Un razzo europeo Ariane 5 lanciato nello spazio sabato notte dalla Guyana francese con un satellite commerciale a banda larga per SES e un'imbarcazione militare francese per le telecomunicazioni, stabilendo un nuovo record di massa del carico utile per l'orbita di trasferimento geostazionario sull'ultimo volo Ariane 5 prima del lancio dello spazio James Webb Telescopio a dicembre.
In ritardo di un giorno dopo che un problema al sistema di terra ha costretto un ritardo di 24 ore da venerdì, le squadre hanno pompato idrogeno liquido criogenico e ossigeno liquido nel palco principale e nello stadio superiore del lanciatore Ariane 5 sabato pomeriggio sulla rampa di lancio ELA-3 presso il Centro spaziale della Guyana in Sud America.
Il conto alla rovescia dell'Ariane 5 si è fermato cinque minuti prima della prima opportunità di lancio del razzo sabato sera. Dopo 67 minuti di attesa per consentire agli ingegneri di analizzare le letture della pressione nel palco principale dell'Ariane 5, il conto alla rovescia è ripreso e il motore principale del razzo Vulcain 2 si è acceso alle 10:10 EDT (0210 GMT).
Sette secondi dopo, i due propulsori a razzo solido dell'Ariane 5 si sono accesi per spingere il lanciatore fuori dalla piattaforma con 2.9 milioni di libbre di spinta.
L'Ariane 5 è decollato alle 11:10 ora locale nella Guyana francese, sfrecciando attraverso uno strato di nuvole mentre accelerava verso est dallo spazioporto sulla costa settentrionale del Sud America.
Il razzo ha gettato a mare i suoi due involucri di propulsori a razzo solido spesi per quasi due minuti e mezzo dall'inizio della missione. La copertura del carico utile di fabbricazione svizzera dell'Ariane 5 è stata rilasciata in due metà istanti dopo, una volta che il razzo è salito sopra gli strati più densi e inferiori dell'atmosfera.
Il palco principale ha continuato ad accendere il motore principale Vulcain 2 fino a quasi nove minuti dall'inizio del volo, prima di spegnersi e cadere per ricadere nell'atmosfera al largo della costa africana.
Uno stadio superiore alimentato da un motore HM7B alimentato a idrogeno si è acceso per un'accensione di 16 minuti per iniettare i satelliti SES 17 e Syracuse 4A in un'orbita di trasferimento geostazionaria di forma ovale che si estende per quasi 22,000 miglia (36,000 chilometri) sopra il pianeta.
L'Ariane 5 ha rilasciato ogni satellite in tempo, prima dispiegando il veicolo spaziale SES 17 dalla posizione superiore sul doppio carico utile del razzo quasi 30 minuti dopo il decollo. Dopo aver liberato una struttura di adattamento, l'Ariane 5 ha schierato il Syracuse 4A circa nove minuti dopo.
Arianespace, la società francese che gestisce le operazioni di lancio di Ariane 5, ha dichiarato il successo della missione. Designato VA255 nella sequenza di volo di Arianespace, il lancio di sabato sera è stato il 111° volo di un razzo Ariane 5 dal 1996 e la 255° missione in totale con la famiglia di razzi Ariane.
Costruito con Thales Alenia Space, il satellite per comunicazioni SES 17 fornirà connettività Internet ai passeggeri delle compagnie aeree nelle Americhe, nei Caraibi e nell'Oceano Atlantico per SES del Lussemburgo. Il satellite completamente rifornito pesava 14,133 libbre (6,411 chilogrammi) al momento del lancio, secondo il press kit di lancio di Arianespace.
SES 17 è il più grande satellite mai acquistato da SES e il più grande veicolo spaziale mai costruito da Thales. Trasporta un nuovo controller digitale del carico utile, sviluppato in una partnership pubblico-privata con l'ESA, che è in grado di riprogrammare i quasi 200 raggi spot dei satelliti, regolando l'allocazione di potenza e frequenza per rispondere alle mutevoli esigenze dei clienti.
"Grazie ad Arianespace, SES-17 è ora in viaggio per l'orbita", ha affermato Steve Collar, CEO di SES. "Non vediamo l'ora che i clienti SES siano in grado di sfruttare l'alto throughput, la portata globale e la bassa latenza della rete satellitare multi-orbita e interoperabile in banda Ka di SES che comprende SES-17 e la nostra prossima costellazione O3b mPOWER."
Il satellite SES 17 trasporta anche un sistema di raffreddamento a circuito pompato meccanicamente, il primo circuito di controllo termico attivo ad essere utilizzato su un grande veicolo spaziale per comunicazioni commerciali. I precedenti satelliti per telecomunicazioni commerciali utilizzavano sistemi di controllo termico passivo, o tubi di calore, per mantenere la loro elettronica interna a temperature adeguate.
La navicella spaziale Syracuse 8,492A da 3,852 libbre (4 chilogrammi), anch'essa costruita da Thales Alenia Space, fornirà servizi di comunicazione per l'esercito francese. Il satellite trasmetterà comunicazioni sicure tra aerei militari francesi, veicoli corazzati di terra e navi militari, compresi i sottomarini.
Il programma Syracuse 4 sostituisce la generazione Syracuse 3, che comprende due satelliti francesi lanciati nel 2005 e nel 2006 e un veicolo spaziale congiunto con l'Italia, entrato in orbita nel 2015. I satelliti Syracuse forniscono servizi di collegamento per le forze militari francesi schierate e in movimento in aree al di fuori di ciascuna delle comunicazioni terrestri.
"Tutte queste attività richiedono comunicazioni costanti e affidabili e solo le telecomunicazioni spaziali possono fornirlo", e il comandante Ludovic Esquivié, ufficiale del programma di Siracusa presso il Comando spaziale francese. “Siracusa … è un sistema di comunicazione sicuro totalmente controllato dalle forze armate e indurito contro le aggressioni esterne”.
Il ministero della Difesa francese ha annunciato nel 2019 che la nuova generazione di satelliti Siracusa avrebbe avuto telecamere per aiutare a identificare e monitorare possibili aggressori. I satelliti Siracusa 4 sono anche resistenti ai disturbi e forniscono velocità di trasmissione dati più elevate e una maggiore flessibilità rispetto ai vecchi satelliti Siracusa 3.
"Questi satelliti sono esposti o devono essere in grado di affrontare ogni tipo di minaccia, inclusa una minaccia nucleare, ma anche minacce in termini di sicurezza informatica o attacchi informatici", ha affermato Hervé Derrey, CEO di Thales Alenia Space.
SES 17 e Syracuse 4A utilizzeranno propulsori al plasma nei prossimi mesi per circolare le loro orbite a più di 22,000 miglia sopra l'equatore. Una volta in orbita geostazionaria, i satelliti avranno zone di copertura geografica fisse in quanto più attorno alla Terra con la rotazione del pianeta.
La missione di sabato sera ha stabilito due record.
Il peso di lancio combinato dei satelliti SES 17 e Syracuse 4A era di 22,626 libbre (10,263 chilogrammi). I due veicoli spaziali comprendevano lo stack di carico utile più pesante mai lanciato nell'orbita di trasferimento geostazionario, una tipica orbita di caduta per i grandi satelliti per le comunicazioni.
Il razzo Ariane 5 sabato sera ha volato con un cilindro di sollevamento alla base della carenatura del carico utile che ha aumentato l'altezza del lanciatore di 5 piedi (1.5 metri) rispetto al design del lanciatore standard. Il cambiamento ha dato al razzo un'altezza totale di 184 piedi (56.3 metri), rendendolo l'Ariane 5 più alto che abbia mai volato.
Il volo di sabato sera ha aiutato a spianare la strada alla prossima missione Ariane 5 per il lancio del telescopio spaziale James Webb da 10 miliardi di dollari.
L'Ariane 5 è uno dei veicoli di lancio più affidabili al mondo, con un solo guasto parziale negli ultimi 97 voli. L'Agenzia Spaziale Europea sta pagando il lancio di Webb come parte del suo contributo alla missione. La NASA ha pagato la maggior parte dei costi di sviluppo di Webb e l'Agenzia spaziale canadese è il terzo partner dell'osservatorio.
Gli ingegneri della NASA hanno aiutato l'ESA e Arianespace a valutare la prontezza del razzo Ariane 5 a lanciare Webb, la missione spaziale robotica più costosa della storia. Il lancio sabato è stato l'ultimo test prima che Webb venga montato sul prossimo Ariane 5 per un decollo previsto per il 18 dicembre.
Il Launch Services Program al Kennedy Space Center, che fornisce la supervisione dei lanci che portano le missioni scientifiche della NASA nello spazio, ha assunto un ruolo di consulenza per il James Webb Space Space Telescope.
"Penso che aiuti a calmare i sentimenti di alcune persone, o forse le percezioni, del perché nel mondo lo stiamo lanciando su un veicolo straniero", ha detto Omar Baez, direttore del lancio di Kennedy, in una recente intervista con Spaceflight Now.
Baez ha detto di aver fatto il suo primo viaggio alla base di lancio di Ariane 5 a Kourou, nella Guyana francese, due decenni fa per iniziare a valutare le strutture dello spazioporto, che è gestito dal CNES, l'agenzia spaziale francese.
"È permaloso perché stai affrontando Arianespace e CNES, e sei un agente straniero, ma abbiamo lavorato bene insieme", ha detto Baez.
Ha detto che la NASA ha assegnato esperti nell'elaborazione dei veicoli spaziali, nell'integrazione delle missioni e nella gestione del rischio come consulenti per lavorare con l'ESA e Arianespace prima del lancio di Webb.
"Il nostro gestore del rischio ha seguito il modo in cui i francesi e l'ESA hanno sollevato eventuali problemi che Arianespace potrebbe avere, ed è molto simile al sistema che abbiamo qui, per quanto riguarda l'intuizione e la supervisione da parte delle agenzie governative", ha affermato Baez. "Quindi ci prendiamo il merito di alcune di queste intuizioni vedendo che hanno lo stesso tipo di rigore che mostriamo quando voliamo con uno dei nostri preziosi carichi utili".
"Ariane 5 dimostra un miglioramento continuo ad ogni lancio", ha affermato Daniel Neuenschwander, direttore del trasporto spaziale dell'ESA, in una dichiarazione dopo il lancio di sabato sera. "Il successo odierno del lancio VA255 e il successo del VA254 lo scorso luglio sono stati cruciali per il lancio di Ariane 5 a dicembre con il James Webb Space Telescope."
Nelle loro analisi per assicurarsi che l'Ariane 5 sia pronto per il lancio di Webb, gli ingegneri in Europa e negli Stati Uniti si sono concentrati sulla carenatura del carico utile del razzo, o ogiva, che protegge i carichi utili durante i primi minuti di volo attraverso l'atmosfera. Il sudario si getta in due pezzi pochi minuti dopo il lancio, esponendo i satelliti per la separazione dal razzo una volta in orbita.
JWST si piegherà in stile origami per adattarsi sotto la copertura del carico utile del razzo Ariane 5, quindi dispiegherà pannelli solari, antenne, una serie di specchi segmentati e uno schermo solare termico delle dimensioni di un campo da tennis dopo essersi separato dall'Ariane 5 sulla strada per un osservando posta a quasi un milione di miglia (1.5 milioni di chilometri) dalla Terra.
Una volta in posizione, il telescopio del JWST, il più grande mai volato nello spazio, e quattro strumenti scientifici scruteranno l'universo lontano, studiando le turbolente conseguenze del Big Bang, la formazione delle galassie e l'ambiente dei pianeti attorno ad altre stelle.
La copertura del carico utile di Ariane 5 è prodotta da RUAG Space in Svizzera.
Gli ingegneri hanno introdotto modifiche alla carenatura del carico utile dell'Ariane 5 per ridurre le vibrazioni impartite ai satelliti durante la separazione del cono anteriore.
ESA, Arianespace e RUAG hanno anche cambiato il design delle prese d'aria sulla copertura del carico utile di Ariane 5 per affrontare la preoccupazione che un evento di depressurizzazione potrebbe danneggiare l'osservatorio Webb quando la carenatura si scarica dopo il decollo. Gli ingegneri erano preoccupati che l'aria residua intrappolata nelle membrane ripiegate del parasole di Webb potesse causare una "condizione di sovraccarico" al momento della separazione della carenatura.
Baez ha affermato che gli ingegneri della NASA con sede al Kennedy Space Center sono stati "molto determinanti" nello scoprire un problema con il modo in cui la carenatura di Ariane 5 si depressurizza durante la salita.
"Siamo stati in grado, in collaborazione con i nostri partner francesi, di strumentare la carenatura sui voli precedenti che hanno catturato quell'ambiente e di assicurarci di avere informazioni accurate", ha affermato Baez. “E, in effetti, abbiamo trovato un problema. Abbiamo dovuto lavorare su uno schema per poter sfogare correttamente quella carenatura durante la sua salita”.
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