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Arianespace 在 Webb 之前的最後一次 Ariane 5 發射中打破了有效載荷質量記錄

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阿麗亞娜 5 號火箭與 SES 17 和雪城 4A 通信衛星一起從圭亞那航天中心升空。 圖片來源:ESA/CNES/Arianespace/S。 馬丁

週六晚上,一架歐洲阿麗亞娜 5 號火箭從法屬圭亞那發射升空,其中包括一顆用於 SES 的商業寬帶衛星和一艘法國軍用電信飛行器,在詹姆斯·韋伯空間發射前的最後一次阿麗亞娜 5 飛行中創造了地球靜止轉移軌道的新有效載荷質量記錄XNUMX 月的望遠鏡。

在地面系統問題迫使從周五開始延遲 24 小時後,團隊在周六下午在圭亞那航天中心的 ELA-5 發射台將低溫液態氫和液態氧泵入阿麗亞娜 3 發射器的主級和上級在南美洲。

阿麗亞娜 5 號的倒計時在周六晚上火箭首次發射前五分鐘停止。 在等待 67 分鐘讓工程師分析 Ariane 5 主級的壓力讀數後,倒計時重新開始,火箭的 Vulcain 2 主發動機在美國東部時間晚上 10 點 10 分(格林威治標準時間 0210)閃爍。

七秒後,阿麗亞娜 5 的雙固體火箭助推器被點燃,以 2.9 萬磅的推力將發射器推離發射台。

阿麗亞娜 5 號於當地時間晚上 11 點 10 分在法屬圭亞那升空,從南美洲北部海岸的太空港向東加速時穿過雲層。

火箭在執行任務將近兩分半鐘時丟棄了兩個用過的固體火箭助推器外殼。 阿麗亞娜 5 號的瑞士製造的有效載荷罩在火箭爬升到稠密的低層大氣層之後,分兩半釋放。

主級繼續啟動其 Vulcain 2 主發動機,直到飛行近 XNUMX 分鐘,然後關閉並下降並落回非洲海岸的大氣層。

由氫燃料 HM7B 發動機驅動的上級點燃了 16 分鐘,將 SES 17 和雪城 4A 衛星注入橢圓形地球靜止轉移軌道,該軌道延伸至地球上方近 22,000 英里(36,000 公里)。

Ariane 5 準時釋放了每顆衛星,首先在升空後近 17 分鐘從火箭雙有效載荷堆棧的上部位置部署 SES 30 航天器。 在卸下適配器結構後,阿麗亞娜 5 號在大約 4 分鐘後部署了雪城 XNUMXA。

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

管理 Ariane 5 發射操作的法國公司 Arianespace 宣布任務成功。 在阿麗亞娜航天公司的飛行序列中指定為 VA255,週六晚上的發射是阿麗亞娜 111 火箭自 5 年以來的第 1996 次飛行,也是阿麗亞娜火箭系列的第 255 次任務。

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,滿載燃料的衛星在發射時重 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。

“多虧了 Arianespace,SES-17 現在正在進入軌道,”SES 首席執行官 Steve Collar 說。 “我們期待 SES 客戶能夠利用 SES 的多軌道、可互操作的 Ka 波段衛星網絡的高吞吐量、全球覆蓋和低延遲,包括 SES-17 和我們即將推出的 O3b mPOWER 星座。”

SES 17 衛星還帶有一個機械泵迴路冷卻系統,這是第一個用於大型商業通信航天器的主動熱控制迴路。 以前的商業電信衛星使用被動熱控制系統或熱管來保持其內部電子設備處於適當的溫度。

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、裝甲地面車輛和包括潛艇在內的海軍艦艇之間中繼安全通信。

Syracuse 4 計劃取代 Syracuse 3 代,其中包括 2005 年和 2006 年發射的兩顆法國衛星,以及與意大利於 2015 年進入軌道的聯合航天器。 Syracuse 衛星為部署和移動的法國軍隊提供中繼服務每個地面通信之外的區域。

“所有這些活動都需要持續、可靠的通信,而只有太空電信才能提供這一點,”法國太空司令部雪城計劃官員、指揮官 Ludovic Esquivié 說。 “雪城……是一個完全由武裝部隊控制的安全通信系統,並能抵禦外部侵略。”

法國國防部在 2019 年宣布,新一代雪城衛星將配備攝像頭,以幫助識別和監控可能的攻擊者。 雪城 4 號衛星還具有抗干擾能力,與老化的雪城 3 號衛星相比,提供更高的數據中繼率和更高的靈活性。

Thales Alenia Space 首席執行官 Hervé Derrey 表示:“這些衛星面臨或必須能夠應對各種威脅,包括核威脅,以及網絡安全或網絡攻擊方面的威脅。”

雪城 4A 衛星。 信用:DGA

SES 17 和雪城 4A 將在接下來的幾個月內使用等離子推進器將它們的軌道環繞赤道超過 22,000 英里。 一旦進入地球靜止軌道,衛星將具有固定的地理覆蓋區域,因為它們隨著地球的自轉而更多地環繞地球。

週六晚上的任務創造了兩項記錄。

SES 17 和雪城 4A 衛星的總發射重量為 22,626 磅(10,263 公斤)。 這兩艘航天器包含有史以來最重的有效載荷堆,它們被發射到地球靜止轉移軌道,這是大型通信衛星的典型下落軌道。

星期六晚上的阿麗亞娜 5 號火箭在有效載荷整流罩底部裝有一個升高的圓柱體,相對於標準發射器設計,發射器的高度增加了 5 英尺(1.5 米)。 這一變化使火箭的總高度達到 184 英尺(56.3 米),成為有史以來最高的 Ariane 5。

週六晚上的飛行為下一次阿麗亞娜 5 號發射價值 10 億美元的詹姆斯韋伯太空望遠鏡的任務掃清了道路。

阿麗亞娜 5 號是世界上最可靠的運載火箭之一,在過去的 97 次飛行中只有一次部分故障。 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。 美國宇航局支付了韋伯的大部分開發費用,加拿大航天局是該天文台的第三個合作夥伴。

NASA 工程師幫助 ESA 和 Arianespace 評估了 Ariane 5 火箭發射韋伯的準備情況,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。

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。

“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。”

“阿麗亞娜 5 號在每次發射時都表現出持續改進,”歐空局太空運輸主管丹尼爾·諾伊恩施萬德在周六晚發射後的一份聲明中說。 “今天發射 VA255 的成功和去年 254 月 VA5 的成功對於推進阿麗亞娜 XNUMX 號搭載詹姆斯韋伯太空望遠鏡的 XNUMX 月發射至關重要。”

詹姆斯韋伯太空望遠鏡位於法屬圭亞那庫魯圭亞那航天中心的 S5C 有效載荷處理設施內。 圖片來源:美國宇航局/克里斯·古恩

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有效載荷整流罩或鼻錐,它在穿過大氣層飛行的前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。

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 號整流罩在上升過程中如何減壓方面“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。”

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資料來源:https://spaceflightnow.com/2021/10/24/arianespace-breaks-payload-mass-record-on-final-ariane-5-launch-before-webb/

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