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在美國宇航局的密切關注下,團隊為韋伯之前的最後一次阿麗亞娜 5 飛行做準備

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星期四在法屬圭亞那庫魯的發射台上的阿麗亞娜 5 號火箭。 圖片來源:ESA/CNES/Arianespace/JM Guillon

阿麗亞娜航天公司正在倒計時星期六晚上從法屬圭亞那發射的阿麗亞娜 5 號火箭,這是歐洲主力發射器的最後一次飛行,美國宇航局和歐洲航天局委託它發射價值 10 億美元的詹姆斯韋伯太空望遠鏡。

兩個機構的領導人將密切關注週六晚上使用商業 SES 17 衛星和法國軍方的雪城 4A 有效載荷執行任務的結果。 該任務是阿麗亞娜 111 號火箭自 5 年首次亮相以來的第 1996 次飛行。

美國宇航局的工程師幫助歐空局和阿麗亞娜 5 號的商業運營商阿麗亞娜航天公司評估火箭是否準備好發射韋伯,這是歷史上最昂貴的機器人太空任務。 週六的發射是 Webb 安裝到下一個 Ariane 5 以於 18 月 XNUMX 日昇空之前的最後一次測試。

肯尼迪航天中心的發射服務項目負責監督 NASA 太空科學任務的發射,並為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡擔任顧問。

“我認為這有助於平息一些人的感受,或者可能是對我們為什麼要在外國車輛上發射這個世界的看法,”肯尼迪的發射主管 Omar Baez 在最近接受 Spaceflight Now 採訪時說。

Ariane 5 是世界上最可靠的運載火箭之一,在過去的 96 次任務中只有一次部分失敗。 歐洲航天局正在支付韋伯的發射費用,作為其對該任務的貢獻的一部分。 NASA 支付了 Webb 的大部分開發費用,加拿大航天局是該任務的第三個合作夥伴。

貝茲說,二十年前,他第一次前往位於法屬圭亞那庫魯的阿麗亞娜 5 號發射基地,開始評估由法國航天局 CNES 管理的航天港設施。

“這很敏感,因為你要對抗 Arianespace 和 CNES,而且你是一名外國代理人,但我們合作得很好,”貝茲說。

他說,NASA 指派航天器處理、任務整合和風險管理方面的專家作為顧問,在 Webb 發射之前與 ESA 和 Arianespace 合作。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡於 12 月 XNUMX 日從南加州諾斯羅普格魯曼公司的一家工廠運來後抵達圭亞那航天中心。 圖片來源:ESA/CNES/Arianespace/P. 皮龍

“我們的風險經理一直在關注法國和 ESA 人員如何將 Arianespace 可能存在的任何問題冒出來,這與我們這裡的系統非常相似,在政府機構的洞察力和監督方面,”Baez 說。 “因此,我們看到它們具有與我們飛行其中一個寶貴的有效載荷時所表現出的相同類型的嚴謹性,因此我們認為其中的一些洞察力值得稱讚。”

Ariane 5 火箭將與 SES 17 一起起飛,Syracuse 4A 於週四在圭亞那航天中心發射到 ELA-3 發射台,為周五晚上的發射嘗試做準備。 但阿麗亞娜航天公司的官員將航班推遲了 24 小時,以對未指明的地面系統進行額外檢查。

週六發射窗口於美國東部時間晚上 9:01(法屬圭亞那時間晚上 10:01;格林威治標準時間週日 0101)開放,持續 2 小時 29 分鐘。 阿麗亞娜 5 號在其氫燃料核心級的每一側都裝有兩個捆綁式固體火箭助推器,將把兩顆歐洲製造的通信衛星發射到一個細長的地球靜止轉移軌道上。

在為確保阿麗亞娜 5 已準備好發射韋伯的分析中,歐洲和美國的工程師專注於火箭的瑞士製造的有效載荷整流罩或鼻錐,它在穿過大氣層飛行的最初幾分鐘保護有效載荷。 發射後幾分鐘,護罩會被分成兩部分,一旦進入軌道,衛星就會暴露出來,以便與火箭分離。

在 SES 5 和雪城 17A 衛星推出之前,可以看到阿麗亞娜 4 號火箭的有效載荷整流罩。 圖片來源:ESA/CNES/Arianespace/P. 博東

JWST 將折疊成摺紙式以安裝在 Ariane 5 火箭的有效載荷護罩下,然後展開太陽能電池板、天線、分段鏡陣列和一個網球場大小的隔熱遮陽板,在前往目的地的途中與 Ariane 5 分離後觀測站距地球近一百萬英里(1.5 萬公里)。

一旦就位,JWST 的望遠鏡——有史以來最大的太空飛行器——和四台科學儀器將深入遙遠的宇宙,研究大爆炸的動盪後果、星系的形成以及其他恆星周圍行星的環境。

Ariane 5 有效載荷罩由瑞士 RUAG Space 製造。

工程師對阿麗亞娜 5 的有效載荷整流罩進行了修改,以減少在分離鼻錐期間施加在衛星上的振動。

歐空局、阿麗亞娜航天公司和 RUAG 還改變了阿麗亞娜 5 號有效載荷罩上的通風口設計,以解決當整流罩在升空後拋棄時減壓事件可能損壞韋伯天文台的擔憂。 工程師擔心滯留在 Webb 折疊遮陽膜中的殘餘空氣可能會在整流罩分離時導致“過應力情況”。

貝茲說,肯尼迪航天中心的 NASA 工程師在發現阿麗亞娜 5 號在上升過程中如何減壓的問題方面“發揮了重要作用”。

貝茲說:“我們能夠與我們的法國合作夥伴合作,在以前的飛行中檢測到該環境的整流罩,並確保我們擁有準確的信息。” “而且,事實上,我們確實發現了一個問題。 我們必須制定一項計劃,以便能夠在整流罩上升時正確排氣。”

在法國戛納的 Thales Alenia Space 工廠進行集成和測試的 SES 17 衛星。 圖片來源:Marie-Ange Sanguy / Thales Alenia Space

由 Thales Alenia Space 建造的 SES 17 通信衛星將為盧森堡 SES 的美洲、加勒比海和大西洋的航空公司乘客提供互聯網連接。 根據阿麗亞娜航天公司的發射新聞資料,這顆充滿燃料的衛星重 14,133 磅(6,411 公斤)。

SES 17 是 SES 採購的最大衛星,也是泰雷茲公司建造的最大航天器。 它帶有一個新的數字有效載荷控制器,由與 ESA 的公私合作開發,能夠重新編程衛星的近 200 個點波束,調整功率和頻率分配以響應不斷變化的客戶需求。

同樣由泰雷茲阿萊尼亞航天公司建造的 8,492 磅(3,852 千克)雪城 4A 號航天器將為法國軍方提供通信服務。 該衛星將在法國軍用飛機、地面車輛和海軍艦艇(包括潛艇)之間中繼安全通信。

SES 17 堆疊在 Ariane 5 有效載荷整流罩的上方位置,將在 T++ 29 分 35 秒時首先與火箭分離。 拋棄 Sylda 有效載荷適配器後,Ariane 5 的低溫上級將在 T+ 4 分 38 秒時機動以釋放 Syracuse 41A。

週六晚上的發射將是阿麗亞娜 111 號火箭的第 5 次飛行,這是世界上最強大的操作發射器之一。 Ariane 5 還擁有所有火箭中最大的有效載荷整流罩之一,標準高度接近 56 英尺(17 米),直徑為 17.7 英尺(5.4 米)。

在周六晚上的任務中,整流罩在發射器上的位置通過增加一個隔板部分提高了 5 英尺(1.5 米),其中護罩連接到阿麗亞娜 5 的上級。 這一變化使火箭的總高度達到 184 英尺(56.3 米),使其成為有史以來最高的 Ariane 5。

SES 17 和雪城 4A 衛星的總重量為 22,626 磅(10,263 千克)。 這是有史以​​來發射到地球靜止轉移軌道的最重的有效載荷堆棧,地球同步通信衛星的典型下落軌道是前往赤道上空超過 22,000 英里(近 36,000 公里)的高度。

SES 17 和雪城 4A 衛星將使用自己的發動機到達最終運行軌道。

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資料來源:https://spaceflightnow.com/2021/10/23/under-watchful-eye-of-nasa-teams-prep-for-final-ariane-5-flight-before-launching-webb/

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