Ракета «Ариан-5» ушла на покой
На прошлой неделе в небо над Южной Америкой взмыла последняя тяжелая ракета-носитель «Ариан-5». Она 27 лет прослужила штатным носителем для Европейского космического агентства и теперь уступает дорогу новым. Редакция N + 1 вспоминает наиболее примечательные пуски одной из самых надежных ракет за всю историю космонавтики.
«Ариан-5» — универсальный грузовик, рассекавший по трассам между Землей и небом. Пилотируемые корабли ракета не возила — у Европы их банально не было, хотя ракета был сертифицирована под пилотируемые пуски. Так что «Ариан-5» тягала в небо спутники, межпланетные станции, космические телескопы и грузы для МКС. Ракету собирали в Европе, а летала она с космодрома Куру во Французской Гвиане.
Длина «Ариан-5» — 50,5 метра, диаметр — 5,4 метра. Взлетала она на двух твердотопливных ускорителях и основной криогенной ступени с кислородно-водородным двигателем Vulcain. Верхняя ступень поначалу работала на паре монометилгидразин — тетроксид азота (двигатель Aestus), а в последних модификациях на жидком кислороде и водороде (двигатель HM7B).
За 27 лет эксплуатации ракету неоднократно модернизировали — всего вариантов «Ариана-5» летало пять. Она могла вместить в себя два-три крупных спутника и до восьми вторичных грузов. Максимальная грузоподъемность составляла до двадцати тонн полезной нагрузки на низкую опорную орбиту и до десяти тонн — на геопереходную орбиту. Ракета совершила 117 полетов, из которых лишь пять были неудачными и, в основном, относились к первым полетам ракеты. Самая длинная серия успехов была с 2003 по 2017 год, тогда «Ариан-5» совершила 83 пуска подряд без сбоев
1996: Сломать за 39 секунд
Разработка «Ариан-5» заняла десять лет, а свой первый полет она ушла 4 июня 1996 года. Полезной нагрузкой тогда были четыре спутника Cluster Европейского космического агентства (ESA), которые должны были изучать магнитосферу Земли. Но не изучили — на 39 секунде полета они вместе с ракетой превратились в огненный шар. Фейерверк над джунглями принес ESA убытки более чем на 370 миллионов долларов.
Расследование показало, что произошла одна из самых дорогих ошибок программного обеспечения в истории. Cистема управления полетом «Ариан-5» включала в себя инерционную навигационную платформу, программный модуль которой использовала ракета «Ариан-4». Так как траектория полета «Ариан-5» отличалась от траектории «Ариан-4», то когда значение горизонтального смещения платформы, связанное с горизонтальной скоростью ракеты, оказалось больше, чем заложенные в программу ограничения, модуль при попытке выравнивания платформы поймал ошибку переполнения переменной при преобразовании данных из 64-битного числа с плавающей запятой в 16-битное целое число.
Так как сбой был программный, а не аппаратный, вышли из строя и активная, и дублирующая навигационные системы, а бортовой компьютер скомандовал соплам двигателей сильно отклониться, из-за чего ракета разрушилась под аэродинамической нагрузкой, на которую ее конструкция рассчитана не была. Самое ироничное в этой истории — то, что для полета «Ариан-5» производившиеся операции были не нужны. Механизм выравнивания платформы в первые 50 секунд после активации режима полета был нужен для предыдущей версии ракеты в случае отмены старта прямо перед пуском.
1999: XMM-Newton
Европейская рентгеновская обсерватория XMM-Newton, оснащенная тремя рентгеновскими телескопами, была запущена на высокоэллиптическую околоземную орбиту при помощи «Ариан-5» в декабре 1999 года и работает до сих пор, вместо того чтобы выйти из строя за десять лет. Она наблюдает за далекими активными галактиками и квазарами, двойными звездными системами, белыми карликами, черными дырами и нейтронными звездами и за 23 года службы сделала огромное количество открытий: обнаружила рекордно массивное скопление галактик и кандидата в самую молодую массивную рентгеновскую двойную, помогла разобраться с природой рентгеновских сияний на Юпитере и получила самое четкое изображение самой большой ударной волны в скоплении галактик.
2003: SMART-1
Этот аппарат для исследований Луны был запущен в космос на «Ариане-5» 27 сентября 2003 года. Он занимался съемкой поверхности Луны и изучением ее химического состава. Однако важнее здесь то, что это был первый европейский аппарат в космосе, оснащенный электрореактивной двигательной установкой. На SMART-1 стоял ионный холловский двигатель на ксеноне, при помощи которого успешно долетел с околоземной орбиты на окололунную и проработал там один год.
2004: «Розетта»
Именно благодаря этой межпланетной станции мы в деталях рассмотрели ядро кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. Путешествие «Розетты» началось в марте 2004 года на космодроме Куру, откуда станцию унесла в космос «Ариан-5». В августе 2014 года «Розетта» стала первым аппаратом, вышедшим на орбиту вокруг кометного ядра, а в ноябре того же года состоялась первая в истории мягкая посадка рукотворного аппарата «Филы» на комету. В общей сложности «Розетта» изучала комету чуть более двух лет, нашла на ней ксенон, иней, прекурсоры сахаров, высокомолекулярные органические вещества, необычные скалы, а также увидела смену окраски ядра и сияния в коме. А в конце миссии «Розетта» совершила жесткую посадку на ядро кометы, оставшись на нем навсегда.
2008: ATV
ATV (Automated Transfer Vehicle) был единственным европейским автоматическим грузовиком для снабжения МКС. Всего было создано пять таких кораблей, все они летали в космос на «Ариане-5» в 2008–2015 годах. Грузоподъемность корабля и внутренний объем были больше, чем у российских «Прогрессов», американских Dragon или Cygnus или японского HTV — по сути, это был «самосвал», возивший на станцию оборудование и грузы для экипажа, воду, еду, кислород, топливо, а также корректировавший ее орбиту своими двигателями. После прекращения полетов ATV стал основой для разработки европейского сервисного модуля пилотируемого корабля Orion для возвращения людей на Луну по программе NASA «Артемида».
2009: «Гершель» и «Планк»
14 мая 2009 года «Ариан-5» отправила ко второй точке Лагранжа в системе Земля — Солнце блистательную пару — инфракрасный телескоп «Гершель» и микроволновую и инфракрасную обсерваторию «Планк». «Гершель» оставался самой крупной инфракрасной обсерваторией до запуска «Джеймса Уэбба» и проработал четыре года, получив огромный объем данных, которые ученые обрабатывают до сих пор. Телескоп наблюдал за планетами, карликовыми планетами и малыми телами Солнечной системы, туманностями и областями звездообразования в Млечном Пути и далекими галактиками. Что касается «Планка», то обсерватория четыре года занималась исследованиями космического микроволнового фона: по ее данным астрономы составили детальные карты неба, а астрофизики уточнили модели Вселенной и сделали ряд других важных открытий.
2016-2018: Galileo
Galileo — это глобальная спутниковая навигационная система, подобная GPS или ГЛОНАСС. Ее первые аппараты появились на орбите в 2011 году, сейчас на средних околоземных орбитах их работает уже 24, и с 2020 года система начала отвечать на сигналы SOS. Половину из этих спутников вывела в космос «Ариан-5»: в ноябре 2016 года, декабре 2017 года и июле 2018 года.
2018: «БепиКоломбо»
20 октября 2018 года «Ариан-5» доставила в космос второй в истории аппарат для исследования Меркурия, который состоит из европейского зонда MPO (Mercury Planetary Orbiter), японского MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter) и перелетного модуля MTM. Пока что «БепиКоломбо» совершает длинную череду гравитационных маневров у Земли, Венеры и Меркурия, а к своей финальной цели он прибудет в декабре 2025 года. О том, какие тайны Меркурия раскроет «БепиКоломбо», мы писали в материале «На Меркурий за водой».
2021: «Джеймс Уэбб»
Надежность «Ариан-5» к началу 20-х годов стала признанным достоинством европейской ракеты, поэтому именно ей NASA, ESA и CSA доверили в декабре 2021 года вывести в космос «жемчужину» среди телескопов — инфракрасную обсерваторию «Джеймс Уэбб». Сейчас она работает на гало-орбите вокруг второй точки Лагранжа в системе Солнце — Земля уже более года и подарила немало открытий — от самых далеких галактик и квазаров до портретов планет Солнечной системы и поисков атмосфер у землеподобных экзопланет.
2023: JUICE
14 апреля 2023 года «Ариан-5» вывела в космос европейскую межпланетную станцию JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), которая прибудет к системе Юпитера в середине 2031 года. Станция займется подробным изучением трех крупнейших спутников Юпитера: Европы, Ганимеда и Каллисто — да и четвертому галилеевому спутнику, Ио, JUICE тоже уделит внимание. Одна из основных целей миссии — определить наличие и свойства подповерхностных водных океанов на спутниках, об этом мы рассказывали в материале «Хожение за тремя океанами».
Отправив «Ариан-5» на пенсию, Европа на время осталась только с легкой ракетой Vega, так как разработка новой тяжелой ракеты-носителя «Ариан-6» задерживается, а пуски средних «Союзов-СТ» с Куру были прекращены по инициативе России в ответ на санкции Евросоюза еще в начале 2022 года. Из-за этого ЕSA пересадила свой телескоп «Евклид» с «Союза» на Falcon 9 компании SpaceX. На той же ракете в 2024 году отправится к астероиду Дидим и межпланетная станция Hera. Рассматривается вариант пересадки некоторых спутников, которые должны были полететь в космос на «Ариане-6», на создаваемую американской компанией United Launch Alliance ракету Vulcan Centaur, однако финальное решение ESA еще не приняло.
Шестая модель «Ариана» разрабатывается с 2014 года и станет более универсальной и мощной ракетой по сравнению со своей предшественницей. Планируется два варианта ракеты — с двумя или четырьмя боковыми ускорителями, в качестве топливной пары для двигателей основной (Vulcain 2) и верхней (Vinci) ступени будут использоваться жидкие кислород и водород. Грузоподъемность ракеты в наиболее мощной конфигурации составит до 11,5 тонны полезной нагрузки для геопереходной орбиты, до 21,6 тонны на низкую опорную орбиту и до 8,5 тонны на траекторию перехода к Луне. После отделения полезной нагрузки ступень будет выполнять маневр ухода с орбиты, чтобы уменьшить количество космического мусора.
Ожидается, что первый полет «Ариан 6», состоится в сентябре этого года. Под него уже готова стартовая площадка — однако велика вероятность, что его перенесут на 2024 год. Нам же пока остается только считать дни до дебюта нового поколения космических тяжеловесов.
Компания до сих пор не получила от FAA одобрение на пятый полет
Компания SpaceX провела 19 сентября 2024 года огневой тест всех шести двигателей первой ступени Starship S31. Испытание проходило на площадке космодрома Starbase в штате Техас. Фото и видео с испытания появились в аккаунте компании в социальной сети X. Планируется, что корабль Starship S31 примет участие в шестом испытательном полете сверхтяжелой ракеты Starship, дата которого пока не определена даже приблизительно.