Ариан-1
РН «Ариан-1» | |
---|---|
![]() Макет ракеты-носителя Ариан-1 в Музее авиации и космонавтики (Ле-Бурже, Франция) | |
Общие сведения | |
Страна |
![]() |
Семейство | Ариан |
Назначение | ракета-носитель среднего класса |
Разработчик |
![]() |
Изготовитель |
![]() |
Стоимость запуска | 32 млн. USD (в ценах 1985 года) |
Основные характеристики | |
Количество ступеней | 4 |
Длина (с ГЧ) | 50 м[1] |
Диаметр | 3,8 м (Макс. диаметр — 8,3 м) |
Стартовая масса | 207,2 т |
Вид топлива | жидкостное |
Масса полезной нагрузки | |
• на НОО | 1400 кг |
• на ГПО | 1850 кг[2] |
История запусков | |
Состояние | неактивная |
Места запуска | Куру ELA-1 |
Число запусков | 11 |
• успешных | 9 |
• неудачных | 2 |
Первый запуск | 24 декабря 1979 года |
Последний запуск | 22 февраля 1986 года |
Первая ступень — L140 | |
Длина | 18,4 м |
Диаметр | 3,8 м (8,3 м в обхвате) |
Сухая масса | 13,27 т |
Стартовая масса | 159,55 т |
Маршевые двигатели | 4 × ЖРД «Викинг-2» |
Тяга | 2 771,94 кН |
Удельный импульс |
281 с (в вакууме) 248 с (на ур. моря) |
Время работы | 145 с |
Топливо | НДМГ / АТ |
Горючее | Гептил |
Окислитель | Амил |
Вторая ступень — L33 | |
Длина | 11,5 м |
Диаметр | 2,6 м |
Сухая масса | 3,285 т |
Стартовая масса | 36,79 т |
Маршевый двигатель | ЖРД «Викинг-4» |
Тяга | 721 кН |
Удельный импульс | 293,5 с |
Время работы | 131 с |
Топливо | НДМГ / АТ |
Горючее | Гептил |
Окислитель | Амил |
Третья ступень — H8 | |
Длина | 8,35 м |
Диаметр | 2,6 м |
Сухая масса | 1,157 т |
Стартовая масса | 9,600 т |
Маршевый двигатель | ЖРД «HM7-A» |
Тяга | 62 кН |
Удельный импульс | 296 с |
Время работы | 132 с |
Топливо | LH2 / LOX |
Горючее | Жидкий водород |
Окислитель | Жидкий кислород |
Четвёртая ступень | |
Длина | 1,13 м[3] |
Диаметр | 0,77 м[3] |
Сухая масса | 34 кг[3] |
Стартовая масса | 369 кг[3] |
Маршевый двигатель | РДТТ «Mage-1» |
Тяга | 19 кН |
Удельный импульс | 295 с (220 с на уровне моря) |
Время работы | 50 с |
Топливо | HTPB |
![]() |
Ариан-1 (фр. Ariane 1, буквально Ариадна-1) — европейская ракета-носитель среднего класса, первая из семейства ракет-носителей «Ариан». Разработана как замена неудачной ракеты-носителя «Европа».
История создания
[править | править код]Предпосылки
[править | править код]1 декабря 1960 года в городе Мерен (Швейцария) состоялось подписание соглашения о создании постоянной Европейской организации по исследованию космического пространства — ESRO (сокр. от англ. European Space Research Organization). В состав организации вошли такие страны, как Бельгия, Голландия, Норвегия, Швеция и Великобритания, частично присоединились Дания, Франция, Италия, Испания и Швейцария, а ФРГ предпочла отложить подписание соглашения на более поздний срок.
Основная программа ЕSRO предполагала осуществление космических проектов в несколько этапов:
- Первый этап — в течение первых 3 лет осуществить запуск небольших (массой около 45 кг) ИСЗ, оснащённых относительно простым научным оборудованием;
- Второй этап — создать задел по более тяжёлым ИСЗ массой 225—450 кг, а также КА для запуска в сторону Луны (готовность к старту через 5 лет).
- Последующие этапы — разработка космической техники для доставки научной аппаратуры на Луну, исследования других планет и организации орбитального мониторинга в околосолнечном пространстве.
Соглашение в рамках ESRO предполагало, что до создания европейской ракеты-носителя все спутники будут запускаться при помощи американских ракет. Первый общеевропейский малый спутник планировалось запустить в 1967 году, а первый тяжелый спутник — в 1969 году. Пуски баллистической ракеты Blue Streak[англ.] производства Великобритании намечались с полигона Вумера, а РН Diamant — из Куру. Рассматривался вопрос о ракетном полигоне в зоне полярных сияний: изучались район Кируна (Швеция), Нассассуак (Гренландия) и Андё (Норвегия).
В рамках развития программы ESRO было решено создать Европейский центр космической техники — ESTC (сокр. от англ. European Space Technology Centre), отвечающий за проектирование, разработку и изготовление головных частей ракет-носителей, ИСЗ и КА, а также Европейский центр обработки данных космических полётов — ESDC (сокр. от англ. European Space Data Centre), который занимался бы вопросами сопровождения и телеметрии, расчётом орбит спутников, а также солнечными и геодезическими измерениями. Планировалось построить четыре станции сопровождения и телеметрических измерений и три станции оптического слежения.
30 января 1961 года в Страсбурге (Франция) открылась конференция по вопросу создания Европейской организации по разработке ракет-носителей — ELDO (сокр. от англ. European Launcher Development Organization). В ней участвовали официальные представители 12 стран: Великобритании, Франции, ФРГ, Италии, Швейцарии, Австрии, Бельгии, Голландии, Норвегии, Швеции, Дании и Испании, а Канада, Греция, Ирландия и Турция прислали наблюдателей. В ходе конференции была рассмотрена возможность создания новой трёхступенчатой ракеты-носителя с проведением первых испытательных пусков уже в 1965 году.
Бюджет ELDO на 5 лет определялся в £70 млн.: 55 % бюджета поглощало программа продолжения Великобританией опытных работ по ракете Blue Streak; работы Франции по созданию второй ступени требовали 18 %, на создание третьей ступени выделялось около 9 % бюджета организации. Размещение общеевропейских контрактов производилось либо администрацией ELDO, либо, по её поручению, правительствами соответствующих стран «на основе рационального распределения работ среди участвующих субъектов с учётом их технического уровня и состояния экономики». Техническим опытом, накопленным в ходе выполнения программы, имели право пользоваться все участники организации.
16 апреля 1962 года в соглашении о создании организации ELDO было поставлена последняя подпись; в организацию вошло шесть стран-основателей и Австралия. Резиденцией ELDO был избран Париж, где находилась и ESRO. Проектные задачи организации были разделены следующим образом:
- Великобритания разработка первой ступени новой ракеты-носителя;
- Франции отвечала за разработку второй ступени
- ФРГ отвечала за разработку третьей ступени
- Италия — разработка экспериментальных космических аппаратов;
- Голландия — системы телеметрии дальнего действия;
- Бельгия — разработка наземных станций управления и слежения;
- Австралия — строительство стартового комплекса и пусковой инфраструктуры.
Создание РН «Европа»
[править | править код]В ходе работ по созданию новой европейской ракеты-носителя в рамках организации ELDO была создана ракета-носитель «Европа-1» (англ. Europa 1). Её первой ступенью послужила английская баллистическая ракета Blue Streak, второй — французская Coralie и третьей — ракета Astris разработки ФРГ. Общая бюджет проекта превысил £130 млн. «Европа-1» была рассчитана на вывод полезной нагрузки массой не более, чем 1150 кг на полярную орбиту высотой 500 км, или же космического аппарата весом не более, чем 180 кг — на орбиту высотой ~ 9300 км.
Первая ступень ракеты-носителя практически не отличалась от исходной ракеты Blue Streak. Вторая ступень Coralie разрабатывалась Лабораторией баллистических и аэродинамических исследований (LRBA) и фирмой Nord-Aviation. Coralie оснащалась четырёхкамерным жидкостным ракетным двигателем (ЖРД), топливом была смесь НДМГ (гептил) / АТ (амил). Успешные огневые стендовые испытания ступени Coralie были проведены 9 декабря 1965 года.
Третью ступень Astris разрабатывали фирмы Belkov и ERNO. Astris оснащалась одним маршевым и двумя вспомогательными ЖРД. В качестве топлива для ЖРД была выбрана смесь AT (амил) и «Аэрозин-50». На третьей ступени устанавливалась радиокомандная система управления. Её бортовые приёмники работали на частоте 700 и 1400 МГц. Телеметрическая система обеспечивала контроль 250 различных параметров. Первые огневые испытания двигателей третьей ступени были проведены 1 апреля 1965 года.
Для проведения лётных испытаний верхних ступеней ракеты-носителя по программе ELDO была создана специальная экспериментальная ракета Cora длиной 11,5 м, диаметром 2 м и стартовой массой не более, чем 16,5 тонн. Она была создана на базе модифицированной ступени Coralie с укороченными соплами в качестве первой ступени и включала вторую ступень Astris и головной обтекатель (ГО) разработки итальянских ведомств.
По программе было намечено провести 10 лётно-конструкторских испытаний (ЛКИ) «Европы-1» (ELDO-A). Также следует отметить, что «Европа-1», в целом, не соответствовала передовому техническому уровню того времени, а о её надежности можно говорить только приблизительно. Все первые пуски по программе ЛКИ проходили с австралийского полигона Вумера в период с 1964 года по 1970 год. К трём последним стартам «Европа-1» предполагалось подготовить в полной комплектации со спутником STV. Неполадки третьей ступени привели к авариям РН.
В июле 1966 года был утверждён проект новой ракеты-носителя — ELDO PAS («Европа-2»). Новая ракета-носитель со стартовой массой 112 тонн представляла собой модернизированный вариант РН «Европа-1» с твердотопливной «перигейно-апогейной системой» для запуска космических аппаратов массой до 170 кг на геостационарную орбиту (ГСО). В конструкции можно выделить следующие изменения: Великобритания заменила систему радионаведения Blue Streak на инерциальную, Италия обеспечила создание перигейного РДТТ и экспериментального спутника STV, а Франция подготовила Центр запусков в Куру.
Мизерные возможности ракеты «Европа-2» по выводу полезной нагрузки на ГСО сподвигли ELDO на кардинальный пересмотр концепции общеевропейского носителя: так появился проект ракеты-носителя «Европа-3». Один из возможных вариантов представлял собой двухступенчатую ракету-носитель высотой 36,5 м, диаметром корпуса до 3,8 м и максимальной стартовой массой не более, чем 191 тонна. Первая ступень L150 предполагалось оснастить четырьмя французскими ЖРД «Викинг-2» (топливо — НДМГ / АТ). Вторая ступень с кислородно-водородным двигателем Н-20, с тягой в вакууме 20 тс. Первый запуск РН «Европа-3» планировался на 1978 год.
На фоне лунных программ США и солидной программы орбитальных станций СССР чрезмерные расходы и неутешительные испытания ракет семейства «Европа» вызвали угрозу распада ELDO. Также стоить заметить, что организация не имела подлинных полномочий в технических решениях, а последнее слово в руководстве программой принадлежало государствам — членам ELDO. Кроме того, в апреле 1969 года, когда в ELDO решили инициировать разработку «Европы-3» (400—700 кг на ГСО), руководство Великобритании и Италии приняло решения выйти из организации. Сопутствующий кризис ELDO в 1972 году привёл к закрытию проектов по создании и доработки ракет семейства «Европа». Вскоре после этого организация ELDO была ликвидирована. Общий бюджет организации за всё время существования составил 745 млн долларов.
Создание ЕКА и РН «Ариан»
[править | править код]После ликвидации организации ELDO, Великобритания приняла решение использовать американские РН для вывода своих спутников связи, а Франция принялась разрабатывать «резервные» программы. Национальное космическое агентство Франции (CNES) предложило разработать недорогую ракету с высокими характеристиками, использующую испытанные технологии и нацеленную на коммерческий рынок телекоммуникационных космических аппаратов. Для минимизации рисков в новом проекте ракеты-носителя L-3S предлагалось базироваться только на решениях, которые могли быть реализованы французской промышленностью. В основу новой ракеты-носителя вошел опыт по созданию ракет «Диамант» В и В-Р4.
Новый проект предлагалось реализовать в семилетний период (1973—1979 гг.) при затратах в 2—3 раза меньших, чем у «Европа-3». Чтобы упрочить своё техническое и политическое лидерство, Франция предложила странам-партнёрам оплатить любые расходы свыше 120 % оцененной общей стоимости. Более чем вероятно, что именно этот аргумент убедил европейских «соратников» принять участие в новой амбициозной программе. Французы смогли также извлечь выгоду из двух непродуманных решений, принятых США, а именно: в 1973—1974 гг. США пытались блокировать коммерческую эксплуатацию франко-германских спутников связи Symphony, а также NASA запланировало прекратить запуски одноразовых носителей в 1980-х годах в пользу кораблей Спейс шаттл.
В июле 1973 года в результате слияния ELDO и ESRO была создано Европейское космическое агентство — ЕКА (англ. European Space Agency). Основной ракетой-носителем новой организации должна была стать новая ракета «Ариан» (бывшая L-3S), названная так в честь дочери мифического критского царя Миноса, которая помогла греческому герою Тесею убить чудовищного Минотавра и выбраться из его лабиринта.
Конструкция
[править | править код]Четырёхступенчатая ракета-носитель Ариан-1 стартовой массой 210 т и общей высотой 47,4 м предназначалась для запуска полезной нагрузки массой до 1850 кг на переходную к геостационарной орбиту (ГПО). На первой и второй ступенях РН были установлены жидкостные ракетные двигатели открытого цикла на долгохранимом самовоспламеняющемся ракетном топливе с турбонасосной подачей, семейства Викинг[2].
Характеристики ступеней РН Ариан-1 [4] | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Параметр | Первая ступень | Вторая ступень | Третья ступень | Четвёртая ступень | ||||||
Название | L140 | L33 | H8 | Mage-1 | ||||||
Статус | Не производится | |||||||||
Стоимость (в ценах 1985 г.) | 14,5 млн. USD | 5,8 млн. USD | ||||||||
Полная масса | 159,55 т | 36,79 т | 9,600 т | 0,369 т | ||||||
Сухая масса | 13,27 т | 3,285 т | 1,157 т | 0,034 т | ||||||
Масса топлива | 140 т | |||||||||
Длина | 18,4 м | 11,5 м | 8,35 м | 1,13 м | ||||||
Диаметр | 3,8 м | 2,6 м | 2,6 м | 0,77 м | ||||||
Максимальный диаметр | 8,3 м | 2,6 м | 2,6 м | 0,77 м | ||||||
Тяга | 2 771,94 кН | 720,965 Н | 61,674 Н | 19,397 Н | ||||||
Удельный импульс (в вакууме) | 281 с | 293,5 с | 443 с | 295 с | ||||||
Удельный импульс (на ур. моря) | 248 с | 200 с | 220 с | |||||||
Время работы | 145 с | 131 с | 132 с | 50 с | ||||||
Двигательные установки | 4 х ЖРД «Викинг-2» | 1 х ЖРД «Викинг-4» | 1 х ЖРД «HM7-A» | 1 х РДТТ «Mage-1» | ||||||
Размер двигателя | 2,87 × 0,99 м | 3,51 × 1,70 м | 1,13 × 0,77 м | |||||||
Полная масса двигателя | 826 кг |
Пусковая инфраструктура
[править | править код]История пусков
[править | править код]Всего с помощью ракеты-носителя «Ариан-1» было произведено 11 пусков, из них 2 пуска оказались неудачными. Первый пуск ракеты-носителя «Ариан-1» состоялся 24 декабря 1979 года в 17:14:38 UTC со стартовой площадки ELA-1 космодрома Куру во Французской Гвиане. При этом был успешно выведен на орбиту спутник CAT-1.
Последний пуск был произведён 22 февраля 1986 года в 01:44:35 UTC со со стартовой площадки ELA-1 космодрома Куру. Во время пуска был произведён вывод на расчётную орбиту двух спутников: французского спутника дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) SPOT-1 и шведского научного спутника для исследования плазменных процессов в магнитосфере и ионосфере Земли — Викинг.
См. также
[править | править код]- Антарес
- Афина
- Сравнение ракет-носителей среднего класса
- Минотавр
- Музей авиации и космонавтики (Париж)
Примечания
[править | править код]Литература
[править | править код]- 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 экз. — 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.
Статьи
[править | править код]- Колюбакин В. Ariane — европейская ракета // Теле-Спутник. — 2012. — № 6 (20). — С. 31—34. Архивировано 27 декабря 2016 года.
- Колюбакин В. Ariane — европейский носитель // Теле-Спутник. — 2000. — № 3 (53). — С. 32—35. Архивировано 27 декабря 2016 года.
- 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. — doi:10.1016/0094-5765(83)90040-1. — .
- Redon, David. Interview with Raymond Orye // Oral history of Europe in space. — ESA, 2002. — P. 25. Архивировано 7 декабря 2013 года.
- 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. — P. 25. — doi:10.2514/6.1999-2905. Архивировано 7 декабря 2013 года.
Ссылки
[править | править код]- Владимир Фрадкин. Ariane-1, 2, 3, 4, 5... или Перспективы европейцев в космосе (англ.). Deutsche Welle (15 марта 2011).
- Wade, Mark. Ariane (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Ariane-1 (англ.). Encyclopedia Astronautica. Архивировано 22 мая 2013 года.
- Wade, Mark. Ariane 1-1 (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Ariane 1-2 (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Mage-1 (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Viking 2 (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. Viking 4 (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Wade, Mark. HM7-A (англ.). Encyclopedia Astronautica.
- Krebs, Gunter. Ariane-1 (англ.). Gunter's space page. Архивировано из оригинала 5 сентября 2012 года.
- Krebs, Gunter. Ariane-1, -2, -3, -4 (англ.). Gunter's space page.
- Ariane 1,2,3 (англ.). ESA.
- A look at the past (англ.). ESA.
- Ariane 1 to 4. The saga of the Ariane launcher (англ.). CNES.
- Ariane heritage: Ariane 1-3 (англ.). Arianespace.
- Ariane Rockets (англ.). Astronomy Today.
- 1979: Europe launches first rocket (англ.). BBC UK.