Ariane 5

Автор Клэр Персиваль, 10 апреля 2023 года, 7-минутное чтение
Первоисточник:

Изображение: Arianespace

Что все это значит?

Arianespace готовится к запуску космического аппарата ЕКА Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) с европейского космодрома в Куру, Французская Гвиана, на ракете Ariane 5. После развертывания JUICE отправится в восьмилетнее путешествие в систему Юпитера, где будет изучать Юпитер и три его спутника, имеющих океан.

Этот запуск станет последней миссией ЕКА, запущенной на Ariane 5 с космодрома ЕКА в Куру, поскольку Ariane 6 должен принять на себя запуски ЕКА.

JUICE (исследователь ледяных лун Юпитера)

JUICE - автоматическая межпланетная станция, которая отправится в систему Юпитера, чтобы провести подробные наблюдения за Юпитером и тремя его большими лунами – Ганимедом, Каллисто и Европой, на которых имеются большие океаны. ЕКА охарактеризовало всеобъемлющую тему миссии как «появление обитаемых миров вокруг газовых гигантов». Земля - единственная планета в нашей Солнечной системе, на которой, как мы точно знаем, поддерживалась жизнь. Поэтому эта миссия будет направлена на то, чтобы ответить на вопрос, может ли это произойти где-либо еще в нашей Солнечной системе?

Тремя основными задачами JUICE являются:

• Изучать ледяные луны Юпитера.

• Исследовать сложную среду Юпитера.

• Посмотреть на систему Юпитера в целом как на архетип того, какими являются газовые гиганты во всей Вселенной.

Космический аппарат будет нести десять научных приборов, один экспериментальный прибор и один радиационный монитор. JUICE - это миссия, возглавляемая ЕКА, но у нее есть несколько международных партнеров. NASA, JAXA и ISA предоставили оборудование для приборов на борту JUICE.

Эта миссия побьет несколько рекордов, в том числе станет первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту вокруг Луны, отличной от нашей, а также выполнит первый лунно-земной гравитационный маневр, которую необходим для экономии топлива на пути к Юпитеру.

Ледяные луны Юпитера

Европа

Европа - шестой по величине спутник в Солнечной системе. JUICE совершит два пролета Европы, с наибольшим сближением в 400 км от поверхности Луны. Совершая свои пролеты, JUICE в первую очередь будет искать воду и биомаркеры, а также изучать геологию Луны. Европа считается одним из самых перспективных мест в нашей Солнечной системе с точки зрения наличия пригодной для жизни среды, поскольку ученые полагают, что поверхность, вероятно, океан с соленой водой, скрытый под ледяной коркой Луны, который может содержать в два раза больше воды, чем все океаны Земли.

Два вида Европы. Левое изображение приближено к естественному цвету Луны, в то время как правое изображение сочетает фиолетовое, зеленое и инфракрасное изображения, чтобы показать различия в цвете водно-ледяной корки Луны. (Предоставлено NASA / JPL-Caltech / DLR)

Ганимед

Основной целью JUICE станет Ганимед, космический аппарат совершит 12 облетов этого спутника Юпитера. Это самый большой из спутников Юпитера и Солнечной системы. JUICE приблизится к Луне на расстояние до 400 км во время пролетов, но во время обращения вокруг Луны он будет стремиться приблизиться к поверхности на расстояние до 200 км. Основными целями наблюдений JUICE будут наблюдения за магнитным полем Луны (Ганимед - единственный спутник в нашей Солнечной системе, который генерирует собственное магнитное поле), поиск скрытых океанов, поиск льда, изучение взаимодействия между Луной и Юпитером, а также изучение потенциальной обитаемости.

Это изображение Ганимеда было сделано "Вояджером-1" в 1979 году с расстояния 243 000 км (Предоставлено NASA / JPL)

Каллисто

Наконец, JUICE будет изучать Каллисто. Каллисто - второй по величине спутник Юпитера и третий по величине в нашей Солнечной системе. Поверхность Каллисто является самой старой и наиболее изрытой кратерами в нашей Солнечной системе, что означает, что его изучение может помочь нам лучше понять, какой была окружающая среда в ранней системе Юпитера. JUICE совершит 21 облет этого спутника, при этом максимальное сближение составит 200 км. Каллисто.

Это изображение Каллисто 2001 года - единственное полное цветное изображение всей Луны, сделанное космическим аппаратом Galileo. На снимке видно, насколько изрыта поверхность. Считается, что более светлые участки поверхности покрыты льдом, в то время как более темные участки сильно эродированы и содержат мало льда. (Предоставлено NASA / JPL / DLR)

Научные приборы

JUICE будет нести на борту десять приборов, девятью из которых управляют европейские операторы, а одним из которых руководит НАСА. На борту также будет проведен один эксперимент - планетарный радиоинтерферометр и доплеровский эксперимент (PRIDE), а также радиационный монитор (RADEM)

Будут установлены четыре прибора дистанционного зондирования:

• Система оптических камер (JANUS). Этот прибор будет отслеживать глобальные, региональные и локальные особенности лун и составлять карту облаков Юпитера.

• Спектрометр видимого и инфракрасного изображения (MAJIS). Этот прибор будет изучать облака и атмосферу Юпитера, а также лед и минералы на поверхности лун.

• Спектрограф для получения ультрафиолетовых изображений (UVS). НАСА предоставило этот прибор для миссии. Этот прибор будет изучать состав и динамику экзосфер Луны.

• Субмиллилитровый волновой прибор (SWI). Этот прибор будет изучать температуру, состав и динамику атмосферы Юпитера.

Также будет три геофизических прибора:

• Радиолокационный эхолот (RIME). НАСА предоставило оборудование для этого прибора для миссии. Этот прибор представляет собой радар, проникающий сквозь лед, который способен изучать внутренние структуры лун на глубине до 9 км.

• Лазерный высотомер (GALA). JAXA предоставила оборудование для этого прибора для миссии. Этот прибор будет изучать поверхности лун и приливную деформацию Ганимеда.

• Радионаучный эксперимент (SWI). ISA предоставила оборудование для этого прибора для миссии. Этот прибор будет изучать гравитационное поле Ганимеда, внутренние океаны трех лун, а также атмосферу и ионосферу Юпитера и спутников.

Также будут установлены три прибора:

• Магнитометр (J-MAG). Этот прибор будет использовать датчики для изучения магнитного поля Юпитера и того, как оно взаимодействует с Ганимедом, а также для изучения внутренних океанов лун.

• Пакет для окружающей среды частиц (PEP). NASA и JAXA предоставили оборудование прибора для миссии. Этот прибор будет изучать плазму в системе Юпитера.

• Радио- и плазменно-волновой прибор (RPWI). JAXA предоставила оборудование для этого прибора для миссии. Этот прибор будет изучать радиоизлучение и плазму Юпитера и его спутников.

Приборы на борту JUICE (Предоставлено: ЕКА. Работа выполненная ATG по контракту с ЕКА), CC BY-SA 3.0 IGO)

Путешествие к Юпитеру

JUICE потребуется около восьми лет, чтобы добраться до Юпитера. За это время АМС совершит облет Венеры и системы Земля-Луна. Если все пойдет по плану, JUICE достигнет Юпитера в июле 2031 года. За шесть месяцев до выхода на орбиту Юпитера JUICE начнет проводить исследования, для которых его послали. Как только он достигнет системы Юпитера, JUICE выйдет на орбиту вокруг Юпитера и начнет облет Европы, Ганимеда и Каллисто.

График запуска и развертывания JUICE (Предоставлено ЕКА)

Что такое Ariane 5 ECA?

Ariane 5 ECA - европейская ракета-носитель большой грузоподъемности, разработанная Arianespace для Европейского космического агентства. Ariane 5, считающаяся одной из самых надежных ракет-носителей в мире, с 1996 года стартовала 109 раз с показателем успеха 95,4%.

Ракета совершила 82 запуска подряд без сбоев, прежде чем потерпела частичный отказ в январе 2018 года. Запуск Ariane 5 осуществляется с европейского космодрома во Французской Гвиане, расположенного недалеко от экватора, что позволяет ракете воспользоваться большей скоростью вращения Земли на экваторе и повысить грузоподъемность запуска.

Версия Ariane 5 ECA способна запускать два больших спутника, один поверх другого, с помощью адаптера, известного как Système de Lancement Double Ariane (SYLDA). Адаптер закрывает нижний спутник, поскольку он поддерживает верхний спутник. Когда приходит время для развертывания спутника, верхний спутник отделяется первым, затем сбрасывается адаптер SYLDA, а нижний спутник отделяется последним.

Запуск Ariane 5 (предоставлено ЕКА / CNES / Arianespace)

Ускорители

Два твердотопливных ракетных ускорителя P241 (SRBs) прикреплены по бокам основной ступени ракеты. Они заполнены смесью перхлората аммония (AP) (68%), алюминиевого топлива (18%) и полибутадиена с гидроксильным окончанием (HTPB) (14%). Каждый ускоритель обеспечивает тягу около 7080 кН (1 590 000 фунтов по Фаренгейту), которая обеспечивается в течение 130 секунд, прежде чем ускоритель упадет в океан. Обычно их оставляют опускаться на дно океана, но, подобно космическим шаттлам SRB, их можно опустить с помощью парашютов. Когда это делается, это делается для послеполетного анализа, и ускорители не подлежат повторному использованию.

Главная ступень

Ariane 5 оснащена криогенной основной ступенью H173, называемой EPC (Étage Principal Cryotechnique — Криотехническая основная ступень), которая работает в течение 540 секунд. Она состоит из основного бака высотой 30,5 м с двумя баками, один из которых предназначен для жидкого водорода (LH2), а другой - для жидкого кислорода (LOx). В основании ступени установлен двигатель Vulcain 2, обеспечивающий вакуумную тягу в 1390 кН (310 000 фунтов по Фаренгейту).

Основная криогенная ступень (Предоставлено Arianespace)

Верхняя ступень

ECA имеет верхнюю ступень, называемую ESC-A (Étage Supérieur Cryotechnique — Криогенная верхняя ступень), которая использует двигатель HM7B, который питается жидким водородом (LH 2) и жидким кислородом (LOx). Ступень обеспечивает 67 кН (15 000 фунтов по Фаренгейту) в вакууме, имеет ISP 446 секунд и будет работать в течение 945 секунд.

Криогенная верхняя ступень (Предоставлено Arianespace)

04 апреля 2023 года
Первоисточник:

• 13 апреля Arianespace запустит космический зонд JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) для Европейского космического агентства (ESA) на борту своей первой миссии Ariane 5 в этом году.

• Полет VA260 станет первой миссией Европы к системе Юпитера. Его пассажир JUICE проведет не менее трех лет, проводя подробные наблюдения за ледяными спутниками Юпитера Европой, Ганимедом и Каллисто.

• Построенный Airbus Defence and Space, JUICE выйдет на орбиту вокруг планеты-гиганта в 2031 году после 8-летнего круиза, который включает гравитационный маневр около Земли и Венеры.

13 апреля 2023 года в 09: 15 по местному времени (12: 15 по Гринвичу) следующая миссия Ariane 5 Arianespace стартует с европейского космодрома во Французской Гвиане с космическим зондом JUICE. Продолжительность миссии выведения составит чуть меньше 28 минут.

Для выполнения этой миссии ракете-носителю Ariane 5 потребуется вывести полезную нагрузку весом более 6 метрических тонн, и она будет направлена на отлетную траекторию от Земли. После отделения на высоте 1538 км космический аппарат JUICE в конечном итоге достигнет скорости до 2,5 километров в секунду, как только выйдет из гравитационного поля Земли.

Космический аппарат, изготовленный Airbus Defence and Space для Европейского космического агентства (ESA), станет первой миссией Европы к Юпитеру. Аппарат потратит не менее трех лет на детальные наблюдения за ледяными спутниками планеты: Европой, Ганимедом и Каллисто. JUICE изучит спутники как потенциальные места обитания жизни, отвечая на два ключевых вопроса: каковы условия для формирования планеты и возникновения жизни, и как формировались спутники в Солнечной системе.

JUICE доставит самый мощный научный груз, когда-либо отправлявшийся во внешнюю часть Солнечной системы. Он состоит из 10 самых современных приборов плюс одного научного эксперимента, в котором используется телекоммуникационная система космического аппарата с наземными радиотелескопами. После 8-летнего полета к Юпитеру, который включает в себя гравитационные маневры около Земли и Венеры, космический аппарат выйдет на орбиту вокруг планеты-гиганта в 2031 году. Космический зонд проведет подробные наблюдения за гигантской газовой планетой и ее тремя крупными спутниками с океаном: Европой, Ганимедом и Каллисто. JUICE изучит эти спутники как планетарные объекты и возможные места обитания, глубоко изучит сложную окружающую среду около Юпитера и более широкую систему Юпитера как архетип газовых гигантов по всей Вселенной.

JUICE - первая миссия «большого класса» в рамках научной программы Cosmic Vision. Текущий цикл планирования космических научных миссий ЕКА включает серию из трех миссий к экзопланетам, которые позволят Европе оставаться в авангарде этой растущей области, каждая из которых затрагивает уникальный аспект науки об экзопланетах.

С момента своего создания Arianespace играет важную роль в поддержке научных усилий по изучению нашей Вселенной. Таким образом, европейский поставщик пусковых услуг уже вывел на орбиту 30 новейших космических аппаратов, которые помогли раскрыть тайны космоса, включая такие знаковые миссии, как: BepiColombo, первая европейская миссия к Меркурию, который является наименее исследованной планетой во внутренней части Солнечной системы; Herschel, который изучал формирование и эволюцию звезд и галактик; Planck, первую европейскую миссию по изучению космического микроволнового фона, реликтового излучения Большого взрыва; Gaia, глобальная космическая астрометрическая миссия, создающая самую большую и точную трехмерную карту нашей Галактики путем съемки почти двух миллиардов объектов; Smart-1, первая миссия ЕКА на Луну и первая миссия ЕКА по использованию ионного двигателя для межпланетной навигации; Rosetta, которая встретилась с кометой 67P / Чурюмов -Герасименко и изучала ядро кометы и ее окружение; и космическим телескопом Джеймса Уэбба, новейшим космическим телескопом, исследующим происхождение Вселенной.

Статистика запуска:

• 346-й запуск семейства ракет-носителей Arianespace (309-й запуск с Космического центра Гвианы).

• VA260 станет 30-й научной миссией, запущенной Arianespace.

• 116-й запуск Ariane 5 в целом.

• JUICE станет 10-м спутником, запущенным Arianespace на орбиту освобождения.

ЭРИК БЕРГЕР - 24.01.2023, 18:47
Для ЛЛ: У Европы свой путь на десять лет - два носителя от Arianespace - Vega-C и Ariane 6. Делать по классической схеме финансирования многоразовый тяжелый носитель. Мелкие частные ракеты не финансировать. К конкурсу на тяжелый носитель частников не подпускать. Денег нет.

Исполнительный директор Arianespace Стефан Исраэль:

«Невозможно скопировать и использовать американскую модель», — сказал он. «Это невозможно. Уровень космических расходов в Соединенных Штатах в пять раз выше, чем в Европе, а европейский частный капитал не успеет это сделать».

Версия ракеты-носителя Ariane 6 на пусковой установке в Куру, Французская Гвиана. Европейское космическое агентство

Развитие индустрии коммерческих запусков в Европе отстает от США примерно на 10-15 лет, но в настоящее время в Германии, Великобритании, Испании и Франции существует около дюжины стартапов, производящих небольшие ракеты, иногда называемые «микропусковыми установками».

Европейское космическое агентство и некоторые из европейских стран оказали этим компаниям небольшую поддержку, часто в виде контрактов на запуск на несколько миллионов долларов. Но до сих пор европейские космические институты воздерживались от более существенной помощи этим коммерческим компаниям, как это сделало НАСА с программами коммерческих грузов и экипажей для Международной космической станции.

Одной из причин этого является укоренившаяся монополия Arianespace на запуски в Европе. Принадлежащая различным аэрокосмическим поставщикам по всей Европе, парижская пусковая компания продает и эксплуатирует легкую ракету-носитель Vega C и ракеты большой грузоподъемности Ariane 5, которые скоро будут сняты с производства, и готовящейся к выпуску Ariane 6.

Эти ракеты считаются важными для стратегических интересов Европы, поскольку они обеспечивают европейским странам независимый доступ в космос.

В последние годы, с появлением в Европе частных пусковых компаний, поддерживаемых в первую очередь инвесторами, некоторые космические чиновники призвали Европейское космическое агентство поддержать эти коммерческие космические организации, как НАСА и правительство США сделали за последние 15 лет.

Однако на 15-й Европейской космической конференции во вторник в Брюсселе исполнительный директор Arianespace Стефан Исраэль не согласился с этим мнением.

«Невозможно скопировать и использовать американскую модель», — сказал он. «Это невозможно. Уровень космических расходов в Соединенных Штатах в пять раз выше, чем в Европе, а европейский частный капитал не успеет это сделать».

Более того, Исраэль заявил, что Европейское космическое агентство должно сопротивляться поддержке микропусковых установок до такой степени, что эти компании могут конкурировать с существующими возможностями.

«Огромной ошибкой было бы то, что такое сосредоточение внимания на микропусковых установках дестабилизирует Ariane 6 и Vega C — это было бы исторической ошибкой», — сказал он. «Микропусковые установки могут помочь стимулировать инновации. Но мы не должны вводить в заблуждение. Эти пусковые установки никогда не предоставят Европе автономный доступ в космос».

По словам Исраэля, Vega C и Ariane 6 — это подходящие ракеты для Европы сейчас и в следующем десятилетии. Но он признал, что Европа также должна разработать многоразовый большегрузный носитель. Хотя он прямо не заявил об этом, это, по-видимому, является четким признанием успеха, достигнутого SpaceX с ракетой Falcon 9 и ее разработкой полностью многоразовой ракеты Starship.

«Нам нужна многоразовая тяжелая пусковая установка», — сказал Исраэль. «Точка. Это то, что нам нужно. И я не верю, что Европа может позволить себе две, три или четыре большие или тяжелые многоразовые пусковые установки. Я более чем когда-либо уверен, что для этого [потребуется] солидарность в Европе».

Глава Arianespace не мог бы быть более ясным: он не хочет никакой конкуренции для Vega C и Ariane 6 и не считает, что какая-либо коммерческая европейская компания должна иметь шанс конкурировать за разработку многоразовой ракеты следующего поколения.

Однако то, что Исраэль не сказал, также важно. С грузоподъемностью около 2 метрических тонн на низкую околоземную орбиту и стоимостью почти 40 миллионов долларов ракета Vega не может конкурировать по цене ни с коммерческими ракетами, ни с индийской ракетой-носителем для полярных спутников. Более того, эта ракета итальянского производства потерпела неудачу в трех из восьми последних полетов. Кроме того, хотя Исраэль рекламирует Ariane 6, этой ракеты еще не существует (ракета произведена, но не было летных испытаний). Европа потратила почти 5 миллиардов долларов на разработку этой ракеты-носителя, которая может взлететь только в 2024 году и опоздает на четыре года.

Фактически, основываясь на этом недавнем отчете, Исраэль полагает, что существующая в Европе монополия на запуск должна сохранить эту монополию на десятилетия вперед. Европейские космические чиновники должны решить, согласны ли они.

ЭРИК БЕРГЕР — старший космический редактор Ars Technica, освещающий все, от астрономии до частного космоса и НАСА, а также автор книги Liftoff о подъеме SpaceX. Сертифицированный метеоролог, Эрик живет в Хьюстоне.

Перевод

Согласно имеющимся данным, спутник является самым большим космическим аппаратом, когда-либо изготовленным Thales Alenia Space (его высота 8,8 метра, а вес — 6,4 тонны). Оператором нынешней миссии выступила компания Arianespace.

Спутник Eutelsat предназначается для обеспечения интернет-соединения на скорости до 500 Гбит/с на территории Европы, в том числе в отдалённых районах, где прокладка оптоволоконных кабелей для предоставления услуг широкополосного доступа в интернет невозможна. Кроме того, он оборудован самым мощным процессором из всех, которые когда-либо выводили на орбиту. Он нужен для гибкого распределения пропускной способности.

Ожидается, что аппарат внесёт существенный вклад в преодоление цифрового неравенства в регионе. Он также будет использоваться для предоставления мобильной связи, в том числе на море и в воздухе. Ожидается, что спутник Eutelsat прослужит не менее 15 лет.

Всего же за время существования ракеты Ariane 5, которая дебютировала в 1990-е годы, она использовалась в более чем 100 космических пусках.

Источник