Ariane 6: lennon lopussa pieni epäonnistuminen

Onnistuneeksi määritellyn Ariane 6 -raketin ensilennon lopussa koettiin pieni epäonnistuminen. Vinci-moduulin kolmas ja samalla viimein käynnistäminen epäonnistui, koska laitealustan tietokoneet sulkivat työntövoimajärjestelmän apuvoimalaiteen.

Apuvoimalaitteen tehtävän oli kaasusuihkun avulla saada aikaan pieni kiihtyvyys, jotta ajoaineet painautuisivat säiliöittensä pohjalle. Nyt tätä kiihtyvyyttä ei saatu aikaa ja Vinci-moduulin rakettimoottoreita ei saatu käyntiin. Moottorin käynnistämisellä oli tarkoitus tuoda moduuli hallitusti ilmakehään ja tuhoutumaan Tyynen meren eteläosassa.

Viasta johtuen myös kaksi viimeistä koetta: erilliset paluukapselit jäivät irrottamatta. Näiden oli määrä tehdä samanaikainen paluu maapallon ilmakehään. Tämä erityisen kokeen tarkoituksena oli osoittaa, että avaruuslento voidaan tehdä jättämättä ylimääräistä romua avaruuteen.

Havainnekuva Nyx Bikini -paluukapselista. Kuva ESA.

Toinen näistä suorittamatta jääneistä kokeista oli Exploration Company:n Nyx Bikini -laitteisto. Se on halkaisijaltaan noin 60 cm, katkaistun kartion muotoinen ja sen pohjaosassa on lämpösuojat. Kapselin yläosassa on vielä kolme läppää, jotka avautuessaan pakottavat kapselin oikeaan asentoon paluun ajaksi. Läpät olivat helpompi rakentaa kuin samaan tarkoitukseen tehdyt pienet ohjausmoottorit.

Yritys on rakentanut kapselin erittäin nopeasti, vain yhdeksässä kuukaudessa ja alle 2 miljoonan euron budjetilla. Tehtävään liittyi riskejä, sillä laitteiston elektroniikka on lähinnä droneihin tarkoitettua ja radioyhteyskin toteutettiin tavanomaisella satelliittipuhelimella. Riski otettiin lähinnä sen vuoksi, että kapseli joutui olemaan avaruudessa vain kolmisen tuntia. Nyx Bikinin tehtävänä oli tehdä mittauksia ilmakehään saapumisen aikana. Lämpösuoja oli tarkoitus suojata kapselia mahdollisimman pitkään noin 2 100 °C lämpötilalta.

SpaceCase SC-X01 paluukapseli valmistuttuaan ArianeGroupin valmistushallissa. Kuva ESA.

ArianeGroup:n oma paluukapseli oli nimeltään SpaceCase SC-X01. Rakenteellisesti se on kartio ja valmistettu hiilihartsista (NAXECO). Kapselin halkaisija on 71,5 cm ja korkeus 30,6 cm. Hiilihartsikartio on koko kapselin tukirakenne, jonka sisäpuolella on mittauselektroniikka. Mitatut tiedot (lämpötila ja ratatiedot) se radioi paluun aikana. Hiilihartsin kartio on itsessään kapselin lämpösuoja ja sen toiminta perustuu ablatiiviseen lämmön poistamiseen. Hartsi kuumenee ja haihtuessaan sitoo riittävästi lämpöä, jotta elektroniikka laitteen sisällä ei koe enempää kuin korkeintaan 60 °C lämpötilan. Laitteiston olisi pitänyt suoriutua tästä ensitehtävästä helposti, sillä se on suunniteltu paljon suuremmille nopeuksille, esimerkiksi Marsista palaavan lennon suojaksi. Nyt reilun 2 000 °C lämpötila on vaatimaton paljon suuremmalla nopeudella (12 km/s) tapahtuvien useiden tuhansien asteiden lämpötilaan verrattuna.

Paluukapselit olivat sijoitettu hyötykuorma-alustalle, josta niiden irrottaminen ennen paluuta olisi taphtunut. Kuva ESA.

Kumpaakaan näistä paluukapseleista ei ole tarkoitus kerätä talteen, mitatut tiedot olisivat lennon onnistuessa jo tutkijoiden käytössä. ArianGroupin kapseliin on kaiken varalta lisätty teksti Do Not Open - Property of ArianeGroup siltä varalta, että kapseli ajelehtisi asutulle soudulle ja paikalliset ihmiset löytäisivät sen.

Ariane 6:n lähtö onnistui

Euroopan uusi raskas kantoraketti Ariane 6 aloitti ensilentonsa Euroopan avaruuskeskuksesta Ranskan Guayanasta 9. heinäkuuta klo 16.00 paikallista aikaa (22.00 EEST, Suomen kesäaikaa).

Ariane 6 on Euroopan Ariane-rakettisarjan uusin jäsen, joka korvaa Ariane 5:n. Sen modulaarinen ja monipuolinen rakenne mahdollistaa laukaisut matalalta Maan kiertoradalta ja kauemmas syvälle avaruuteen.

Ariane 6 heti lähdön tapahduttua nousemassa ensilennolleen. Kuva ESA.

"Täysin uutta rakettia ei laukaista usein, eikä onnistuminen ole läheskään taattu. Minulla on etuoikeus olla todistamassa tätä historiallista hetkeä, kun Euroopan Ariane-perheen uusi sukupolvi lähti lentoon - onnistuneesti - ja palautti Euroopan pääsyn avaruuteen", ESA:n pääjohtaja Josef Aschbacher sanoi.

"Ensimmäinen laukaisu on valtava urakka, jonka eteen tuhannet ihmiset ovat tehneet väsymättömästi töitä vuosien ajan. Se, että laukaisu onnistui hienosti ensimmäisellä yrityksellä, on osoitus heidän omistautumisestaan ja osoitus eurooppalaisesta huippuosaamisesta tekniikan ja teknologian alalla. Sydämelliset kiitokset ESA:n, CNES:n, ArianeGroupin ja Arianespacen tiimeille kovasta työstä, jota he ovat tehneet tähän pisteeseen pääsemiseksi. Haluan myös kiittää vilpittömästi jäsenvaltioitamme siitä, että ne ovat mahdollistaneet ja tukeneet Ariane 6 -ohjelmaa koko matkan ajan. Aina ei ole ollut helppoa, mutta osoittama kestävyys on maksanut tänään komeasti hedelmää", Aschbacher jatkoi.

Tämä VA262-niminen ensilento on esittelylento, jonka tarkoituksena on osoittaa Ariane 6:n suorituskyky ja toiminta avaruudessa. Koneessa oli mukana useita hyötykuormia.

Kello 21:06 EEST, eli tunti nousun jälkeen, Ariane 6:n ensimmäiset satelliitit irrotettiin ylemmästä vaiheesta ja asetettiin 600 kilometrin korkeudelle Maata kiertävälle radalle. Tällä ensilennolla oli mukana satelliitteja ja kokeita eri avaruusjärjestöiltä, yrityksiltä, tutkimuslaitoksilta, yliopistoilta ja nuorilta ammattilaisilta.

Raketin lisäksi laukaisussa demonstroitiin Euroopan avaruuskeskuksen laukaisualustan toimintaa ja toimintaa maassa. Ranskan avaruusjärjestö CNES rakensi uuden, erikoisvalmisteisen laukaisualueen, joka mahdollistaa Ariane-laukaisujen nopeamman vaihtuvuuden.

Ensilennon vaiheet. Klikkaa kuvaa suuremaksi nähdäksesi tekstiosuuden paremmin. Kuva ESA.

CNES:n toimitusjohtaja Philippe Baptiste totesi julkistamistilaisuudessa seuraavaa: "Ariane 6:n ensimmäisen onnistuneen laukaisun myötä Eurooppa on vihdoin saanut takaisin kykynsä päästä avaruuteen. Sen suuren tunteen lisäksi, jota nyt tunnen, ajattelen ensiksi kaikkia Kouroun, Pariisin, Vernonin, Les Mureaux'n, Toulousen, Bremenin, Lampoldshausenin, Liègen, Barcelonan, Colleferron, Zürichin ja kaikkialla muualla Euroopassa toimivia tiimejä, jotka tekivät tämän onnistumisen mahdolliseksi. Haluan antaa tunnustusta CNES:n, ESAn, ArianeGroupin, Arianespacen ja alihankkijoidemme työntekijöiden sitoutumisesta. Viime kuukaudet ovat olleet intensiivisiä, ja haluan kiittää heitä kaikkia. Eurooppa voi olla ylpeä avaruusohjelmastaan, Eurooppa voi olla ylpeä osaamisestaan ja asiantuntemuksestaan. Valmistellaan yhdessä kantorakettien ja avaruuden tulevaisuutta."

Ariane 6:n rakensi pääurakoitsija ja suunnitteluviranomainen ArianeGroup. "Ariane 6:n onnistuneen ensilennon myötä Euroopan avaruusteollisuus on siirtynyt uuteen aikakauteen", sanoi ArianeGroupin toimitusjohtaja Martin Sion. "Tämä historiallinen laukaisu on osoitus tiimiemme ja kumppaneidemme vankkumattomasta sitoutumisesta, ja haluan kiittää heitä lämpimästi tästä menestyksestä, joka heijastuu koko eurooppalaiseen teollisuuteen". ”Euroopan uuden kantoraketin nousu avaruuteen on huipentuma erinomaiselle tekniselle ja teknologiselle seikkailulle ja Ariane 6:n pitkän toimintahistorian alku. Seuraavat lentomallit ovat jo tuotannossa, ja toisen mallin vaiheet lähetetään tänä syksynä Guayanan avaruuskeskukseen Ariane 6:n ensimmäistä kaupallista lentoa varten."

Seuraava Ariane 6 -raketti on tarkoitus laukaista tänä vuonna ensimmäisellä kaupallisella lennollaan, jonka operaattorina ja laukaisupalvelujen tarjoajana toimii Arianespace. "Tämän ensimmäisen lennon onnistuminen merkitsee Ariane 6:n operatiivisen uran alkua, sillä se tarjoaa Euroopalle itsenäisen pääsyn avaruuteen", lisäsi Arianespacen toimitusjohtaja Stéphane Israël.

"Uuden kantoraketin tilauskanta on osoitus Ariane 6:n monipuolisuudesta ja sen kyvystä suorittaa monenlaisia tehtäviä useille eri kiertoradoille. Se kuvastaa asiakkaiden luottamusta Ariane 6:een sekä institutionaalisten että kaupallisten operaatioiden toteuttamisessa. Olemme innokkaita aloittamaan uuden kantorakettimme käytön", hän jatkoi.

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.