Аріан-1
Аріан-1 (фр. Ariane 1, буквально Аріадна-1) — європейська ракета-носій середнього класу, перша з родини ракет-носіїв «Аріан». Розроблена як заміна невдалій ракеті-носію «Європа».
| ||||||
Макет ракети-носія Аріан-1 в Музеї авіації та космонавтики (Ле-Бурже, Франція) | ||||||
Призначення | Ракета-носій середнього класу | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Виробник | ЄКА | |||||
Країна | Євросоюз | |||||
Розміри | ||||||
Висота | 50[1] м | |||||
Діаметр | 3,8 м | |||||
Маса | 207 200 кг | |||||
Ступенів | 4 | |||||
Вантаж | ||||||
Вантаж на НОО |
1400 кг | |||||
Вантаж на ГПО |
1850[2] кг | |||||
Споріднені ракети | ||||||
Родина | Аріан (ракети) | |||||
Історія запусків | ||||||
Статус | Неактивна | |||||
Космодроми | Куру ELA-1 | |||||
Всього запусків | 11 | |||||
Успішних | 9 | |||||
Невдалих | 2 | |||||
Перший запуск | 24 грудня 1979 року | |||||
Останній запуск | 22 лютого 1986 року | |||||
1 ступінь - L140 | ||||||
Довжина | 18,4 м | |||||
Діаметр | 3,8 м | |||||
Маса порожнього | 13 270 кг | |||||
Повна маса | 159 550 кг | |||||
Двигуни | 4 | |||||
Тяга | 2 771,94 кН | |||||
Тривалість горіння | 145 с | |||||
Паливо | гептил, окислювач — аміл | |||||
2 ступінь - L33 | ||||||
Довжина | 11,5 м | |||||
Діаметр | 2,6 м | |||||
Маса порожнього | 3 285 кг | |||||
Повна маса | 36 790 кг | |||||
Двигуни | 1 | |||||
Тяга | 720,965 кН | |||||
Тривалість горіння | 131 с | |||||
Паливо | гептил, окислювач — аміл | |||||
3 ступінь - H8 | ||||||
Довжина | 8,35 м | |||||
Діаметр | 2,6 м | |||||
Маса порожнього | 1 157 кг | |||||
Повна маса | 9 600 кг | |||||
Двигуни | 1 | |||||
Тяга | 61,674 кН | |||||
Тривалість горіння | 132 с | |||||
Паливо | LH2, окислювач — LOX | |||||
4 ступінь | ||||||
Довжина | 1,13[1] м | |||||
Діаметр | 0,77[1] м | |||||
Маса порожнього | 34[1] кг | |||||
Повна маса | 369[1] кг | |||||
Двигуни | 1 | |||||
Тяга | 19,397 кН | |||||
Тривалість горіння | 50 с | |||||
Паливо | HTPB |
Історія створення
Передумови
1 грудня 1960 року у місті Мерен (Швейцарія) відбулося підписання угоди про створення постійної Європейської організації з дослідження космічного простору — ESRO (скор. від англ. European Space Research Organization). До складу організації увійшли такі країни, як Бельгія, Нідерланди, Норвегія, Швеція і Велика Британія, частково приєдналися Данія, Франція, Італія, Іспанія та Швейцарія, а Німеччина відклала підписання угоди на більш пізній термін.
Основна програма ЕSRO передбачала здійснення космічних проектів у декілька етапів:
- Перший етап — протягом перших 3 років здійснити запуск невеликих (масою близько 45 кг) штучних супутників, оснащених відносно простим науковим обладнанням;
- Другий етап — створити напрацювання для більш важких супутників масою 225—450 кг, а також космічних апаратів для запуску в бік Місяця (готовність до старту через 5 років).
- Наступні етапи — розробка космічної техніки для доставки наукової апаратури на Місяць, дослідження інших планет і організації орбітального моніторингу в навколосонячному просторі.
Угода в рамках ESRO припускала, що до створення європейської ракети-носія всі супутники будуть запускатися за допомогою американських ракет. Перший загальноєвропейський малий супутник планувалося запустити в 1967 році, а перший важкий супутник — в 1969 році. Пуски балістичної ракети Blue Streak виробництва Великої Британії планувались з полігону Вумера, а ракети-носія Diamant — з Куру. Розглядалося питання про ракетний полігон у зоні полярних сяйв: вивчались район Кіруна (Швеція), Нассассуак (Гренландія) і Андьо (Норвегія).
У рамках розвитку програми ESRO було вирішено створити Європейський центр космічної техніки — ESTC (скор. від англ. European Space Technology Centre), який відповідає за проектування, розробку і виготовлення головних частин ракет-носіїв, штучних супутників та космічних апаратів, а також Європейський центр обробки даних космічних польотів — ESDC (скор. від англ. European Space Data Centre), котрий займався би питаннями супроводу і телеметрії, розрахунком орбіт супутників, а також сонячними і геодезичними вимірюваннями. Планувалося збудувати чотири станції супроводу і телеметричних вимірювань та три станції оптичного стеження.
30 січня 1961 року у Страсбурзі (Франція) відкрилася конференція з питання створення Європейської організації з розробки ракет-носіїв — ELDO (скор. від англ. European Launcher Development Organization). У ній взяли участь офіційні представники 12 країн: Великої Британії, Франції, Німеччини, Італії, Швейцарії, Австрії, Бельгії, Нідерландів, Норвегії, Швеції, Данії і Іспанії, а Канада, Греція, Ірландія і Туреччина прислали спостерігачів. У ході конференції була розглянута можливість створення нової триступеневої ракети-носія з проведенням перших дослідних пусків уже в 1965 році.
Бюджет ELDO на 5 років було визначено у розмірі £70 млн.: 55 % бюджету складала програма продовження Великою Британією дослідних робіт по ракеті Blue Streak; роботи Франції зі створення другого ступеня потребували 18 %, на створення третього ступеня виділялося близько 9 % бюджету організації. Розміщення загальноєвропейських контрактів здійснювалося або адміністрацією ELDO, або, за її дорученням, урядами відповідних країн «на основі раціонального розподілу робіт серед суб’єктів-учасників з урахуванням їхнього технічного рівня і стану економіки». Технічним досвідом, накопиченим у ході виконання програми, мали право користуватися усі учасники організації.
16 квітня 1962 року в угоді про створення організації ELDO було поставлено останній підпис; до організації увійшло шість країн-засновниць і Австралія. Резиденцією ELDO був обраний Париж, де знаходилася і ESRO. Проектні завдання організації були розділені наступним чином:
- Велика Британія — розробка першого ступеня нової ракети-носія;
- Франція — розробка другого ступеня
- Німеччина — розробка третього ступеня
- Італія — розробка експериментальних космічних апаратів;
- Нідерланди — системи телеметрії дальньої дії;
- Бельгія — розробка наземних станцій управління і стеження;
- Австралія — будівництво стартового комплексу і пускової інфраструктури.
Створення ракети-носія «Європа»
У ході робіт зі створення нової європейської ракети-носія у рамках організації ELDO була створена ракета «Європа-1» (англ. Europa 1). Її першим ступенем послугувала англійська балістична ракета Blue Streak, другим — французька Coralie і третім — ракета Astris німецької розробки. Загальний бюджет проекту перевищив £130 млн. «Європа-1» була розрахована на виведення корисного навантаження масою не більше 1150 кг на полярну орбіту висотою 500 км, або космічного апарату масою не більше 180 кг — на орбіту висотою ~ 9300 км.
Перший ступінь ракети-носія практично не відрізнявся від вихідної ракети Blue Streak. Другий ступінь Coralie розроблявся Лабораторією балістичних і аеродинамічних досліджень (LRBA) і фірмою Nord-Aviation. Coralie оснащувалась чотирикамерним рідинним ракетним двигуном (РРД), паливом була суміш НДМГ (гептил) / АТ (аміл). Успішні вогневі стендові випробування ступеня Coralie були проведені 9 грудня 1965 року.
Третій ступінь Astris розробляли фірми Belkov і ERNO. Astris оснащувалася одним маршовим і двома допоміжними РРД. В якості палива для РРД була обрана суміш AT (аміл) і «Аерозин-50». На третьому ступені встановлювалася радіокомандна система управління. Її бортові приймачі працювали на частоті 700 і 1400 МГц. Телеметрична система забезпечувала контроль 250 різних параметрів. Перші вогневі випробування двигунів третього ступеня були проведені 1 квітня 1965 року.
Для проведення льотних випробувань верхніх ступенів ракети-носія за програмою ELDO була створена спеціальна експериментальна ракета Cora довжиною 11,5 м, діаметром 2 м і стартовою масою не більше 16,5 тонн. Вона була створена на базі модифікованого ступеня Coralie з укороченими соплами в якості першого ступеня та включала другий ступінь Astris і головний обтікач (ГО) розробки італійських відомств.
За програмою було заплановано провести 10 злітно-конструкторських випробувань (ЗКВ) «Європи-1» (ELDO-A). Також слід зазначити, що «Європа-1», в цілому, не відповідала передовому технічному рівню того часу, а про її надійність можна говорити лише приблизно. Всі перші пуски за програмою злітно-конструкторських випробувань проходили з австралійського полігону Вумера в період з 1964 року по 1970 рік. До трьох останніх стартів «Європу-1» планувалося підготувати в повній комплектації з супутником STV. Неполадки третього ступеня призвели до аварій ракети-носія.
У липні 1966 року був затверджений проект нової ракети-носія — ELDO PAS («Європа-2»). Нова ракета-носій зі стартовою масою 112 тонн являла собою модернізований варіант ракети-носія «Європа-1» з твердопаливною «перигейно-апогейною системою» для запуску космічних апаратів масою до 170 кг на геостаціонарну орбіту (ГСО). У конструкції можна виділити наступні зміни: Велика Британія замінила систему радіонаведення Blue Streak на інерційну, Італія забезпечила створення перигейного РДТП і експериментального супутника STV, а Франція підготувала Центр запусків в Куру.
Мізерні можливості ракети «Європа-2» з виведення корисного навантаження на ГСО спонукали ELDO до кардинального перегляду концепції загальноєвропейського носія: так з’явився проект ракети-носія «Європа-3». Один із можливих варіантів являв собою двоступеневу ракету-носій висотою 36,5 м, діаметром корпусу до 3,8 м і максимальною стартовою масою не більше, ніж 191 тонна. Перший ступінь L150 пропонувалося оснастити чотирма французькими РРД «Вікінг-2» (паливо — НДМГ / АТ). Другий ступінь з киснево-водневим двигуном Н-20, з тягою у вакуумі 20 тс. Перший запуск РН «Європа-3» був запланований на 1978 рік.
На тлі місячних програм США і солидної програми орбітальних станцій СРСР надмірні витрати і невтішні випробування ракет родини «Європа» викликали загрозу розпаду ELDO. Також варто зазначити, що організація не мала дійсних повноважень у технічних рішеннях, а останнє слово в керуванні програмою належало державам — членам ELDO. Крім того, у квітні 1969 року, коли в ELDO вирішили ініціювати розробку «Європи-3» (400—700 кг на ГСО), керівництво Великої Британії та Італії прийняло рішення вийти з організації. Супутня криза ELDO в 1972 році призвела до закриття проектів зі створення і доробки ракет родини «Європа». Невдовзі після цього організація ELDO була ліквідована. Загальний бюджет організації за весь час існування склав 745 млн доларів.
Створення ЄКА и ракети-носія «Аріан»
Після ліквідації організації ELDO, Велика Британія прийняла рішення використовувати американські ракети-носії для виведення своїх супутників зв’язку, а Франція взялася розробляти «резервні» програми. Національне космічне агентство Франції (CNES) запропонувало розробити недорогу ракету з високими характеристиками, яка використовує випробувані технології і націлену на комерційний ринок телекомунікаційних космічних апаратів. Для мінімізації ризиків у новому проекті ракети-носія L-3S планувалося брати за основу лише рішення, які могли бути реалізовані французькою промисловістю. В основу нової ракети-носія був покладений досвід зі створення ракет «Діамант» В и В-Р4.
Новий проект передбачалося реалізувати за семирічний період (1973—1979 гг.), витративши у 2—3 рази менше, ніж на «Європу-3». Щоб зміцнити своє технічне і політичне лідерство, Франція запропонувала країнам-партнерам оплатити будь-які витрати в розмірі понад 120 % від оціненої загальної вартості, що, вірогідно, і переконало їх взяти участь у новій амбіційній програмі. Французи змогли також отримати вигоду з двох непродуманих рішень, прийнятих США, а саме: у 1973—1974 гг. США намагались блокувати комерційну експлуатацію франко-німецьких супутників зв’язку Symphony, а NASA запланувало припинити запуски одноразових носіїв у 1980-х роках на користь кораблів Спейс шаттл.
У липні 1973 року в результаті злиття ELDO і ESRO було створене Європейське космічне агентство — ЄКА (англ. European Space Agency). Основною ракетою-носієм нової організації повинна була стати нова ракета «Аріан» (колишня L-3S), названна так на честь дочки міфічного критського царя Міноса, яка допомогла грецькому герою Тесею вбити страхітливого Мінотавра і вибратися з його лабіринту.
Конструкція
Триступінчата ракета-носій Аріан-1 стартовою масою 210 т і загальною висотою 47,4 м призначалася для запуску корисного навантаження масою до 1850 кг на перехідну до геостаціонарної орбіту (ГПО). На першому і другому ступенях ракети-носія були встановлені рідинні ракетні двигуни відкритого циклу на самозаймистому ракетному паливі тривалого зберігання з турбонасосною подачею родини Вікінг.
Додаткові до перелічених у таблиці на початку статті характеристики ступенів ракети-носія Аріан-1[3] | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Параметр | Перший ступінь | Другий ступінь | Третій ступінь | Четвертий ступінь | ||||||
Вартість (у цінах 1985 р.) | 14,5 млн. USD | 5,8 млн. USD | ||||||||
Маса палива | 140 т | |||||||||
Максимальний діаметр | 8,3 м | 2,6 м | 2,6 м | 0,77 м | ||||||
Питомий імпульс (у вакуумі) | 281 с | 293,5 с | 443 с | 295 с | ||||||
Питомий імпульс (на рівні моря) | 248 с | 200 с | 220 с | |||||||
Час роботи | 145 с | 131 с | 132 с | 50 с | ||||||
Рушійні установки | 4 х ЖРД «Вікінг-2» | 1 х ЖРД «Вікінг-4» | 1 х ЖРД «HM7-A» | 1 х РДТТ «Mage-1» | ||||||
Розмір двигуна | 2,87 × 0,99 м | 3,51 × 1,70 м | 1,13 × 0,77 м | |||||||
Повна маса двигуна | 826 кг |
Перший ступінь
Другий ступінь
Третій ступінь
Четвертий ступінь
Пускова інфраструктура
Історія запусків
Всього за допомогою ракети-носія «Аріан-1» було здійснено 11 запусків, з них 2 запуски виявились невдалими. Перший запуск ракети-носія «Аріан-1» відбувся 24 грудня 1979 року о 17:14:38 UTC зі стартового майданчика ELA-1 космодрому Куру у Французькій Гвіані. При цьому був успішно виведений на орбіту супутник CAT-1.
Останній запуск відбувся 22 лютого 1986 року о 01:44:35 UTC зі стартового майданчика ELA-1 космодрому Куру. Під час запуску було здійснене виведення на розрахункову орбіту двох супутників: французького супутника дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) SPOT-1 і шведського наукового супутника для дослідження плазматичних процесів у магнітосфері і іоносфері Землі — Вікінг.
Список запусків ракети-носія «Аріан-1» [3] | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
№ | Дата (UTC) | Номер ракети-носія | Корисне навантаження | Тип КК | NSSDC ID | SCN | Стартовий комплекс | Результат | ||
1 | 24 грудня 1979 17:14:38 UTC | L-01 | CAT-1 | CAT | 1979-104A | 11645 | Куру ELA-1 | Успіх | ||
2 | 23 травня 1980 14:29:39 UTC | L-02 | Firewheel Subsat-1 | FIRE E (MPE) | Куру ELA-1 | Аварія Перебої з запаленням в одному з двигунів Вікінг першого ступеня. | ||||
Firewheel Subsat-2 | FIRE B (SRC) | |||||||||
Firewheel Subsat-3 | FIRE C (UCB) | |||||||||
Firewheel Subsat-4 | FIRE D (NRC) | |||||||||
Feuerrad | ||||||||||
AMSAT Phase 3A | AMSAT Phase III-A | |||||||||
CAT-2 | CAT | |||||||||
3 | 19 червня 1981 12:32:59 UTC | L-03 | Meteosat 2 | Meteosat F2 | 1981-057A | 12544 | Куру ELA-1 | Успіх | ||
APPLE | 1981-057B | 12545 | ||||||||
CAT 3 | CAT | 1981-057C | 12546 | |||||||
4 | 20 грудня 1981 01:29:00 UTC | L-04 | Marecs 1 | Marecs A | 1981-122A | 13010 | Куру ELA-1 | Успіх | ||
CAT 4 | CAT 04/VID | 1981-122B | 13011 | |||||||
5 | 9 вересня 1982 02:12:00 UTC | L-5 | Marecs B | Marecs | Куру ELA-1 | Аварія Перший комерційний запуск. Ракета вийшла з ладу через 7 хв польоту через відмову турбонасоса на третьому ступені. | ||||
Sirio 2 | ||||||||||
6 | 16 червня 1983 11:59:03 UTC | L-6 | Eutelsat 1F1 | 1983-058A | 14128 | Куру ELA-1 | Успіх | |||
OSCAR 10 | AMSAT Phase III-B | 1983-058B | 14129 | |||||||
7 | 19 жовтня 1983 00:45:36 UTC | L-7 | Intelsat 507 | INTELSAT V F7 | 1983-105A | 14421 | Куру ELA-1 | Успіх | ||
8 | 5 березня 1984 00:50:03 UTC | L-8 | Intelsat 508 | INTELSAT V F8 | 1984-023A | 14786 | Куру ELA-1 | Успіх | ||
9 | 23 травня 1984 01:33:29 UTC | V-9 L-9 | Spacenet F1 | 1984-049A | 14985 | Куру ELA-1 | Успіх | |||
10 | 2 липня 1985 11:23:13 UTC | V14 L10 | Джотто | 1985-056A | 15875 | Куру ELA-1 | Успіх | |||
11 | 22 лютого 1986 01:44:35 UTC | V16 L11 | SPOT-1 | SPOT | 1986-019A | 16613 | Куру ELA-1 | Успіх | ||
Вікінг | 1986-019B | 16614 |
Див. також
- Антарес
- Афіна
- Порівняння ракет-носіїв середнього класу
- Мінотавр
- Музей авіації та космонавтики (Париж)
Література
- Афанасьев И. Б., Лавренов А. Н. . Общеевропейский носитель — от «Европы» к «Ариану» // Большой космический клуб. — М. : РТСофт, 2006. — 256 с. — ISBN 5-93345-006-5. — С. 144—166.
- Блинов В. Н., Иванов Н. Н. . Зарубежные ракеты-носители. — Ракеты-носители. Проекты и реальность. Т. 2. — Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. — 400 с. — 100 екз. — ISBN 978-5-8149-1120-9. — С. 19—21.
- Carlier, Claude; Gilli, Marcel. . Les trente premieres annees du CNES: L'agence francaise de l'espace, 1962-1995 (French Edition). — Centre national d'etudes spatiales, 1994. — 352 p. — ISBN 978-2110032065.
Статті
- Колюбакин В. . Ariane — европейская ракета // Теле-Спутник. — 2012. — № 6 (20). — С. 31—34.
- Колюбакин В. . Ariane — европейский носитель // Теле-Спутник. — 2000. — № 3 (53). — С. 32—35.
- About G.; Hauguel P.; Hrisafovic N.; Lemoine J. C. . La prévention des instabilités pogo sur Ariane 1 // Acta Astronautica. — Elsevier, 1983. — Vol. 10, No. 4. — P. 179—188. — ISSN 0094-5765. — Bibcode: 1983AcAau..10..179A. — DOI:10.1016/0094-5765(83)90040-1.
- Redon, David. . Interview with Raymond Orye // Oral history of Europe in space. — ESA, 2002. — No. November 19. — P. 25.
- Souchier A. . Propulsion systems for Ariane 1 to Ariane 4 — A continuous evolution (A99-31551) // 35th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion conference and exhibit (Invited Press.99-2905). — Los Angeles : American Institute of Aeronautics and Astronautics. — No. June 20—24. — P. 25. — DOI:10.2514/6.1999-2905.
Посилання
- Владимир Фрадкин (15.03.2011). Ariane-1, 2, 3, 4, 5... или Перспективы европейцев в космосе. Deutsche Welle.
- Wade, Mark. Ariane. Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Ariane-1. Encyclopedia Astronautica. Архів оригіналу за 22 травня 2013.
- Wade, Mark. Ariane 1-1. Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Ariane 1-2. Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Mage-1. Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Viking 2. Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Viking 4. Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. HM7-A. Encyclopedia Astronautica.
- Krebs, Gunter. Ariane-1. Gunter's space page. Архів оригіналу за 5 вересня 2012. Процитовано 8 березня 2018.
- Krebs, Gunter. Ariane-1, -2, -3, -4. Gunter's space page.
- Ariane 1,2,3. ESA.
- A look at the past. ESA.
- Ariane 1 to 4. The saga of the Ariane launcher. CNES.
- Ariane heritage: Ariane 1-3. Arianespace.
- Ariane Rockets. Astronomy Today.
- 1979: Europe launches first rocket. BBC UK.