Ariane 5

Novinky o misích, ve kterých figuruje raketa Ariane 5

Ariane 5

Příspěvekod Meybe » 17 úno 2016, 00:46

Ariane 5
Nad kosmodromem se stahují mračna. Na rampě stojí připravená, majestátní raketa Ariane 5, která zanedlouho zažehne své motory. Přichází na řadu odpočet a v posledních vteřinách stoupá napětí, ne jen v řídicím středisku, ale u všech kdo start sledují. Motory zaburácí a raketa rychle mizí v oblacích. V očích veřejnosti se z letů Ariane 5 do vesmíru stává pomalu rutina a ve víru událostí posledních let stojí tak trochu v ústraní. Přitom je právě tento evropský nosič ze všech nejspolehlivější. Doslova obdivuhodná bilance posledních let, dělá z Ariane 5 „tažného koně“, ne jen evropské kosmonautiky. Proto si myslím, že stojí za to, podívat se na tuto raketu trochu blíže a poodhalit co stojí za tímto úspěchem.
Ariane 5 je již pátým nosičem z rodiny raket Ariane. Avšak není přímo odvozená od předešlých verzí. Byla vyvinuta ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou(ESA) a francouzskou kosmickou agenturou CNES a to zejména kvůli stoupajícím požadavkům soukromých firem na nosnost nových satelitů. Zajímavostí je, že než vůbec došlo k prvnímu startu předešlé Ariane 4, na stole již byla rozpracovaná nová verze, ze které později vznikla právě Ariane 5. Požadavky na nový nosič byli především tyto:
1. Soběstačnost Evropy ve vynášení nákladu do kosmu a vybudování dominantního postavení na trhu vynášení nákladu na nízkou oběžnou dráhu (LEO).
2. Umožnit Evropě možnost po roce 1990 lety s posádkou a vývin konkurence schopné kosmické lodi.
3. Vývoj vysoce spolehlivého nosiče s vyšší nosností na LEO a GTO ( Dráha přechodná ke geostacionární).

V roce 1987 dostává celý program zelenou. Již od počátku vývoje byla Ariane 5 navržena tak, aby se mohla v budoucnu přizpůsobovat požadavkům měnícího se trhu. Vzhledem k rychlému rozvoji vynášeného nákladu a také složitosti vývoje nové kosmické lodi Hermes. Což byl projekt evropského raketoplánu. Pro jeho komplikovanost a neúměrné finanční nároky se od pilotované lodi nakonec upustilo ve prospěch bezpilotních nákladů. Dnes se dá říci, že s uvedených bodů se požadavky podařilo splnit jen částečně. Evropa investovala do vývoje nového nosiče kolem 8 miliard dolarů.
První krůčky
Říká se, že první krůčky jsou ty nejsložitější a první start rakety Ariane 5 jako by to jen potvrzoval. Nešťastný pokus ušetřit, skončil slavnou havárii v červnu roku 1996.
http://images.sudouest.fr/images/2015/11/27/explosion-de-la-fusee-ariane-5-lors-de-son-vol-inaugural-le_3402899_1200x800.jpg?v=1
Reparát o 16 měsíců později v říjnu 1997 se povedl již lépe, došlo však k předčasnému vypnutí motoru Vulkán 1 na prvním stupni a náklad se nedostal na požadovanou dráhu. Do třetice všeho dobrého se v roce 1998 již vše povedlo na výbornou. Taktéž další starty proběhli podle plánu a podařilo se vynést například rentgenovou observatoř XMM-Newton, nebo množství telekomunikačních a televizních satelitů jako AsiaSat, Astra, Eutelsat a jiné. Další neplánovaná chyba přišla po sérii sedmi úspěšných startů za sebou. Tentokrát však za částečným selháním nestál první, ale druhý stupeň, který z neznámých příčin pracoval kratší dobu, než bylo plánováno. Vynášený satelit Artemis se podařilo později ještě zachránit, ale druhý vynášený BSAT -2b již takové štěstí neměl a výrazně se zkrátila jeho plánovaná životnost.
Zatím poslední neúspěšný start si Ariane 5 připsala v prosinci 2002. Let číslo 157 probíhal normálně až do 96 sekundy, kdy se objevila první anomálie v chlazení motoru prvního stupně. Tehdy si této odchylky ještě nikdo nevšiml, když však přišla třetí minuta letu, bylo všem v řídícím středisku jasné, že není něco v pořádku. Aerodynamický kryt se oddělil ještě podle plánu, avšak raketový motor vulkán 2 vykazoval tehdy nestabilní chování a v průběhu několika dalších sekund ztrácel rychlost. Celá raketa začala nekontrolovatelně rotovat a ztrácet výšku. Zkáze již nešlo zabránit a po sedmi minutách letu byla raketa na dálku zničena. Náklad za 630 milionů euro skončil nakonec v oceánu.

Ariane 5 ECA- Let číslo 157
http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2002/11/flight_157_ariane_5_eca_on_the_launch_pad/9182326-5-eng-GB/Flight_157_Ariane_5_ECA_on_the_launch_pad.jpg

Světový šampion těžké váhy
Píše se rok 2016 a Ariane 5 si od té doby připsala 70 úspěšných startů v řadě! To je bilance, která dělá z Ariane 5 nejspolehlivější nosič současnosti. Z podceňovaného outsidera se brzy stal vyhledávaný "náklaďák", který má vyprodáno na několik roků dopředu a je dnes „výkladní skříní“ evropské kosmonautiky. Celý nosič prošel postupným vývojem, od prvních verzí označovaných jako G a G+ (Generic) po v současnosti nejpoužívanější typ ECA (Evolution Cryotechnique type A). Pojďme se tedy na něj podívat trochu podrobněji.
Ariane 5 ECA
Je nejsilnější a nejpoužívanější variantou této rakety. Skládá se z mohutné středové části na kapalné pohonné látky. Známé také pod označením H173 EPC (což je upravená verze, která nahradila starší H158 EPC, používanou ve verzích G a G+ ). Plně natankovaná váží více než 170 tun a plní funkci prvního stupně. V dolní části je zakončená motorem Vulkán 2, což je opět upravená verze staršího motoru Vulkán 1. Oproti kterému má o 20 procent větší výkon. Při startu poskytuje 8 procent z celkového tahu. Na jeho funkci se ještě zaměřím.

První stupeň: Cryo Core EPC-E
Průměr: 5.4 m
Délka: 30.5
Pohon: 1x Vulkán 2
Palivo: kapalný kyslík a vodík- označení LOX a LH2
Hmotnost celkem: asi 189 t
Obrázek
Na obrázku vyznačen oranžovou barvou.

Na tuto střední část je nasazen horní stupeň ESC-A, což je vylepšený třetí stupeň používaný již na raketě Ariane 4. O potřebný výkon se stará spolehlivý motor HM -7B taktéž na kapalné pohonné látky.

Druhý stupeň: ESC-A
Průměr: 5.4 m
Délka: 4.7 m
Pohon: HM-7B
Palivo: kapalný kyslík a vodík označení LOX a LH2
Hmotnost celkem: 14.6 t
http://www.esa.int/esapub/bulletin/bullet93/images/carr93f6a.gif
Na obrázku graficky znázorněn již nepoužívaný starší druhý stupeň. Umístění je však shodné.Vyznačen oranžovou barvou

http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2006/04/the_cryogenic_upper_stage_of_the_ariane_5_after_arriving_in_the_launcher_integration_building/10060809-2-eng-GB/The_cryogenic_upper_stage_of_the_Ariane_5_after_arriving_in_the_Launcher_Integration_Building_node_full_image_2.jpg
Horní stupeň Ariane 5 při transportu na kosmodrom.

Po stranách prvního stupně celou sestavu doplňují dva pomocné motory na tuhé pohonné látky EAP P241. Při startu se starají o více než 90 procent z celkového počátečního tahu a každý obsahuje 237.8 tun tuhého paliva a pracují přibližně 130 sekund po zažehnutí. Poté se oddělí a později dopadají do atlantského oceánu. O kontrolu za letu se starají hydraulické servomotory. Zajímavostí je, že existovala studie, která počítala se záchranou těchto postranních startovacích motorů. Německé výzkumné centrum DLR mělo připravenou zcela novou verzi rakety Ariane 5 s mnohonásobně použitelnými urychlovacími stupni po stranách na kapalné pohonné látky. Ty se po oddělení měli vracet zpět na letiště poblíž startu a přistávat jako letadlo, za pomocí stabilizační plochy a soustavy menších křídel.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0f/Ariane_5_Liquid-Fly-Back_Booster.jpg
Aerodynamický model

Podobně se taktéž počítalo s možnosti záchrany středového stupně. Celý projekt záchrany byl později zrušen. Pracovník francouzské kosmické agentury CNES Christophe Bonnal na to vzpomíná se
slovy: „ To co mne na celé té věci šokovalo, bylo, že na začátku jsme měli jen malý válec s pohonem a křidélky. A o tři roky později se jednalo o kompletní Airbusy co do velikosti, se čtyřmi motory v každém z nich“.

Pomocné motory: EAP P241A (SRB - Solid rocket boosters)
Průměr: 3.05 m
Délka: 31.6 m
Pohon: 2x P241
Palivo: chloristan amonný (NH4ClO4 ) 68 %, okysličovadlo,
prášek hliníku 18 %, palivo
polybutadien (umělí kaučuk) 14 %, pojidlo.
Hmotnost celkem: 2x268 t

Obrázek
Umístění vyznačeno oranžovou barvou
http://fr.cdn.v5.futura-sciences.com/builds/images/rte/RTEmagicC_39059_eap_ariane5ECA_BIL_esa_corvaja_txdam30018_9dd4e4.jpg
Ariane 5 je samozřejmě opatřena také místem pro užitečné zařízení. Toto místo bychom mohli právem nazvat „mozkem“ celé rakety. Jsou zde totiž uloženy palubní počítače, baterie, naváděcí systém, dva gyroskopy pro stabilitu a taktéž různá čidla pro sledování správné funkce všech systémů a telemetrie. Našli bychom ho na druhém stupni, se kterým je tento segment přímo propojen. Pracuje samostatně od startu po dosažení požadované dráhy a kontroluje všechny aspekty letu, včetně trajektorie a orientace. Všechny systémy jsou zdvojeny pro co největší bezpečnost a právě tento aspekt dělá celý nosič spolehlivější. Tento segment také umožňuje řídicímu středisku sledovat, komunikovat a zpracovávat data v průběhu letu a také řídí všechny jednotlivé sekvence, jako oddělování stupňů a SRB. Zažehnutí a ovládání jednotlivých motorů. To však není vše. V útrobách se skrývají malé nádrže na hydrazin. Které živí sadu malých trysek na korekci dráhy letu a stabilizaci celé sestavy.(Například brání neplánované rotaci).
http://www.space-propulsion.com/spacecraft-propulsion/hydrazine-thrusters/images/400n-hydrazine-thruster-cluster.jpg

400 N Hydrazine ACS
Obrázek
Nádrž na hydrazin
Více také zde:
http://www.space-propulsion.com/spacecr ... index.html
http://www.space-propulsion.com/spacecr ... index.html


Řídící jednotka: VAB (Vehicle Equipment Bay)
Průměr:5.4 m
Délka: 1.56 m
Pohon: 400 N ACS v různé konfiguraci
Palivo: Hydrazin (2 až 6 nádrží)
Hmotnost celkem: 1.3 t
Obrázek
Na obrázku oranžová barva.
Více informací lze nalézt např. zde: http://www.space-propulsion.com/spacecr ... ystem.html

Celá raketa byla již od začátku zkonstruovaná tak, aby mohla vynášet více satelitů najednou. Což umožňuje zákazníkům rozdělit si financování a tak ušetřit. To by však nebylo možné bez separačních adaptérů SYLDA/SPELTRA. Jde o speciální kónické válce, jež zakrývají spodní náklad a na horní část se umisťuje další většinou lehčí náklad. Zároveň se tedy jedná také o ochranu. Oba adaptéry jsou si velice podobné. SPELTRA je větší a má téměř shodný průměr s raketou Ariane 5. Používá se na větší náklady a je k dispozici ve více verzích. V rozpětí od 7.0 m do 4.1 m délky. SYLDA je stejné konstrukce, ale je užší a používá se na méně rozměrné satelity. O správné uchycení a separaci nákladu se starají speciální adaptéry zvané AKU, které jsou pro zákazníky k dispozici v různých velikostech.
Obrázek
SPELTRA
Obrázek
Umístění ukazuje opět oranžová barva

Poslední částí rakety je obří aerodynamický kryt, neboli také Fairing. Slouží k zakrytí a ochraně nákladu před různými vlivy. Používá se taktéž ve více verzích, aby co nejvíce vyhovoval potřebám dané mise. Což se projeví v konečné velikosti rakety.
Obrázek
http://www.americaspace.com/wp-content/uploads/2014/02/ABS-2.jpg
Ukázka uchycení

Na začátku jsem sliboval že se podíváme na funkci motoru Vulkán. Pokusím se tedy na komponentech Ariane 5 ukázat, jak tento motor funguje.
Vulkán mezi motory
Ariane 5 používala dva typy tohoto pohonu. Vulcain 1 a později vylepšený Vulcain 2.
http://img8.rajce.idnes.cz/d0803/12/12443/12443969_65434882c43e8e2042944a78ec17c704/images/motoryvulcain.jpg?ver=0
Oba jsou si velice podobné. Jako palivo používají kryogenní (hluboce zmražené) kapalné látky, které jsou uloženy v nádržích centrálního stupně. Jedná se o motory s otevřeným pracovním cyklem, a co to znamená? Především to, že jsou relativně konstrukčně snadné a účinné. Po technické stránce je část paliva a okysličovadla přivedena do plynového generátoru. V případě těchto motorů asi tři procenta z celkového množství. Následně je spálena a vzniklá energie roztáčí turbínu, která pohání turbo čerpadla. Spaliny jsou odvedeny mimo motor a právě tímto se liší od raketových pohonů s uzavřeným cyklem. O dopravu správného množství paliva se stará nízkoteplotní dopravní potrubí, které je pružné, a svou konstrukcí přispívá stabilitě celého stupně. Stejně jako tlaková potrubí, které udržují správný tlak v obou nádržích. Kapalný kyslík se tlakuje za pomoci kapalného helia, které se při kontaktu s výfukovými plyny ohřívá a poté putuje do dvou oddělených tlakových nádrží, odkud se následně rozvádí k ovládání některých ventilů a k natlakování samotné nádrže.
Obrázek
1. Tlakové potrubí pro kapalný kyslík LOX
2. Rozvod elektrických kabelů a pyrotechniky (na verzi ECA pouze jednou)
3. Dopravní potrubí pro kapalný kyslík LOX
4. Tlakové potrubí pro kapalný vodík LH2
5. Nádrž na kapalné helium
6. Tlakové nádrže na vysoce stlačené helium (Plynný stav)
7. Motor Vulcain
8. Hydraulický systém natáčení trysky.

http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_europeen/ariane/ariane5/EPC%20vulcain%20GAM.jpg
Hydraulický systém č.8

http://www.zamandayolculuk.com/pu-3/roket_ar5_corestage.jpg
Schéma prvního stupně

Motor se startuje pomocí pyrotechniky umístěné ve spalovací komoře a v plynovém generátoru. Celek doplňuje zařízení na startovací rampě pod motorem. Po odpálení dochází k zažehnutí a to vždy asi o osm vteřin dříve než se spustí pomocné startovací motory (SRB). http://www.appbv.nl/index.asp?grp_id=3&sub_id=30
Ariane 5 na výsluní
Dodnes je některým příznivcům kosmonautiky tento nosič „ trnem v oku“. Pro jeho vysokou vývojovou cenu a dodnes nutné dotování členskými státy ESA. Nutno říci, že je to však nezbytná oběť, která nese ovoce v podobě vysoké spolehlivosti. Ariane 5 sice nenaplnila plně všechna očekávání, přesto na ní může být každý Evropan právem hrdý. Ukazuje totiž ostatním velmocím, že s Evropou je nutné na cestě v dobývání vesmíru počítat a to nejen jako s finančním přispěvatelem, ale zejména jako s rovnocenným partnerem, který se nebojí jít vlastní cestou.
K nejvýznamnějším úspěchům, na kterých se raketa podílela, patří např. vynesení- kometární sondy Rosseta v roce 2004. Teleskopů Herschel, Planck v roce 2009 . Dále celkem pět zásobovacích misí k mezinárodní stanici a nepřeberné množství komerčních satelitů.
Zdroj: http://www.space-airbusds.com/media/doc ... flight.pdf
http://www.space-airbusds.com/en/news2/ ... light.html
http://www.arianespace.com/wp-content/u ... ep2015.pdf
http://www.capcomespace.net/dossiers/es ... /index.htm
http://esamultimedia.esa.int/multimedia ... letin-093/
http://www.lr.tudelft.nl/en/organisatio ... d-systems/
http://space.skyrocket.de/doc_lau/ariane-5.htm
http://www.arianespace.com/vehicle/ariane-5/
http://www.space-airbusds.com/media/doc ... flight.pdf
http://www.space-propulsion.com/spacecr ... ystem.html
http://www.esa.int/esapub/bulletin/bull ... lon102.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Ariane_5

EDIT: Upraveny některé již neexistující odkazy a obrázky. 31.1.2018
Naposledy upravil Meybe dne 31 led 2018, 13:42, celkově upraveno 2
---------------
"Nejhezčí sny jsou ty, které se uskuteční."
Uživatelský avatar
Meybe
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 1653
Registrován: 25 srp 2015, 08:46
Bydliště: Chlumec

Re: Ariane 5

Příspěvekod mol » 17 úno 2016, 08:52

Další adept na článek. :tlesk:
mol
Zájemce o vesmír
Zájemce o vesmír
 
Příspěvky: 59
Registrován: 16 pro 2014, 13:59

Re: Ariane 5

Příspěvekod Vaclavik » 17 úno 2016, 15:35

Meybe píše:Ariane 5
Tentokrát však za částečným selháním nestál první, ale druhý stupeň, který z neznámých příčin pracoval kratší dobu, než bylo plánováno. Vynášený satelit Artemis se podařilo později ještě zachránit, ale druhý vynášený BSAT -2b již takové štěstí neměl a výrazně se zkrátila jeho plánovaná životnost.


Není pravdou, že by druhý stupeň selhal z neznámé příčiny. Důvodem byl strmější nárůst tlaku při zážehu motoru (20 bar/ms místo 10 bar/ms), což vedlo k nestabilitě hoření ve spalovací komoře. Došlo ke snížení dodávek monometylhydrazinu a následném zvýšení spotřeby oxidu dusičitého (směšovací poměr vzrostl na 4). To vedlo ke snížení výkonu motoru, rychlejším vypotřebování zásob oxidu dusičitého a ukončení činnosti 90 sekund před nominálním časem. Bylo vypracováno deset doporučení, jejichž implementace stála cca 30 milionů euro.
Uživatelský avatar
Vaclavik
VIP uživatel
VIP uživatel
 
Příspěvky: 971
Registrován: 09 led 2013, 17:26

Re: Ariane 5

Příspěvekod ptpc » 17 úno 2016, 20:26

Pekný súhrn! :palec nahoru:
ptpc
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 4892
Registrován: 17 zář 2015, 20:36

Re: Ariane 5

Příspěvekod Meybe » 18 úno 2016, 14:08

Vaclavik: Ano to je samozřejmě pravda. To však tenkrát během letu nikdo nevěděl a tak to bylo myšleno i v textu. Nechtěl jsem rozebírat každý detail, to by bylo na mnohem delší práci. Každopádně díky za reakci a doplnění.
---------------
"Nejhezčí sny jsou ty, které se uskuteční."
Uživatelský avatar
Meybe
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 1653
Registrován: 25 srp 2015, 08:46
Bydliště: Chlumec

Re: Ariane 5

Příspěvekod tonda » 19 úno 2016, 14:10

Dík za krásný článek,získal jsem lepší přehled na raketu i motor!Moc pěkné! :klaní se:
tonda
Vesmírný průzkumník
Vesmírný průzkumník
 
Příspěvky: 268
Registrován: 05 zář 2012, 08:00
Bydliště: Světlá n.S.

Re: Ariane 5

Příspěvekod Haremheb » 19 úno 2016, 15:04

Připojuji se k díkům :palec nahoru:
Haremheb
Aktivní nováček
Aktivní nováček
 
Příspěvky: 13
Registrován: 12 úno 2016, 13:31

Re: Ariane 5

Příspěvekod indian22 » 19 úno 2016, 20:38

Taky se poněkud opožděně připojuji k chvále.
indian22
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 955
Registrován: 07 říj 2011, 10:25
Bydliště: Sušice

Re: Ariane 5

Příspěvekod Evžen111 » 19 úno 2016, 21:58

Meybe!!! Ty lumpe jeden! Kvůli tobě se mnou děti nemluví! Nemůžou na ty svoje ksichtknížky!!!
Já to čtu, HLEDÍM, OBDIVUJI!!!! děti se ptají, "tati, už tam můžeme?" a já říkám rezolutně NE!!! :lol:

Neskutečně parádní čtení a skvělé fotky, koukám jak pero z gauče, pořád si to pročítám a vracím se k několika detailům, seš fakt dobrej! Přijmi prosím, moji virtuální poklonu a nad to potlesk ve stoje!!! :tlesk: :tlesk:

DÍKY MOC!
E
Uživatelský avatar
Evžen111
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 1309
Registrován: 05 črc 2015, 11:14
Bydliště: Hlásnice

Re: Ariane 5

Příspěvekod Meybe » 11 bře 2016, 13:56

od Evžen111 » 19 úno 2016, 21:58

Meybe!!! Ty lumpe jeden! Kvůli tobě se mnou děti nemluví! Nemůžou na ty svoje ksichtknížky!!!
Já to čtu, HLEDÍM, OBDIVUJI!!!! děti se ptají, "tati, už tam můžeme?" a já říkám rezolutně NE!!! :lol:

Neskutečně parádní čtení a skvělé fotky, koukám jak pero z gauče, pořád si to pročítám a vracím se k několika detailům, seš fakt dobrej! Přijmi prosím, moji virtuální poklonu a nad to potlesk ve stoje!!! :tlesk: :tlesk:

DÍKY MOC!
E


:lol: Děkuji za tyto slova. :klaní se: Děti už snad zase komunikují.
A děkuji i vám všem za hezká slova. Jsou inspirací k další práci ;).
---------------
"Nejhezčí sny jsou ty, které se uskuteční."
Uživatelský avatar
Meybe
Zkušený vesmírný veterán
Zkušený vesmírný veterán
 
Příspěvky: 1653
Registrován: 25 srp 2015, 08:46
Bydliště: Chlumec

Další

Zpět na Ariane 5

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 návštěvník