ESA laukaisee uusimman Arian 6-kantoraketin tänään

Euroopana avaruusjärjestö ESA:n uusi Ariane 6 -kantoraketti on valmistautumassa ensilentoonsa tänään Ranskan Guineasta. Laukaisuikkuna avautuu kello 21 Suomen aikaa ja viimeinen mahdollisuus on noin kello 1 huomenna. Lähtö voi seurata ESAn Web-tv:stä, jossa suora lähetys alkaa kello 20.30 Suomen aikaa.

Havainnekuva Ariane 6-kantoraketin lähdöstä. Kuva ESA.

Jos lähtö onnistuu, niin uusi kantoraketti tulee muovaamaan Euroopan avaruusohjelmaa tulevina vuosina. Ariane 6 on suunniteltu korvaamaan Ariane 5 -raketti, jonka viimeinen avaruustehtävä toteutettiin viime vuonna. Kaikkiaan Ariane 5 rakettia käytettiin 117 lähtöön vuosina 1996 – 2023.

Ariane 6:n kehitystyön tarkoituksena on ollut tarve vähentää laukaisukustannuksia ja parantaa kilpailukykyä kaupallisilla satelliittilaukaisumarkkinoilla. Jotta tavoite saavutettaisiin, Ariane 6 on suunniteltu aikaisempia malleja suuremmaksi ja sen lastiruumaan mahtuu jonkin verran ulottuvampia hyötykuormia.

Rakenteellisesti Ariane 6 on moduulirakenteinen, josta on käytettävissä kaksi eri konfiguraatiota Ariane 62 ja Ariane 64. Ero näiden kahden mallin välillä on kiinteää ajoainetta käyttävien apurakettien määrässä: Ariane 62 versio käyttää kahta kiinteää apurakettia ja se on tarkoitettu kevyempien hyötykuormien laukaisuun ja Ariane 64 käyttää neljää kiinteää apurakettia ja pystyy viemään avaruuteen raskaampia hyötykuormia.

Ariane 6 raketin ylin vaihe Vinci-moduuli, joka vie avaruuteen määritellylle kiertoradalle hyötyluormat. Ensilennolla on muka useita cub-satelliitteja, jote alus sirottelee useille eri kiertoradoille. Kuva ESA.

 

Ensimmäisessä vaiheessa on Vulcain 2.1 -moottori, jonka ajoaineena on nestemäistä happea (LOX) ja nestemäistä vetyä (LH2). Toisessa vaiheessa käytetään Vinci-moottoria, joka myös käyttää nestemäistä happea ja vetyä. Ariane 62: pystyy viemään avaruuteen matalalle kiertoradalle noin 10 350 kg ja noin 5 000 kg geosynkroniselle siirtoradalle (GTO). Tehokkaampi versio Ariane 64 vie avaruuteen maksimissaan 21 650 kg matalalle kiertoradalle ja geosynkroniselle radalle noin 11 500 kg.

Ariane 6 kantoraketit odotetaan olevan keskeisessä roolissa Euroopan avaruusohjelmassa seuraavien vuosikymmenten aikana, tarjoten luotettavan ja kustannustehokkaan laukaisualustan erilaisille avaruustehtäville, mukaan lukien kaupalliset satelliitit, tieteelliset instrumentit ja miehittämättömät avaruuslennot. Ariane 6 siis edustaa merkittävää edistysaskelta Euroopan avaruusteknologiassa ja on tärkeä osa ESA strategiaa säilyttää ja kasvattaa Euroopan kilpailukykyä avaruusalalla.

Ariane 6 -kantoraketin kehitystyössä kohdattiin useita haasteita, jotka johtivat projektin viivästymiseen. Yksi merkittävimmistä haasteita oli uusien Vulcain 2.1 ja Vinci -moottoreiden kehittäminen ja testaaminen. Täysin uusien moottoreiden kehittäminen oli monimutkainen ja aikaa vievä prosessi. Suorituskyvyn, luotettavuuden ja turvallisuuden varmistaminen vaati useita testikierroksia ja optimointeja.

Kiinteää ajoainetta käytävien apurakettien (P120C) kehitystyössä kohdattiin myös omia haasteitaan. Nämä apuraketit ovat kriittinen osa Ariane 6 modulaarista rakennetta, ja niiden suorituskyvyn sekä valmistusprosessien optimointi vaati aikaa.

Koko järjestelmän laajat testaukset olivat välttämättömiä ennen ensimmäistä laukaisua. Testit sisälsivät sekä maassa että simuloiduissa avaruusolosuhteissa suoritettuja kokeita, joiden tarkoituksena oli varmistaa raketin toimivuus kaikissa tilanteissa.

Kehitysprojektin budjetti ylitti alun perin suunnitellut kustannukset. Taloudelliset rajoitteet ja budjetin ylitykset aiheuttivat viivästyksiä ja uudelleenarviointeja projektin eri vaiheissa.

Kaiken lisäksi COVID-19-pandemia aiheutti merkittäviä häiriöitä globaaleihin toimitusketjuihin, työskentelyolosuhteisiin ja kehitysprosessiin. Monet avaruusalan projektit, mukaan lukien Ariane 6, kokivat viivästyksiä ja resurssipulaa pandemian vuoksi.

Näiden haasteiden yhteisvaikutus johti siihen, että Ariane 6 kehitys- ja laukaisuaikatauluja jouduttiin lykkäämään useaan otteeseen. Vaikka teknologiset innovaatiot ja uusien järjestelmien kehittäminen olivat odotettuja haasteita, yhdistettynä taloudellisiin ja ulkoisiin tekijöihin, ne muodostivat merkittävän kokonaisviiveen. ESA ja Ariane Group jatkavat kuitenkin työskentelyä varmistaakseen, että Ariane 6 on valmis tarjoamaan luotettavia ja kustannustehokkaita laukaisupalveluja tulevaisuudessa.

Ariane 6 -kantoraketin tälle päivälle suunniteltu ensilento kantaa mukanaan erilaisia hyötykuormia, jotka on tarkoitettu pääasiassa demonstraatiokäyttöön. Hyötykuorma koostuu useista Cube-satelliiteista, joita irrotetaan useassa eri vaiheessa lennon aikana. Tämän lennon tarkoituksena on osoittaa Ariane 6:n kykyä asettaa hyötykuormia erilaisille kiertoradoille, mikä korostaa sen monipuolisuutta ja potentiaalia tulevia kaupallisia ja institutionaalisia tehtäviä varten​​.

ESAlla on laajat suunnitelmat Ariane 6 -kantoraketin suhteen, ja nämä suunnitelmat kattavat sekä kaupalliset että tieteelliset laukaisut. 

Kaavakuva ensilennon hyötykuormasta. Cube-satelliitit on sijoitettu neljään eri laukaisuyksikköön ja sen lisäksi siinä on mukana myös muita tutkimuslaitteistoja. Kaikkiaan hyötykuormana on 17 erilaista laitteistoa, joista on kerrottu enemmän ESAn sivuilla. Kuva ESA.

 

ESA ja Arianespace aikovat käyttää Ariane 6 merkittävissä kaupallisissa satelliittilaukaisuissa. Tavoitteena on kilpailla SpaceX ja muiden suurten laukaisupalveluntarjoajien kanssa tarjoamalla kustannustehokkaita ja luotettavia laukaisuja. Ariane 6 modulaarinen rakenne ja uudelleenkäynnistettävä ylävaihe mahdollistavat laajan valikoiman tehtäviä, mukaan lukien satelliittikonstellaatiot kuten Amazonin Kuiper-projekti, johon Arianespace on jo myynyt 18 laukaisua​.

ESA suunnittelee käyttävänsä Ariane 6 -rakettiaan myös omiin tieteellisiin ja teknologisiin missioihinsa. Tämä sisältää maapallon havainnointisatelliitit, avaruustutkimusmissiot ja muut tieteelliset instrumentit, jotka vaativat tarkkoja kiertoratoja. Kantoraketin kyky suorittaa monimutkaisia laukaisuja erilaisiin kiertoratoihin tekee siitä ihanteellisen alustan näille tehtäville.

Ariane 6:lla tulee olemaan keskeinen työkalu Euroopan avaruusstrategian toteuttamisessa, tukien Euroopan unionin, ESA ja jäsenvaltioiden avaruusohjelmia. Tämä sisältää turvallisuuteen, navigaatioon ja viestintään liittyvät satelliitit. Laukaisujen tukeminen Euroopan strategisille ja turvallisuuteen liittyville hankkeille on yksi raketin päätavoitteista.

ESA ja Arianespace aikovat lisätä Ariane 6:n laukaisujen määrää asteittain, tähtäimenä noin kymmenen laukaisua vuodessa, kun täysi operatiivinen kapasiteetti on saavutettu. Tämä jatkuva nousu mahdollistaa Euroopan säilyttää merkittävän asemansa kansainvälisillä avaruuslaukaisumarkkinoilla ja vähentää riippuvuutta ulkopuolisista palveluntarjoajista​​.

Ariane 6:n kaksi kierrosta maapallon ympäri. Kuva ESA.

 

Jotta avaruuteen ei päätyisi lisää romua, Esa ohjaa kiertoradalla vajaan kaksi kierrosta maapallon ympäri tehneen raketin ylimmän vaiheen (Vinci) putoamaan Tyyneen meren eteläosaan. Alue on turvallinen, sillä alueella ei yleensä liiku laivoja ja suurin osa ilmakehään syöksyvästä aluksesta tuhoutuu jo korkealla ilmakehässä. Samaa putoamisaluetta on käytetty lähes aina länsimaiden rakettilaukaisujen yhteydessä tai avaruudesta ilmakehään ohjattujen alusten tuhoutumisalueena.

Vaikka Ariane 6 on suunniteltu yksivaiheiseksi raketiksi, ESA tutkii jatkuvasti uusia teknologioita ja innovaatioita, joilla voidaan parantaa raketin suorituskykyä ja kustannustehokkuutta. Tämä voi sisältää muun muassa kehitystyötä raketin uudelleenkäytettävyyden parantamiseksi ja ympäristöystävällisempien polttoaineiden tutkimista.

Nämä suunnitelmat osoittavat, että ESA panostaa merkittävästi Ariane 6:een varmistaakseen Euroopan itsenäisen ja kilpailukykyisen aseman avaruuslaukaisujen alalla pitkälle tulevaisuuteen.