Ariane 5
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| Ariane 5 | ||
|---|---|---|
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| Caratteristiche | ||
| Dimensioni | ||
| Altezza | 59 m | |
| Diametro | 5,4 m | |
| Massa | 777.000 kg | |
| Stadi | 2 | |
| Capacità | ||
| Carico utile nelle LEO | 16.000 kg (G) 21.000 kg (ECA) |
|
| Carico utile nelle GTO | 6.800 kg (G) 10.500 kg (ECA) |
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| Boosters | ||
| N° Boosters | 2 | |
| Spinta | 6470 kN | |
| Tempo di combustione | 129 s | |
| Carburante | solido | |
| Primo Stadio | ||
| Motori | 1 Vulcain (G), 1 Vulcain 2 (ECA) | |
| Spinta | 1114 kN (G), 1340 kN (ECA) | |
| Tempo di combustione | 589 s (G), 650 s (ECA) | |
| Carburante | idrogeno liquido e ossigeno liquido | |
| Secondo Stadio | ||
| Motori | 1 Aestus (G), 1 HM7-B (ECA) | |
| Spinta | 27,4 kN (G), 64,7 kN (ECA) | |
| Tempo di combustione | 1100 s (G), 960 s (ECA) | |
| Carburante | idrogeno liquido e ossigeno liquido | |
Ariane 5 è un lanciatore sviluppato e costruito sotto autorizzazione dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) dalla EADS SPACE Transportation, il contrattista principale nonché capofila di molti sub appaltatori. Le operazioni di lancio e di marketing sono gestite dalla Arianespace, una sussidiaria dell'ESA che utilizza come base di lancio il Centre Spatial Guyanais a Kourou nella Guiana Francese.
Succede al razzo Ariane 4, sebbene non vi derivi direttamente. Lo sviluppo del lanciatore è durato dieci anni ed è costato 7 miliardi di euro. L'ESA inizialmente sviluppò l'Ariane 5 come lanciatore per il mini shuttle europeo Hermes, ma quando il progetto dell'Hermes venne accantonato si decise di trasformare il lanciatore in un razzo prettamente commerciale.
L'utilizzo primario del Ariane 5 è il posizionamento in orbita geostazionaria dei satelliti. Due satelliti possono essere caricati utilizzando il caricatore Sylda. Si possono caricare anche tre satelliti, se di peso e dimensioni abbastanza ridotte. Fino a otto carichi secondari possono essere trasportati, principalmente piccoli carichi con esperimenti o microsatelliti che vengono caricati con il caricatore ASAP (Ariane Structure for Auxiliary Payloads).
Indice |
[modifica] Componenti
Lo stadio criogenico primario dell'Ariane è l'H158 (H173 per Ariane 5 ECA) e viene chiamato EPC (Étage Principal Cryotechnique/Primo stadio criogenico). Consiste in un grande serbatoio contenete due compartimenti. Il primo è riempito di ossigeno liquido e il secondo di idrogeno liquido. Questi propellenti vengono utilizzati dai motori Viking.
Attaccati ai lati del serbatoio si trovano i due razzi a propellente solido P238 (P241 per Ariane 5 ECA). Questi razzi vengono sganciati durante il volo e ritornano a terra grazie a dei paracadute, come i booster a propellente solido (SRB, solid rocket boosters) del primo stadio dello Space Shuttle. Possono essere recuperati per essere esaminati ma non sono riutilizzabili.
Il secondo stadio è montato in testa al serbatoio e prima del carico utile. L'Ariane 5G utilizza il EPS (Étage à Propergols Stockables/Stadio a propellente immagazzinabile), che è rifornito da MMH e tetrossido di azoto, mentre l'Ariane 5 ECA utilizza l'ESC (Étage Supérieur Cryotechnique/Stadio superiore criogenico), che è rifornito da idrogeno e da ossigeno liquido. Il carico utile e le apparecchiature superiori sono protette da un guscio che si rompe una volta che si è raggiunta una altezza sufficiente.
[modifica] Varianti
La versione originale del razzo si chiamava Ariane 5G. Era in grado di trasportare in orbita di trasferimento geostazionaria (GTO) inizialmente 5970 kg ma in seguito venne incrementato il carico utile ammesso fino a 6200 kg.
Ariane 5G+ ha un secondo stadio migliorato, è in grado di trasportare 6950 kg di carico utile in GTO. Nell'anno 2004 è stato utilizzato tre volte e sarà sostituito dall'Ariane 5 GS che utilizzerà 5 razzi a propellente solido del modello ECA.
Ariane 5 ECA è la variante con il massimo carico utile. È in grado di lanciare 10.000 kg in GTO con due satelliti o 10.500 kg con un singolo satellite. Questa variante utilizza il nuovo motore per il primo stadio Vulcain 2 e l'ESC-A come secondo stadio, alimentato da un motore HM-7B pesante 6.500 kg e trasportante 14.000 kg di propellente criogenico per il motore. Il secondo stadio veniva usato precedentemente come terzo stadio del razzo Ariane 4. Nella variante ECA utilizza dei serbatoi modificati e accorciati per farli rientrare nello stadio. La nuove versione del Vulcain utilizza ugelli più lunghi e fornisce un ciclo molto più efficiente con il denso propellente utilizzato. Il nuovo motore ha richiesto delle modifiche al serbatoio del primo stadio. I razzi a combustibile solido utilizzano un nuovo tipo di collegamento che permette di racchiudere più propellente.
[modifica] Sviluppi futuri
Ariane 5 ES ATV è stato progettato per il lancio dell'Automated Transfer Vehicle. Consiste nel miglioramento del motore Vulcain 2 per il primo stadio e del secondo stadio proveniente dall'Ariane 5 G e dovrebbe essere in grado di trasportare 21.000 kg di carico utile in orbita LEO. Il secondo stadio ESC-A non fornisce miglioramenti nel volo LEO rispetto all'Ariane 5 G e quindi non verrà utilizzato per il lancio dell'ATV.
Ariane 5 ECB venne previsto per essere dotato di uno stadio superiore dotato del nuovo motore Vinci, un motore a ciclo espanso. La capacità di trasferimento in orbita geostazionaria si sarebbe innalzata fino a 12.000 kg ma il progetto venne bloccato per dei tagli al budget. Il progetto venne definitivamente cancellato nel maggio del 2005 per una mancanza di mercato per lanciatori di questo tipo. Il motore Vinci che doveva alimentare lo stadio superiore è tuttora in sviluppo sebbene molto lentamente. Considerando che l'unica significativa differenza tra il modello ECA ed il modello ECB è il motore dello stadio superiore si può presumere che in futuro un nuovo modello dotato di maggior capacità di carico sarà disponibile.
[modifica] Storia dei lanci
Il primo volo dell'Ariane 5 (Ariane 5 volo 501) svoltosi il 4 giugno 1996 fallì e il razzo si autodistrusse dopo 40 secondi dal lancio per via di un malfunzionamento del software di controllo, creato da uno dei più famosi bug della storia. Un dato a 64 bit in virgola mobile venne convertito in un intero a 16 bit con segno, questa operazione causò una trap del processore (operazione errata): il numero in virgola mobile era troppo grande per poter essere rappresentato con un intero a 16 bit. Motivi di efficienza avevano spinto i progettisti a disabilitare il controllo software (scritto in Ada) sulle trap, anche se altre conversioni simili nel codice erano corrette.
Il secondo volo di test L502 si svolse il 30 ottobre 1997 è stato un parziale fallimento. L'ugello del Vulcain produsse una vibrazione pericolosa che occasionò lo spegnimento del motore. Gli stadi successivi lavorarono correttamente portando in orbita il carico ma non raggiungendo l'altezza prevista.
Il lancio seguente avvenuto il 21 ottobre 1998 fu un successo e il primo lancio commerciale avvenne il 10 dicembre 1999 con il lancio dell'osservatorio a raggi X XMM-Newton.
Un altro fallimento parziale si è avuto il 12 luglio 2001 quando il razzo pose in un'orbita errata due satelliti; i satelliti si trovavano a metà dell'altezza prevista per l'orbita geostazionaria. Il satellite di telecomunicazioni Artemis dell'ESA, utilizzando il suo motore sperimentale a ioni, raggiunse l'orbita corretta il 31 gennaio 2003, dopo ben 18 mesi.
Il lancio successivo si svolse il 1º marzo 2002 quando il satellite Envisat venne lanciato correttamente in un'orbita di 800 km. Era l'undicesimo lancio dell'Ariane 5 e rappresentava il massimo carico mai trasportato dal progetto, 8500 kg.
Il primo lancio della variante ECA avvenne l'11 dicembre 2002 e fu un fallimento per via di un problema al gruppo di motori principali che mandò il razzo fuori strada, forzando il sistema all'autodistruzione tre minuti dopo il lancio. I due satelliti per telecomunicazioni (Stentor e Hot Bird 7), del valore di circa 630 milioni di euro, andarono distrutti. Il guasto venne prodotto dalla rottura di un tubo contenente refrigerante, cosa che causò il surriscaldamento degli ugelli. Dopo questo incidente Arianespace ritardò la prevista missione Rosetta che doveva partire nel gennaio del 2003. La missione venne spostata al 26 febbraio 2003 ma in seguito venne spostata al marzo 2004 per via di alcuni difetti minori riscontrati nella gommapiuma che protegge i serbatoi criogenici dell'Ariane 5.
Il 27 settembre 2003 l'ultimo Ariane 5 g lanciò tre satelliti (Inclusa SMART-1, la prima sonda lunare di costruzione europea) nel volo 162. Il 18 luglio 2004 Ariane 5 G+ ha trasportato il pesante satellite di telecomunicazioni Anik F2 dal peso di 6.000 kg.
Il primo lancio corretto dell'Ariane 5 ECA è avvenuto il 12 febbraio 2005. Il carico consisteva nel satellite militare per telecomunicazioni XTAR-EUR, nel piccolo satellite SLOSHSAT per uso scientifico e nel MaqSat B2 un simulatore di carico. Il lancio era inizialmente previsto per l'ottobre 2004 ma delle verifiche addizionali e un lancio richiesto dai militari (il satellite Helios 2A) hanno costretto a posticipare il lancio.
[modifica] Lanci
| Data (UTC) | Volo | Modello | Numero seriale | Carico utile | Risultato | # |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 04.06.1996 12:34 | V-89 | Ariane-5G | 501 | Cluster | Fallito | 1 |
| 30.10.1997 13:43 | V-101 | Ariane-5G | 502 | MaqSat H, TEAMSAT, MaqSat B, YES | Parziale fallimento | 2 |
| 21.10.1998 16:37 | V-112 | Ariane-5G | 503 | MaqSat 3, ARD | Successo | 3 |
| 10.12.1999 14:32 | V-119 | Ariane-5G | 504 | XMM-Newton | Successo | 4 |
| 21.03.2000 23:28 | V-128 | Ariane-5G | 505 | INSAT 3B, AsiaStar | Successo | 5 |
| 14.09.2000 22:54 | V-130 | Ariane-5G | 506 | Astra 2B, GE 7 | Successo | 6 |
| 16.11.2000 01:07 | V-135 | Ariane-5G | 507 | PAS 1R, Amsat P3D, STRV 1C, STRV 1D | Successo | 7 |
| 20.12.2000 00:26 | V-138 | Ariane-5G | 508 | Astra 2D, GE 8 (Aurora 3), LDREX | Successo | 8 |
| 08.03.2001 22:51 | V-140 | Ariane-5G | 509 | Eurobird 1, BSat 2a | Successo | 9 |
| 12.07.2001 22:58 | V-142 | Ariane-5G | 510 | Artemis, BSat 2b | Parziale fallimento | 10 |
| 01.03.2002 01:07 | V-145 | Ariane-5G | 511 | Envisat | Successo | 11 |
| 05.07.2002 23:22 | V-153 | Ariane-5G | 512 | Stellat 5, N-Star c | Successo | 12 |
| 28.08.2002 22:45 | V-155 | Ariane-5G | 513 | Atlantic Bird 1, MSG 1, MFD | Successo | 13 |
| 11.12.2002 22:22 | V-157 | Ariane-5ECA | 517 | Hot Bird 7, Stentor, MFD A, MFD B | Fallimento | 14 |
| 09.04.2003 22:52 | V-160 | Ariane-5G | 514 | Insat 3A, Galaxy 12 | Successo | 15 |
| 11.06.2003 22:38 | V-161 | Ariane-5G | 515 | Optus C1, BSat 2c | Successo | 16 |
| 27.09.2003 23:14 | V-162 | Ariane-5G | 516 | Insat 3E, eBird 1, SMART-1 | Successo | 17 |
| 02.03.2004 07:17 | V-158 | Ariane-5G+ | 518 | Rosetta | Successo | 18 |
| 18.07.2004 00:44 | V-163 | Ariane-5G+ | 519 | Anik F2 | Successo | 19 |
| 18.12.2004 16:26 | V-165 | Ariane-5G+ | 520 | Helios 2A, Essaim 1-2-3-4, PARASOL, Nanosat 01 | Successo | 20 |
| 12.02.2005 21:03 | V-164 | Ariane-5ECA | 521 | XTAR-EUR, Maqsat B2, SLOSHSAT-FLEVO | Successo | 21 |
| 11.08.2005 08:20 | V-166 | Ariane-5GS | 523 | Thaïcom 4-iPStar 1 | Successo | 22 |
| 13.10.2005 22:32 | V-168 | Ariane-5GS | 524 | Syracuse 3A, Galaxy 15 | Successo | 23 |
| 16.11.2005 23:46 | V-167 | Ariane-5ECA | 522 | Spaceway F2, Telkom 2 | Successo | 24 |
| 21.12.2005 22:33 | V-169 | Ariane-5GS | 525 | Insat 4A, MSG 2, MFD C | Successo | 25 |
| 11.03.2006 22:32 | V-170 | Ariane-5ECA | 527 | Spainsat, MFD C, MFD C, Hot Bird 7A | Successo | 26 |
| 26.05.2006 21:08 | V-171 | Ariane-5ECA | 529 | Satmex 6, Thaicom 5 | Successo | 27 |
| 11.08.2006 22:15 | V-172 | Ariane-5ECA | 531 | JCSat 10, Syracuse 3B | Successo | 28 |
| 13.10.2006 20:56 | V-173 | Ariane-5ECA | 533 | DirecTV-9S, Optus D1, LDREX-2 | Successo | 29 |
| 08.12.2006 22:08 | V-174 | Ariane-5ECA | 534 | WildBlue 1, AMC 18 | Successo | 30 |
| 11.03.2007 22:03 | V-175 | Ariane-5ECA | 535 | Skynet-5A, Insat-4B | Successo | 31 |
| 04.05.2007 22:29 | V-176 | Ariane-5ECA | 536 | Astra 1L, Galaxy 17 | Successo | 32 |
| 14.08.2007 23:44 | V-177 | Ariane-5ECA | 537 | Spaceway F3, BSAT-3A | Successo | 33 |
| 05.10.2007 22:02 | V-178 | Ariane-5GS | 526 | Intelsat 11, Optus D2 | Successo | 34 |
| 14.11.2007 22:06 | V-179 | Ariane-5ECA | 538 | Skynet 5B, Star One C1 | Successo | 35 |
| 21.12.2007 21:41 | V-180 | Ariane-5GS | 530 | Horizon-2, Rascom-QAF 1 | Successo | 36 |
| 09.03.2008 04:03 | V-181 | Ariane-5ES ATV | 528 | ATV-001 Jules Verne | Successo | 37 |
| 18.04.2008 22:17 | V-182 | Ariane-5ECA | 539 | Star One C2, Vinasat-1 | Successo | 38 |
