ARIANE 4: PRVNÍ BILANCE
RNDr. Lubor LEJČEK (L+K 2/1990)
I
když se první start rakety Ariane 4 uskutečnil již v červnu 1988 (L+K 64,
1988, č. 19, s. 747), trvalo prakticky celý rok, než společnost Arianespace
připravila k prvnímu startu nejsilnější variantu tohoto typu rakety. V průběhu
let 1988-1989 se uskutečnily celkem tři starty rakety Ariane 4 ve variantě AR-44LP.
Šlo jednak o zmíněný první start V-22, po kterém následoval v prosinci
1988 let V-27 s lucemburskou družicí pro přímé TV vysílání Astra 1 a britskou
vojenskou telekomunikační družici Skynet 4B, a konečně v březnu 1989 to
byl let V-29 s japonskou telekomunikační družicí JCSat-1 a západoevropskou
operační meteorologickou družici MOP-1. Jelikož jsme se již se základními technickými
charakteristikami všech šesti variant rakety Ariane 4 v našem časopise
seznámili (viz L+K 63, 1987, č. 12, s. 464), připomeňme pouze, že varianta
AR-44LP má k prvnímu stupni připojeny dva urychlovací stupně PAL na kapalné
pohonné látky a dva urychlovací stupně PAP na tuhé pohonné látky. Její vzletová
hmotnost je přibližně 417 000 kg a na dráhu přechodovou ke geostacionární (o
nominálních parametrech dráhy 200-36 000 km se sklonem k rovníku i =
7°) vynese kolem 3700 kg. AR-44LP je mezi variantami rakety Ariane 4 druhá,
hned za nejsilnější modifikací AR-44L. Ariane 44L má k prvnímu stupni připojeny
čtyři urychlovací stupně na kapalné pohonné látky, čímž její vzletová hmotnost
vzrostla na přibližně 470 000 kg a na dráhu přechodovou ke geostacionární vynese
nominálně 4 200 kg.
Zkušenosti, získané s prvními třemi starty varianty AR-44LP, ukázaly dobrou
činnost jednotlivých systémů rakety. Osvědčil se i nový řídící systém,
využívající laserových gyroskopů, který na těchto variantách pracoval jako
záložní. Jediným problémem se ukázaly určité vibrace o frekvenci kolem 9,5 Hz,
vznikající při zážehu urychlovacích stupňů PAL jako důsledek interakce
výtokových plynů s vypouštěcím stolem. Tyto vibrace se přenášely podél
konstrukce rakety až k užitečnému zatíženi. Vzhledem k tomu, že varianta
AR-44L používá čtyř urychlovacích stupňů PAL, vznikla obava, že by tyto vibrace
mohly při jejich zážehu být silnější. Pro jistotu byly upraveny ventily na
kyslíkové a vodíkové nádrži třetího stupně rakety tak, aby napomohly rychlému
utlumení těchto vibracI. Proto byl start rakety AR-44L V-31, plánovaný původně na
počátek května 1989, posunut až na jeho konec. Pokus o start dne 26. května se však
musel ještě odložit pro zjištěnou trhlinu v tepelně izolující přepážce
mezi 3. stupněm a užitečným zatížením. Při opravě bylo nutné demontovat
užitečné zatržení i s pouzdrem obsahujícím řídícím systémy rakety.
Počátkem
června však již bylo vše v pořádku a proto bylo možné start uskutečnit.
I když šlo o první start, bylo užitečné zatížení, tvořené japonskou telekomunikační
družicí Superbird A a západoněmeckou DFS-Copernicus 1, asi o 200 kg vyšší než
nominální, přesně 4418 kg. Pro zvýšení výkonu rakety byla učiněna následující
opatření: pracovní tlak motorů Viking byl zvýšen z 5,85 na 5,875 MPa; nádrže
rakety byly natankovány až k ventilačním otvorům, takže vzletová hmotnost
dosáhla hodnoty 482 000 kg. Nádrže prvního stupně a PAL byly temperovány na
25 °C místo obvyklých 29 °C tak, aby se snížilo odpařování paliva. Teplota v nádrži
kapalného vodíku byla snižována stálým odsáváním plynného H2. Plné nádrže však
dovolovaly start pouze za bezvětrných podmínek, aby se palivo nepřelévalo při
oscilacích rakety do ventilačních otvorů. Profil letu, řízený tentokrát dvěma
řídicími bloky firmy SFENA, vybavenými laserovými gyroskopy, byl zvolen tak,
aby byl optimálně využit tah rakety, který dosáhl v okamžiku startu hodnoty
5,5 MN. Asi 568 s po startu dosáhla raketa výšky 196 km a rychlosti 6,5
km/s. Pak začala raketa klesat se současným zvyšováním rychlosti tak, že na
dráhu přechodovou ke geostacionární byla navedena ve výšce 185 km. První vzlet
rakety Ariane 44L tedy skončil úspěšně. V jistém smyslu tento start předznamenal
období, kdy bude raketa Ariane 4 páteří kosmických programů organizací ESA a
CNES. Poslední raketa Ariane 3 totiž odstartovala v polovině července 1989
a současně s ní dosloužil i vypouštěcí komplex ELA-1. Ale to již probíhaly
přípravy na další let rakety Ariane 44LP, tentokráte se západoněmeckou družicí
pro přímé TV vysílání TVSat-2, (nahrazuje porouchaný TVSat-1) as astronomickou
družici Hipparcos. I při tomto vzletu, uskutečněném v srpnu 1989, pokračovala
raketa Ariane v úspěšné sérii a obě družice dopravila na dráhu přechodovou
ke geostacionární. Družice TVSat-2 se v pořádku dostala na geostacionární
dráhu, kam ji měla následovat i družice Hipparcos. Pro zkrat v systému
zažehování apogeového motoru Mage 2 však Hipparcos zůstal na přechodové dráze.
I když se u ní podařilo zvýšit manévrovacími motory perigeum asi na 300 km,
bude na této dráze družice schopná pouze částečně plnit svá pozorováni a lokalizaci
hvězd. Přesnost lokalizace hvězd bude sice asi 10x menší než se plánovalo, ale
stále asi 15x lepší než je možné z pozemských observatoři. Hlavním
problémem je však životnost družice, daná zejména degradací fotovoltaických
článků na panelech slunečních baterií, neboť družice prolétá radiačními pásy
kolem Země.
Nehoda družice Hipparcos však neovlivnila přípravy druhého startu nejsilnější
varianty AR-44L s družici Intelsat 6 F-2 o hmotnosti 4215 kg - zatím nejtěžší
civilní komerční telekomunikační družice. Start, plánovaný na počátek října,
se však o měsíc pozdržel, neboť technická kontrola přišla na anomální
zahřívání elektromechanických relé, kterými řídící systém zažehuje a vypíná
motory horních stupňů rakety a řídí jejich oddělování. Jelikož šlo o výměnu
asi 200 relé, dala si společnost Arianespace asi měsíční rezervu. Výměnu se však
podařilo uskutečnit rychleji než se předpokládalo, a tak se start V-34 uskutečnil
ještě koncem října minulého roku.
V období od září 1987 do října 1989 se tedy uskutečnila série šestnácti
úspěšných startů raket Ariane, při kterých bylo vypuštěno 25 družic. Při
těchto startech bylo šestkrát použito raket Ariane 4. Rakety Ariane 4 se tedy
úspěšně kvalifikovaly pro další téměř desetileté období, kdy budou jedinými
raketovými nosiči v kosmických programech západoevropských zemí, sdružených
v organizaci ESA.
Pro potřeby MEK přepsal D.Lazecký s laskavým svolením
autora.
Aktualizováno : 11.01.2003
[ Obsah | Rakety
a kosmodromy | Ariane ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/nosice/esa/ariane/ar4lk.htm)
