Ариан

Ариан — семейство европейских ракет-носителей одноразового использования, разработанных и эксплуатируемых Европейским космическим агентством (ЕКА) для выведения полезных грузов на геостационарную орбиту и другие типы орбит. Программа «Ариан» является одной из крупнейших и наиболее успешных в мире коммерческих космических программ, обеспечившей Европе независимый доступ в космос.

История

Предпосылки и создание

В 1960-х годах европейские страны предпринимали разрозненные попытки создания собственных ракет-носителей (например, британская «Блэк Эрроу» и франко-британская «Европа»), однако они не привели к созданию надёжной и конкурентоспособной системы. После неудачи проекта «Европа» в 1973 году было принято решение о создании единой европейской ракеты под эгидой ЕКА. Основным подрядчиком выступила французская компания Aérospatiale (ныне часть Airbus Defence and Space), а двигатели разрабатывала Snecma (ныне Safran). Первый запуск ракеты Ариан-1 состоялся 24 декабря 1979 года с космодрома Куру во Французской Гвиане, что стало началом независимой европейской космической программы.

Развитие семейства

Первоначальная версия «Ариан-1» (1979–1986) имела грузоподъёмность до 1,85 тонны на геопереходную орбиту (ГПО). В 1984 году была запущена модификация Ариан-2 с увеличенной мощностью двигателей, а в 1984–1989 годах эксплуатировалась Ариан-3 с дополнительными твердотопливными ускорителями. Наиболее массовой и коммерчески успешной стала серия Ариан-4 (1988–2003), которая могла выводить до 4,8 тонны на ГПО и использовала различные конфигурации с навесными ускорителями. Всего было выполнено 116 запусков «Ариан-4», из которых 113 были успешными.

В 1996 году состоялся первый запуск более мощной Ариан-5, предназначенной для выведения тяжёлых грузов (до 10 тонн на ГПО). Первый полёт закончился аварией из-за ошибки в программном обеспечении, но после доработок ракета стала основной для европейских запусков. В 2000-х годах появились модификации «Ариан-5 ECA» (увеличенная грузоподъёмность) и «Ариан-5 ES» (для запуска грузовых кораблей ATV к МКС). Всего до 2023 года было выполнено 117 запусков «Ариан-5», из которых 112 успешных.

В 2020-х годах ЕКА разработало новое поколение — Ариан-6, первый запуск которого состоялся 9 июля 2024 года. Ракета предназначена для замены «Ариан-5» и отличается модульной конструкцией, снижением стоимости производства и возможностью многоразового использования первой ступени (в перспективе).

Конструкция и характеристики

Общие принципы

Все ракеты семейства «Ариан» являются трёхступенчатыми (или двухступенчатыми с навесными ускорителями) и используют криогенные топливные компоненты: жидкий водород (горючее) и жидкий кислород (окислитель) на верхних ступенях, а также жидкое топливо (UDMH или керосин) на первой ступени в ранних версиях. Старт осуществляется с космодрома Куру (5° с. ш.), что обеспечивает выигрыш в скорости за счёт близости к экватору.

Ариан-5

• Первая ступень (EPC): криогенная, оснащена двигателем Vulcain 2 (тяга 1350 кН в вакууме), работает на жидких водороде и кислороде.
• Твердотопливные ускорители (P230): два боковых ускорителя, каждый с тягой 6300 кН, обеспечивают 90% стартовой тяги. Отделяются через 2 минуты полёта.
• Вторая ступень (EPS): работает на монометилгидразине и тетраоксиде азота, двигатель Aestus (тяга 27 кН). Выполняет довыведение на целевую орбиту.
• Грузоподъёмность: до 10,5 тонн на ГПО (версия ECA) и до 20 тонн на низкую опорную орбиту (НОО).
• Высота: 53 метра (с головным обтекателем), стартовая масса около 780 тонн.

Ариан-6

• Первая ступень: криогенная, двигатель Vulcain 2.1 (модернизированная версия), может быть дополнена двумя или четырьмя навесными твердотопливными ускорителями (P120C или P120C+).
• Вторая ступень (Vinci): криогенная, двигатель Vinci (многоразовый запуск в вакууме, тяга 180 кН), позволяет выполнять многократные включения для выведения на разные орбиты.
• Грузоподъёмность: от 5 до 10,5 тонн на ГПО в зависимости от конфигурации.
• Модульность: возможность сборки в двух вариантах — «Ариан-62» (два ускорителя) и «Ариан-64» (четыре ускорителя).

Эксплуатация и коммерческий успех

Рынок запусков

С 1980-х годов ракеты «Ариан» доминировали на рынке коммерческих запусков геостационарных спутников связи, занимая до 50% мирового рынка в 1990-х годах. Основными конкурентами были американские ракеты «Атлас» и «Дельта», российские «Протон» и «Союз», а также китайские «Чанчжэн». После появления многоразовых ракет Falcon 9 компании SpaceX (США) доля «Ариан» на рынке сократилась, что стимулировало разработку «Ариан-6» с более низкой стоимостью.

Известные миссии

• Запуски спутников связи: большинство миссий «Ариан» — коммерческие запуски телекоммуникационных спутников (например, серии Eutelsat, Intelsat, SES).
• Научные миссии: ракета «Ариан-5» вывела телескоп «Гершель» (2009), зонд «Розетта» (2004) к комете Чурюмова — Герасименко, аппарат «Юнона» (2011) к Юпитеру, а также европейский марсоход «ЭкзоМарс» (2016, совместно с Роскосмосом).
• Грузовые корабли ATV: с 2008 по 2014 год «Ариан-5 ES» доставила пять автоматических грузовых кораблей ATV к Международной космической станции.
• Миссия «Джеймс Уэбб»: 25 декабря 2021 года «Ариан-5» успешно вывела космический телескоп «Джеймс Уэбб» (совместный проект NASA, ЕКА и Канадского космического агентства) на орбиту.

Критика и проблемы

Аварии

Программа «Ариан» столкнулась с несколькими авариями, самыми известными из которых являются:

• Ариан-5, первый полёт (1996): разрушение через 37 секунд из-за ошибки в программном обеспечении, приведшей к неправильной работе инерциальной системы. Ракета и четыре спутника Cluster были потеряны.
• Ариан-5, полёт 157 (2002): отказ двигателя Vulcain 2 из-за перегрева сопла, ракета упала в океан, потеряны два спутника связи.
• Ариан-5, полёт VA241 (2018): частичный отказ — ракета вывела спутники на неправильную орбиту из-за ошибки в расчётах траектории, но спутники смогли скорректировать орбиту собственными двигателями.

Экономические аспекты

Критики отмечают, что программа «Ариан» является дорогостоящей и субсидируется государствами ЕКА, что делает её менее конкурентоспособной по сравнению с многоразовыми ракетами SpaceX. Стоимость запуска «Ариан-5» оценивается в 150–200 миллионов долларов, тогда как Falcon 9 — около 67 миллионов долларов. Разработка «Ариан-6» обошлась в 3,6 миллиарда евро, и её эксплуатационная стоимость пока не достигла запланированных показателей.

Перспективы

С 2024 года «Ариан-6» постепенно заменяет «Ариан-5», последний запуск которой состоялся в июле 2023 года. ЕКА планирует использовать «Ариан-6» для государственных и коммерческих запусков до 2030-х годов, а также рассматривает возможность создания многоразовой первой ступени. В 2025 году ожидается первый запуск «Ариан-6» в конфигурации с четырьмя ускорителями («Ариан-64»). Параллельно разрабатывается европейская многоразовая ракета «Темис» (Themis), которая может стать основой для будущих поколений «Ариан».

Интересные факты

• Название «Ариан» происходит от французского имени Ариан (Ariane), которое, в свою очередь, восходит к греческой мифологии (Ариадна). Выбор названия символизирует связь с мифом о нити Ариадны, помогающей выйти из лабиринта.
• Космодром Куру во Французской Гвиане выбран из-за близости к экватору (5° с. ш.), что даёт выигрыш в скорости до 460 м/с по сравнению с запусками с более высоких широт.
• Ракета «Ариан-5» способна выводить два спутника одновременно с помощью специального адаптера SYLDA, что снижает стоимость запуска для заказчиков.
• В 2004 году «Ариан-5» вывела зонд «Розетта», который в 2014 году совершил первую в истории мягкую посадку на комету (67P/Чурюмова — Герасименко).

Источники

• Европейское космическое агентство (ESA). Официальные материалы по программе «Ариан».
• Журнал «Космонавтика и ракетостроение» (Россия), выпуски за 1990–2020 годы.
• Книга «The Ariane Rocket: A History» (автор — Брайан Харви, 2018).
• Данные NASA и Space.com по запускам «Ариан-5».
• Отчёты о расследованиях аварий (1996, 2002, 2018) от ЕКА и независимых комиссий.