B -päämoottori.

Ariane 5 ECA on uusin ja voimakkain versio. Se käyttää uutta Vulcain 2 -päämoottoria ja uusien kevyempien materiaalien ansiosta siihen voi tankata enemmän ajoainetta. Toisen vaiheen, ESC-A:n, moottorina toimii HM-7B (joka oli Ariane 4:n kolmannen vaiheen moottori), jolla hyötykuorma GTO-radalle nousee 10 000 kg. ESC-A painaa 6500 kg ja polttaa 14 000 kg kryogeenista ajoainetta.

ESC-B-versiossa käytetään aikanaan uutta "Vinci"-moottoria, joka lisää nostokyvyn 12 000 kg GTO-radalle. Sen kehitys on keskeytynyt.

Ariane 5 ES ATV-kantorakettiversio on suunniteltu ATV-huoltoaluksen laukaisuun. Sillä voidaan laukaista 21 000 kg matalalle maatakiertävälle radalle.

Ariane 5:n laukaisut

Alla oleva Ariane 5-kantoraketin tehdyt laukaisut listaava taulukko paljastaa, että yli 14 vuoden aikana Ariane 5-raketteja on laukaistu vain 54 kappaletta eli keskimäärin vain 4 kappaletta per vuosi, joka on kaukana alun perin tavoitellusta 10 laukaisusta vuodessa. Arianespace on tämän takia tehnyt tappiota useina vuosina 2000-luvulla ja yhtiön toiminnan on pitäneet käynnissä Euroopan avaruusjärjestön tilaamat Ariane 5-kehitysohjelmat. Vuonna 2010 etenkin Ranska on alkanut vaatia Ariane 6:n kehittämistä ja tietoliikennesatelliittiyhtiöille Arianespacelle korvamerkittyä laukaisuveroa.

Päivä	Aika(UTC)	Lennon numero	Raketin tyyppi	Sarjanumero	Hyötykuorma	Kommentti	#
04.06.1996	12:34:06	V-89	Ariane-5G	501	ESAn Cluster	Epäonnistui - kantoraketti räjäytettiin, kun raketin ohjauskyky oli menetetty.	1
30.10.1997	13:43:00	V-101	Ariane-5G	502	MaqSat H, TEAMSAT, MaqSat B	Osittainen epäonnistuminen	2
21.10.1998	16:37:21	V-112	Ariane-5G	503	MaqSat 3, ESAn ARD	onnistui	3
10.12.1999	14:32:07	V-119	Ariane-5G	504	ESAn XMM-Newton	onnistui	4
21.03.2000	23:28:19	V-128	Ariane-5G	505	Insat 3B, AsiaStar	onnistui	5
14.09.2000	22:54:07	V-130	Ariane-5G	506	Astra 2B, GE 7	onnistui	6
16.11.2000	01:07:07	V-135	Ariane-5G	507	PAS 1R, Amsat P3D, STRV 1C, STRV 1D	onnistui	7
20.12.2000	00:26:00	V-138	Ariane-5G	508	Astra 2D, GE 8 (Aurora 3), LDREX	onnistui	8
08.03.2001	22:51:00	V-140	Ariane-5G	509	Eurobird 1, BSat 2a	onnistui	9
12.07.2001	22:58:00	V-142	Ariane-5G	510	ESAn Artemis, BSat 2b	osittainen epäonnistuminen	10
01.03.2002	01:07:59	V-145	Ariane-5G	511	ESAn ENVISAT-1	onnistui	11
05.07.2002	23:22:00	V-153	Ariane-5G	512	Stellat 5, N-Star c	onnistui	12
28.08.2002	22:45:00	V-155	Ariane-5G	513	Atlantic Bird 1, ESAn MSG 1, MFD	onnistui	13
11.12.2002	22:22:00	V-157	Ariane-5 ECA	517	Hot Bird 7, Stentor, MFD A, MFD B	epäonnistui	14
09.04.2003	22:52:19	V-160	Ariane-5G	514	Insat 3A, Galaxy 12	onnistui	15
11.06.2003	22:38:15	V-161	Ariane-5G	515	Optus C1, BSat 2c	onnistui	16
27.09.2003	23:14:46	V-162	Ariane-5G	516	Insat 3E, eBird 1, ESAn SMART-1	onnistui	17
02.03.2004	07:17:44	V-158	Ariane-5G	518	ESAn Rosetta	onnistui	18
18.07.2004	00:44:00	V-163	Ariane-5G	519	Kanadan Anik F2	onnistui	19
18.12.2004	16:26:00	V-165	Ariane-5G	520	CNESin Helios 2A, Essaim 1 to 4, CNESin PARASOL, Nanosat 01	onnistui	20
12.02.2005		V-164	Ariane 5 ECA	521	XTAR-EUR ja koehyötykuorma	onnistui	21
11.08.2005		V-166	Ariane 5 G	523	THAICOM 4 (IPSTAR)	onnistui	22
13.10.2005		V-168	Ariane 5 G	524	Syracuse 3A ja Galaxy 15	onnistui	23
16.11.2005		V-167	Ariane 5 ECA	522	Spaceway 2 ja Telkom 2	onnistui	24
21.12.2005		V-169	Ariane 5 G	525	INSAT 4A ja Meteosat Second Generation-2	onnistui	25
11.03.2006		V-170	Ariane 5 ECA	527	Hot Bird 7A ja SPAINSAT tietoliikennesatelliitit	onnistui	26
27.05.2006		V-171	Ariane 5 ECA	529	Satmex 6 ja Thaicom 5 tietoliikennesatelliitit	onnistui	27
11.08.2006	22:15:00	V-172	Ariane 5 ECA	531	JCSAT-10, SYRACUSE 3B	onnistui	28
13.10.2006	21:56:00	V-173	Ariane 5 ECA	533	DIRECTV 9S, Optus D1 ja LDREX-2	onnistui	29
08.12.2006		V-174	Ariane 5 ECA	534	AMC-18, WildBlue-1	onnistui	30
11.03.2007		V-175	Ariane-5ECA	535	Skynet-5A, Insat-4B	onnistui	31
04.05.2007		V-176	Ariane 5 ECA	536	Astra L1, Galaxy 17	onnistui	32
14.08.2007	23:44	V-177	Ariane-5ECA	537	Spaceway F3, BSAT-3A	onnistui	33
05.10.2007	22:02	V-178	Ariane-5GS	526	Intelsat 11, Optus D2	onnistui	34
14.11.2007	22:06	V-179	Ariane-5ECA	538	Skynet 5B, Star One C1	onnistui	35
21.12.2007	21:41	V-180	Ariane-5GS	530	RASCOM-QAF 1, Horizons 2	onnistui	36
09.03.2008	04:03	V-181	Ariane-5ES ATV	528	Automated Transfer Vehicle 1 - "Jules-Verne"	onnistui	37
18.04.2008		V-182	Ariane 5 ECA		Star One C2 ja VINASAT-1	onnistui	38
12.06.2008		V-183	Ariane 5 ECA		Skynet 5C ja Turksat 3A	onnistui	39
07.08.2008		V-184	Ariane 5 ECA		ProtoStar I ja BADR-6	onnistui	40
14.08.2008		V-185	Ariane 5 ECA		Superbird-7 ja AMC-21	onnistui	41
20.12.2008		V-186	Ariane 5 ECA		Eutelsat W2M ja Hot Bird 9	onnistui	42
12.2.2009		V-187	Ariane 5 ECA	545	Hot Bird 10, NSS-9 ja Spirale	onnistui	43
14.5.2009		V-188	Ariane 5 ECA	546	Herschel/Planck	onnistui	44
1.7.2009	19:52	V-189	Ariane 5 ECA	547	TerreStar-1	onnistui	45
21.8.2009		V-190	Ariane 5	548	JCSAT-12 ja Optus D3	onnistui	46
1.10.2009		V-191	Ariane 5	549	Amazonas 2 ja COMSATBw-1	onnistui	47
29.10.2009		V-192	Ariane 5	550	NSS-12 ja THOR 6	onnistui	48
18.12.2009		V-193	Ariane 5	551	Helios 2B	onnistui	49
21.5.2010		V-194	Ariane 5 ECA		ASTRA 3B ja COMSATBw-2	onnistui	50
26.6.2010		V-195	Ariane 5 ECA		Arabsat-5A ja COMS	onnistui	51
4.8.2010		V-196	Ariane-5 ECA		RASCOM-QAF 1R ja NILESAT 201	onnistui	52
28.10.2010		V-197	Ariane-5 ECA		W3B ja BSAT-3	onnistui, tosin Eutelsatin W3B-satelliitin polttoainetankki oli puhki laukaisun jälkeen ja satelliitti ei pystynyt aloittamaan toimintaansa	53
25.11.2010		V-198	Ariane 5ECA	556	Intelsat 17, HYLAS 1	onnistui	54

Seuraavat laukaisut

31.3.2011 noin klo 00:40 Suomen aikaa Ariane 5 yritti laukaista Yahsat- ja NewDawn-tietoliikennesatelliitit. Raketin päämoottori käynnistyi, mutta järjestelmä sammutti sen 7 sekunnin sisällä eikä boosterimoottoreita käynnitetty. Raketti joutui teknisen tutkimuksen kohteeksi ennen seuraavaa laukaisuyritystä. Syynä oli Vulcain-moottorin suuttimen mekanismi, joka ei viallisten komponenttien takia sallinut suuttimen normaalia liikettä. Vika oli huhtikuun puoliväliin (2011) mennessä korjattu.

Päivä	Aika (UTC)	Lennon numero	Raketin tyyppi	Sarjanumero	Hyötykuorma	Kommentti
2010-12-28		V-199	Ariane 5ECA	???	Koreasat 6 , HispaSat-1E	Suunnitteilla
2011-02-15		V-200	Ariane-5ES	544	ATV-2 "Johannes Kepler"	Suunnitteilla

Käytöstä poistaminen

Raketin viimeinen laukaisu oli 5. heinäkuuta 2023. Kyydissä oli kaksi satelliittia, yksi ranskalainen ja yksi saksalainen. Viimeisen laukaisun hetkellä seuraaja Ariane 6 ei ollut vielä käyttövalmis.

Seuraaja

Vuoden 2009 lopulla alkoi kuulua huhuja keskikokoisen Ariane 6 -kantoraketin ja suuren eurooppalaisen kantoraketin rakentamisesta. Toukokuussa 2010 Saksa on ilmaissut, ettei se ole valmis panostamaan lainkaan mahdolliseen Ariane 6-ohjelmaan (myös termiä "next generation launcher" on käytetty) ESAn puitteissa. Ranska on ajatunut tätä ideaa noin vuoden ajan. Ariane 5 laukaisuja on 2000-luvulla tehty 5-7 kappaletta vuodessa, kun alun perin tuotannon "break-even"-pisteen oli ajateltu olevan 10 vuosittaisen laukaisun kohdalla. ESAn rahoittamat Ariane 5 kehitysohjelmat ovat auttaneet Ariane 5-rakettia rakentavaa teollisuutta ylläpitämään toiminan. Vuonna 2008 ESAn ministerikokouksessa Ariane 5-ohjelmaan kuuluvat maat panostivat noin miljardi euroa Ariane 5:n Midlife Extensioniin. Kahden miljardin euron panostus uuteen kehitysohjelmaan tulisi väitetysti tehdä viimeistään vuoden 2012 lopussa uudestaan, jotta vuonna 2017 olisi käytössä suuremman nostokyvyn omaava Ariane 5. Ennen joulua 2010 ESAn miehitettyjen lentojen komitea ei pystynyt päättämään jatkaako ESA ISS-avaruusaseman rahoitusta vuodesta 2015 vuoteen 2020 asti, koska Arianespace oli vaatinut kahdeksi vuodeksi 120 M€/vuosi tukea Ariane 5:n tuotannon ylläpitoon, kun edellinen 200 M€/vuosi tukiohjelma EGAs päättyi vuoden 2010 lopussa. Vaadittu tuki on kaksivuotinen, koska ESAn ministerikokous vuonna 2012 päättää seuraavasta - todennäköisesti pitempiaikaisesta - tukipaketista. Maaliskuussa 2011 ESAn neuvosto päätti siitä, että Arianespacea tuetaan 120 miljoonalla eurolla vuodessa kahden vuoden ajan.

Ranska on vuonna 2010 antanut 82,5 miljoonaa euroa uuden "Post Ariane 5 next-generation launcher"-kantoraketin esisuunnitteluun ja tulossa on kaikkiaan 250 miljoonaa euroa "big load"-tyyppisenä rahoituksena.

Kesällä 2010 Astrium Space Transportation-yhtiö sai 10 miljoonan euron suuruisen ja 15 kk kestävän urakan toteuttaa Ariane 5-rakettia pienemmän vuonna 2025 käyttöön saatavan kantoraketin esisuunnitteluN. ESAn ministerikokous päättää toteutusohjelmasta vuoden 2012 lopussa. Uusi raketti vaikuttaa Sojuzin kokoluokan raketilta - voi olla mahdollista, että ESA pyrkii luomaa niin luotettavan raketin (jota Ariane 5 ei ole), että sitä voitaisiin käyttää avaruuslentäjien kuljettamiseen avaruuteen?

Lähteet

• Spaceflight Now Luettu 21.6.2009.^{lähde tarkemmin?}

Aiheesta muualla

• Ariane 5 Arianespacessa
• ESA:n Ariane 5-sivusto

Kantoraketit

Nykyiset:	Ariane 6 Atlas V Athena Delta IV Dnepr Electron Falcon 9 9 B4 9 B5 Falcon Heavy GSLV H-IIA Kosmos-3M Pitkä marssi -rakettiperhe Minotaur Pegasus Proton PSLV Rokot Shavit Štil Start-1 UR-100 Space Launch System Strela Sojuz U FG 2 Taurus Tsyklon 3 Volna Vega Zenit
Suunnitteilla:	Angara BFR GSLV III GX H-IIB KSLV New Glenn Taurus II Vulcan
Entiset:	Ariane 1 2 3 4 5 Atlas SM-65 Atlas I II III Black Arrow Delta II III Diamant Energija Europa Falcon 1 Falcon 9 9 v1.0 9 v1.1 9 v1.2 H-II J-I Juno I Lambda Mu (V) Molnija M N1 Poljot R-7 Saturn I IB V INT-21 Scout Sparta Thor Thor-Agena Thor-Burner Thorad-Agena Titan I II III IIIB IV Tsiklon 2 Vanguard Voshod Vostok