Ariane

Ariane — семейство европейских ракет-носителей, разработанных и эксплуатируемых Европейским космическим агентством (ЕКА) для выведения полезных грузов на околоземную орбиту. Программа Ariane является одной из наиболее успешных в мировой космонавтике: начиная с 1979 года, ракеты этого семейства совершили более 250 запусков, обеспечив Европе независимый доступ в космос и заняв доминирующее положение на рынке коммерческих геостационарных запусков в 1990–2010-х годах.

История

Предпосылки и создание

В начале 1970-х годов европейские страны осознали необходимость создания собственной независимой ракетной программы. После неудач с проектом Europa (серия британско-европейских ракет) и отказа США от использования американских носителей для запуска европейских спутников, в 1973 году Франция предложила разработать новую ракету под названием Ariane. Проект был официально одобрен на конференции министров стран-членов ЕКА в 1973 году. Основным подрядчиком выступила французская компания Aérospatiale (ныне часть Airbus Defence and Space), а разработкой двигателей занималась Snecma (ныне Safran).

Первый запуск и развитие

Первый испытательный запуск ракеты Ariane 1 состоялся 24 декабря 1979 года с космодрома Куру во Французской Гвиане. Он был успешным, что положило начало европейской космической программе. В 1980-х годах последовали модификации: Ariane 2 и Ariane 3, отличавшиеся увеличенной грузоподъёмностью и улучшенными двигателями. Однако настоящим прорывом стала Ariane 4, впервые запущенная в 1988 году. Эта ракета стала одной из самых надёжных и коммерчески успешных в истории: за 15 лет эксплуатации (1988–2003) было выполнено 116 запусков, из которых 113 успешных (успешность 97,4 %). Ariane 4 могла нести до 4,8 тонн на геопереходную орбиту (ГПО) и использовалась для запуска спутников связи, метеорологических и научных аппаратов.

Эра Ariane 5

В 1990-х годах, в связи с ростом массы спутников и потребностью в выведении модулей Международной космической станции (МКС), ЕКА приступило к разработке тяжёлого носителя Ariane 5. Первый запуск состоялся 4 июня 1996 года, но закончился аварией из-за ошибки в программном обеспечении. После доработок Ariane 5 стала основной рабочей лошадкой Европы. В период с 1996 по 2023 год было выполнено 117 запусков, из которых 112 успешных (успешность 95,7 %). Ракета могла выводить на ГПО до 10,5 тонн, а на низкую опорную орбиту (НОО) — до 21 тонны. Ariane 5 использовалась для запуска спутников связи, навигационных (Galileo), научных (например, телескоп «Джеймс Уэбб» был запущен именно на Ariane 5) и грузовых кораблей (ATV для МКС).

Переход к Ariane 6

К середине 2010-х годов стало очевидно, что Ariane 5 устаревает: её стоимость была высокой, а конкуренция со стороны многоразовых ракет (Falcon 9 компании SpaceX) обострилась. В 2014 году ЕКА утвердило программу Ariane 6, призванную снизить стоимость запуска в два раза по сравнению с Ariane 5. Первый запуск Ariane 6 состоялся 9 июля 2024 года, он был успешным. Ракета выпускается в двух вариантах: Ariane 62 (с двумя боковыми ускорителями) и Ariane 64 (с четырьмя), что позволяет гибко подбирать конфигурацию под груз. Ariane 6 способна выводить на ГПО от 5 до 11,5 тонн в зависимости от модификации.

Конструкция и технические характеристики

Общие принципы

Все ракеты семейства Ariane являются одноразовыми (за исключением отдельных элементов, которые могут быть частично многоразовыми в перспективе) и используют криогенные топливные пары (жидкий водород и жидкий кислород) на верхних ступенях, а также твёрдотопливные или жидкостные ускорители на первой ступени.

Ariane 5 (пример типичной конструкции)

• Первая ступень (EPC): высота 30,5 м, диаметр 5,4 м. Двигатель Vulcain 2 (криогенный, тяга около 1350 кН в вакууме). Топливо: жидкий водород (LH2) и жидкий кислород (LOX).
• Боковые ускорители (EAP): два твердотопливных ускорителя, каждый длиной 31,6 м, диаметром 3,05 м. Тяга каждого — около 7000 кН на уровне моря. Время работы — 130 секунд.
• Вторая ступень (EPS): высота 3,4 м, диаметр 5,4 м. Двигатель Aestus (криогенный, тяга 27 кН в вакууме) или HM7B (для версии G). Топливо: LH2/LOX. Используется для довыведения на целевую орбиту.
• Головной обтекатель: диаметр 5,4 м, длина 17 м. Защищает полезный груз при прохождении плотных слоёв атмосферы.

Ariane 6

• Первая ступень: центральный блок с двигателем Vulcain 2.1 (модернизированная версия). Диаметр 5,4 м.
• Боковые ускорители: от 2 до 4 твердотопливных ускорителей P120C (каждый длиной 13,5 м, диаметром 3,4 м, тяга около 4500 кН). Ускорители P120C также используются в ракете Vega-C.
• Вторая ступень: двигатель Vinci (криогенный, многоразовый запуск до 5 раз в полёте). Тяга 180 кН. Позволяет выполнять сложные манёвры на орбите, включая выведение нескольких спутников на разные орбиты.
• Головной обтекатель: диаметр 5,4 м, длина 18 м.

Классификация и модификации

Ariane 1–4

• Ariane 1 (1979–1986): 11 запусков, 9 успешных. Грузоподъёмность на ГПО — 1,8 т.
• Ariane 2 (1986–1989): 6 запусков, 5 успешных. Грузоподъёмность — 2,2 т.
• Ariane 3 (1984–1989): 11 запусков, 10 успешных. Грузоподъёмность — 2,6 т.
• Ariane 4 (1988–2003): 116 запусков, 113 успешных. Модификации: 40, 42P, 42L, 44P, 44LP, 44L. Грузоподъёмность — от 1,9 до 4,8 т на ГПО.

Ariane 5

• Ariane 5 G (Generic, 1996–2003): базовая версия, грузоподъёмность 6,8 т на ГПО.
• Ariane 5 ECA (2002–2023): модернизированная версия с двигателем Vulcain 2, грузоподъёмность до 10,5 т на ГПО.
• Ariane 5 ES (2008–2018): версия для выведения на низкую орбиту (грузоподъёмность до 21 т), использовалась для запуска ATV.
• Ariane 5 ME (Midlife Evolution): разрабатывалась, но не была реализована; планировалась грузоподъёмность до 12 т на ГПО.

Ariane 6

• Ariane 62: два боковых ускорителя, грузоподъёмность до 5 т на ГПО.
• Ariane 64: четыре боковых ускорителя, грузоподъёмность до 11,5 т на ГПО.

Применение

Коммерческие запуски

Программа Ariane исторически была ориентирована на коммерческий рынок. С 1980-х годов ракеты семейства Ariane запускали спутники связи, телевещания, навигации (GPS, Galileo), а также метеорологические спутники (MetOp, MSG). Доля Ariane на рынке коммерческих геостационарных запусков в 2000-х годах достигала 50–60 %.

Научные и государственные миссии

Ariane использовалась для запуска научных аппаратов: телескоп «Джеймс Уэбб» (2021, Ariane 5), зонд «Розетта» (2004, Ariane 5 G), аппарат «Гершель» и «Планк» (2009, Ariane 5 ECA), а также для выведения модулей МКС (например, грузовые корабли ATV — 5 запусков с 2008 по 2014 год). Также на Ariane 5 запускались спутники системы Galileo (навигация).

Военные и разведывательные миссии

Хотя программа Ariane в первую очередь гражданская, она использовалась для запуска военных спутников связи (например, Syracuse) и разведывательных аппаратов (например, Helios). Эти запуски осуществлялись по заказу министерства обороны Франции.

Критика и проблемы

Высокая стоимость

Одним из главных недостатков программы Ariane является высокая стоимость запуска. Для Ariane 5 стоимость составляла около 150–200 млн долларов за запуск, что значительно дороже, чем у Falcon 9 (около 67 млн долларов за запуск в 2023 году). Это привело к потере доли рынка в 2010-х годах.

Аварии

Несмотря на высокую надёжность, в истории программы были аварии. Наиболее известные:

• 4 июня 1996 года: авария Ariane 5 (первый запуск) из-за ошибки в программном обеспечении (переполнение переменной). Ракета взорвалась на 37-й секунде полёта.
• 12 декабря 2002 года: авария Ariane 5 ECA (первый запуск версии ECA) из-за отказа двигателя Vulcain 2. Ракета упала в океан.
• 20 апреля 2018 года: частичный отказ Ariane 5 (миссия VA244) — спутники были выведены на нерасчётную орбиту, но позже скорректированы.

Конкуренция

С 2010-х годов программа Ariane столкнулась с жёсткой конкуренцией со стороны многоразовых ракет SpaceX (Falcon 9, Falcon Heavy) и китайских носителей (Long March). Это вынудило ЕКА разработать Ariane 6, которая должна была снизить стоимость, но даже её запуск оказался дороже, чем у Falcon 9.

Перспективы

На 2025 год Ariane 6 является основной ракетой-носителем ЕКА. Планируется, что она будет эксплуатироваться до 2030-х годов, после чего её может сменить многоразовая ракета нового поколения (проект Ariane Next или Themis). В 2024 году было объявлено о планах по созданию многоразовой первой ступени для будущих носителей, что должно снизить стоимость запуска в 3–5 раз по сравнению с Ariane 6.

Интересные факты

• Все ракеты Ariane запускаются с космодрома Куру во Французской Гвиане, расположенного вблизи экватора, что даёт преимущество в скорости вращения Земли.
• Ariane 5 была самой высокой ракетой в мире (высота 53–54 метра) среди одноразовых носителей до появления Falcon Heavy.
• Название «Ariane» происходит от имени персонажа древнегреческой мифологии Ариадны, которая помогла Тесею выбраться из лабиринта.
• В 2013 году Ariane 5 установила рекорд по выведению самого тяжёлого коммерческого спутника (6,9 тонн) — спутника «Eutelsat 25B».

Источники

• Европейское космическое агентство (ESA) — официальные пресс-релизы и технические документы по программам Ariane 1–6.
• Arianespace — коммерческий оператор запусков, статистика и отчёты.
• Книга «Europe’s Space Programme: From Ariane to the International Space Station» (2005, автор Brian Harvey).
• Журнал «Spaceflight» (British Interplanetary Society) — статьи о запусках Ariane.
• Отчёты о расследовании аварий Ariane 5 (1996, 2002) — опубликованы ESA.