موشک آریان 5، نماد قدرت آژانس فضایی اروپا، بازنشسته شد

در سال 1985 آژانس فضایی اروپا تصمیم گرفت از راکت قدرتمندی به نام آریان 5 رونمایی کند.

بیش از 30 سال است که از نسخه‌های مختلف راکت آریان در پرتاب‌های فضایی استفاده می‌شود. سری‌های آریان 1، آریان 2، آریان 3 و آریان 4 نیمی از تمام ماهواره‌های تجاری جهان را به فضا برده‌اند. در این میان، راکت «آریان 5» همیشه به اسبی تازه‌نفس و سرحال تشبیه می‌شد که دسترسی آژانس فضایی اروپا به فضا را به‌راحتی میسر می‌کرد.

منتقدان عقیده دارند راکت آریان 5، قابل‌اطمینان، در دسترس و مقرون‌به‌صرفه است و همین سبب شد تا به یک عضو محبوب در پروازهای فضایی تبدیل شود. اما حالا این راکت پرطرفدار با انجام آخرین پرواز خود، پس از 27 سال خدمت با عنوان راکت قدرتمند اروپا بازنشسته شده است. در این مقاله قصد داریم با این راکت بیشتر آشنا شویم و مروری بر مأموریت‌های آن داشته باشیم.

خانواده راکت‌های آریان

آریان درواقع خانواده پرتابگرها برای دسترسی مستقل آژانس فضایی اروپا به فضاست. این مجموعه از راکت‌ها به‌عنوان پرتاب‌کننده محموله‌های تجاری به فضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در میان بسیاری از ماهواره‌های اروپایی پرتاب‌شده توسط راکت‌های مجموعه آریان، می‌توان به «جوتو» اشاره کرد که کاوشگر دنباله‌دار «هالی» است.

از دیگر ماهواره‌هایی که به کمک راکت‌های خانواده آریان به فضا رسیده‌اند، می‌توان به ماهواره‌ «Hipparcos» برای اندازه‌گیری فاصله ستاره‌ها و «Envisat» برای رصد دقیق کره زمین اشاره کرد.

اولین پرتاب آریان 1 در دسامبر 1979 انجام شد. این راکت 50 متر طول داشت و نیروی رانشی که در لحظات اولیه آزاد می‌کرد، 2400 کیلو‌نیوتن بود. چنین نیروی عظیمی به آن اجازه می‌داد یک ماهواره 1850 کیلوگرمی را با خود به فضا ببرد. سوخت آریان1 مایع بود. در ابتدا از مخلوطی از دی‌متیل هیدرازین و تتراکسید نیتروژن استفاده می‌شد. اما پس از انفجار در یکی از پرتاب‌ها در ماه می 1980، مخلوط سوخت به حالت پایدارتری از هیدرازین تغییر یافت.

نسخه‌های بهبود‌یافته آریان در دهه 1980 توسعه یافتند. آریان 3 در آگوست 1984 به بازار عرضه شد، درحالی‌که آریان 2 کمی دیرتر، یعنی در ماه می 1986 معرفی شد. آریان 2 درحقیقت همان ساختار و طراحی آریان 3 را داشت اما فاقد تقویت‌کننده بود. قدرت آریان 3 به حدی بود که می‌توانست ماهواره 2700 کیلوگرمی را به مدار «زمین-ثابت» برساند.

پس از آن نوبت به آریان 4 رسید. این راکت برای اولین‌بار در ژوئن 1988 به فضا رفت. آریان 4 قدرتمندتر از نسخه‌های قبلی بود و با تولید نیروی رانش 5700 کیلونیوتنی می‌توانست ماهواره‌هایی با وزن 4800 کیلوگرم را به فضا برساند. آریان 4 نسخه‌های متفاوتی داشت که در هرکدام نوع سوخت تفاوت اصلی به‌حساب می‌آمد. در نسخه‌های اولیه از مخلوطی از پراکسید نیتروژن و هیدرازین استفاده می‌شد، اما در مراحل بعدی سوخت‌های برودتی مورد استفاده قرار گرفتند.

چهار نسل اول آریان طراحی اولیه یکسانی داشتند اما از طریق اصلاحاتی که در طراحی آن‌ها انجام شد، به عملکرد بهتری دست یافتند. آریان 4 در پایان کار 15 ساله خود، به بیش از 97 درصد «قابل‌اطمینان بودن» دست یافت.

از زمانی که آریان 4 در سال 2003 بازنشسته شد، تمام پرتاب‌های ESA به کمک سری جدید راکت‌های آریان انجام شد. در این مدت تلاش‌های مستمری برای کاهش هزینه‌های این سری جدید و بهبود قابلیت اطمینان و عملکرد آن صورت گرفت.

ظهور آریان 5

سرانجام در سال 1985، آژانس فضایی اروپا تصمیم گرفت از راکت قدرتمندی به نام آریان 5 رونمایی کند که طراحی کاملاً جدیدی نسبت به مدل‌های قبلی داشت و سوخت آن نیز متفاوت بود و به‌نوعی می‌توان آن را یک تحول بزرگ برای این خانواده دانست.

سوخت آریان 5 در نسخه اول از این سری مبتنی بر سوخت برودتی بود و در کنار آن دو تقویت‌کننده سوخت جامد قرار داشت.

در نسخه‌های بعدی، سوخت مونومتیل هیدرازین با پراکسید نیتروژن به‌عنوان اکسید‌کننده مورد استفاده قرار گرفت. انگیزه آژانس فضایی اروپا برای توسعه این راکت قدرتمندتر، جاه‌طلبی برای پرتاب یک فضاپیمای سرنشین‌دار به نام «هرمس» بود. اما متأسفانه در سال 1992 پروژه هرمس لغو شد و از آن زمان، آریان 5 تنها ماهواره‌های بدون سرنشین را به مدار زمین-ثابت رساند.

جالب است بدانید آریان 5 برای اولین‌بار در سال 1996 به فضا پرتاب شد، اما متأسفانه در همین تجربه اولیه به مدار نرسید و این مأموریت در نیمه راه متوقف شد. پس از آن شکست اولیه، با عرضه نسخه‌های جدید، آریان 5 به یکی از مورد اطمینان‌ترین راکت‌های دنیا تبدیل شد.

در اواخر دهه 90 میلادی، ESA تصمیم گرفت مدیریت تولید و راه‌اندازی خانواده راکت‌های آریان را به شرکت دولتی فضایی «Arianespace» واگذار کند. این شرکت سبب رشد چشمگیر و بهبود عملکرد این دسته راکت‌ها شد؛ به‌طوری که خانواده راکت‌های آریان به‌عنوان بزرگ‌ترین ارائه‌‌دهنده‌ خدمات پرتاب تجاری در جهان شناخته می‌شد.

در سال‌های اخیر نیز راکت آریان 5 تحت همکاری دو شرکت فضایی Arianespace متعلق به ESA و «CNES» متعلق به آژانس فضایی فرانسه اداره می‌شد. مجموعه راکت‌های آریان توسط Airbus Defence and Space ساخته شد و از زمان ساخت چندین مرحله ارتقا و مجهزسازی را پشت‌سر گذاشت تا نهایتاً در پیکربندی پنجم به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفت.

همان‌طور که گفتیم، راکت آریان 5 قدرتمندتر از سایر نسخه‌ها بود و از فناوری پیشرفته‌تری بهره می‌برد. این راکت قادر بود ماهواره‌هایی با وزن 10500 کیلوگرم را به مدار زمین-ثابت برساند.

آریان 5 مدل‌های مختلفی داشت که هریک در موارد مختلف موفقیت‌های متعددی کسب کرده‌ و حالا بازنشسته شده‌اند. این سه مدل عبارتند از: «– Ariane 5G +» ،«Ariane 5G» و «Ariane 5GS».

نسخه‌ سری «5G» که در بالا به انواع آن‌ها اشاره کردیم، در یک دوره به‌کارگیری کوتاه اما موفق، در سال 2004 سه مأموریت انجام داد. پس از آن «+G» از سال 2005 تا 2009 موفقیت‌های این سری از آریان را پر‌رنگ‌تر کرد.

جدیدترین نسخه‌های سری پنجم آریان نیز که «Ariane 5 EC/A» و «Ariane 5 ES» نام دارند، کار خود را از سال 2009 آغاز کردند. Ariane 5 ECA مخفف «آریان 5 تحول‌یافته- سری آ» است و می‌توانست یک تا سه ماهواره بسیار بزرگ را پرتاب کند؛ این همان ماهواره‌ای از خانواده آریان 5 بود که تا سال 2023 مورد استفاده قرار گرفت. نسخه Ariane 5 ECA می‌توانست دو ماهواره با وزن 9600 کیلوگرم را به مدار زمین-ثابت بفرستد.

از راکت آریان 5 به‌طور معمول شش یا هفت بار در سال استفاده می‌شد که در این میان یک یا دو بار آن جهت استفاده سازمان‌های فضایی خصوصی بود. آنچه خانواده آریان 5 را محبوب‌تر از سایرین ساخت، توانایی آن در پرتاب‌های به مقصد GTO و غیر از آن بود. GTO یا «Geostationary Transfer Orbit» مدار انتقال زمین است. راکت‌های آریان 5 در پرتاب ماهواره‌ها به این مدار و همچنین پرتاب‌های دیگر برای مشتریان خصوصی که تنها قصد دارند رفتن به فضا را تجربه کنند، بسیار موفقیت‌آمیز عمل کرده است.

طبقه گفته آژانس فضایی اروپا، از 117 مأموریت آریان 5 و 239 محموله تحویل داده شده به مدار زمین، این راکت با کسب 96 درصد موفقیت، به یکی از بهترین راکت‌های دنیا تبدیل شده است.

مهم‌ترین مأموریت‌ها

ازجمله مأموریت‌های آریان 5 می‌توان به پرتاب ماهواره‌های «روزتا» و «بپی کلمبو» در سال‌های 2004 و 2018 اشاره کرد.

این راکت همچنین تلسکوپ فضایی «هرشل» و «جیمز وب» را نیز در سال‌های 2009 و 2021 به نقطه «لاگرانژی 2» پرتاب کرده است.

اجزای راکت آریان 5 و محل پرتاب آن

راکت آریان 5 دارای یک بدنه اصلی است که دو تقویت‌کننده جانبی در اطراف به آن متصل شده‌. همچنین یک محفظه در قسمت بالایی این بدنه قرار دارد که توسط یک موتور پیشران مایع و محموله آتش‌زا کار می‌کند. این محموله 4.5 متر قطر و بیش از 17 متر ارتفاع دارد.

جنس بدنه این راکت کامپوزیت فیبر کربن-پلیمر است که از ماهواره‌ها و خود راکت در برابر تنش‌های صوتی، حرارتی و آیرودینامیکی در زمان بلند‌شدن برای پرتاب به فضا محافظت می‌کند.

دو بوستر سوخت جامد هریک با قطر 3 متر، 31 متر ارتفاع و 240 تن وزن باهم 1200 تن نیروی رانش تولید می‌کنند که درحقیقت 90 درصد نیروی رانش موردنیاز در هنگام بلندشدن این سیستم عظیم و نیرومند است.

در شمارش معکوس برای پرتاب راکت، ابتدا موتور «Vulcain 2» روشن می‌شود. چند ثانیه بعد، دو بوستر نام‌برده برای دستیابی به نیروی رانش موردنظر نقش خود را ایفا می‌کنند و راکت از زمین بلند می‌شود تا سفر خود را آغاز کند.

محل پرتاب راکت‌های آریان، 5 درجه در شمال خط استوا است. این مکان به پرتاب‌ها اجازه می‌دهد تا از سرعت چرخش زمین به‌طور کامل استفاده کنند؛ به این معنا که سوخت موجود در فضاپیما را می‌توان حفظ کرد و درنتیجه عمر مداری آن را افزایش داد. این یک مزیت ویژه برای ماهواره‌های تجاری پردرآمد است که می‌توانند یک سال یا بیشتر در نزدیکی استوا عمر کنند.

آخرین مأموریت

آخرین مأموریت این راکت در تاریخ 14 تیرماه آغاز شد. در این مأموریت، آریان 5 از فرودگاه فضایی «کورو» در «گویان» فرانسه به فضا رفت. حدود 2.5 دقیقه پس از پرواز، تقویت‌کننده‌های موشک 31.6 متری از بدنه اصلی جدا شدند تا دو ماهواره را به‌سمت مقصد هدایت کنند.

تقریباً 30 دقیقه پس از شروع پرواز، اولین ماهواره با نام «هاینریش-هرتز» در مدار زمین-ثابت رها شد. ماهواره دوم با نام «Syracuse 4B» نیز حدود سه دقیقه بعد در مدار قرار گرفت.

«استفان اسرایل»، مدیرعامل شرکت فرانسوی «آریانا اسپیس» که مالک این راکت است، اندکی پس از پخش اینترنتی این پرتاب و استقرار ماهواره دوم گفت: «آریان 5 کار خود را به پایان رساند. اکنون این راکت یک افسانه است.»

هاینریش-هرتز یک ماهواره ارتباطی آزمایشی است که سخت‌افزارهای جدید مرتبط با ارسال اطلاعات را آزمایش می‌کند و به‌عنوان یک سکوی آزمایشی برای آزمایش‌های علمی-فنی مورد استفاده دانشگاه‌ها قرار می‌گیرد. این ماهواره متعلق به آژانس فضایی آلمان «DLR» است. هاینریش-هرتز اولین ماهواره آلمانی است که به انجام تحقیقات درزمینه فناوری فضایی اختصاص دارد.

Syracuse 4B نیز ماهواره ارتباطی نظامی فرانسه است که توسط «Airbus Defense and Space» برای دولت این کشور ساخته شده و قرار است جایگزین ماهواره‌های «Syracuse 3A» و «Syracuse 3B» شود.

این مأموریت به یک کار عملیاتی تقریباً 30 ساله برای راکت آریان 5 پایان داد و آریان 5 با حمل بیش از 230 ماهواره به مدار بازنشسته شد. این رقم تقریباً معادل حمل هزار تن تجهیزات به فضا است.

سخنگوی آژانس فضایی اروپا (ESA) دراین‌باره گفت: «آریان 5 میراثی باورنکردنی از مهارت فنی بود که مفهوم قابل‌اطمینان بودن را برای ما معنا کرد. این راکت در طول عمر عملیاتی خود برای اروپا، دسترسی امن و مطمئن به فضا را ممکن ساخت. این راکت از سال 1996 آغاز به کار کرد و حالا پس از ثبت 117 پرواز مداری، زمان استراحت آن فرارسیده است.»

جایگزین آریان 5

توسعه جایگزین آریان 5 که «آریان 6» نام دارد، بیش از یک دهه است که ادامه دارد. یکی از مهندسان این پروژه گفته است: «آریان 6 یک سیستم پرتاب‌کننده جدید بوده که انعطاف‌پذیرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است و در مقایسه با آریان 5 پرتاب‌های بیشتری را انجام خواهد داد.» این سری از موشک در دو نسخه «A62» و «A64» طراحی خواهد شد که به‌ترتیب دارای دو و چهار تقویت‌کننده خواهند بود.

انتظار می‌رود آریان 6 اواخر سال 2023 عرضه شود و تا زمان آماده‌شدن آن برای پرتاب ماهواره‌ها به فضا، سازمان فضایی اروپا قصد دارد از ماهواره‌های ناوبری «گالیله» اتحادیه اروپا با موشک «فالکون هوی» شرکت اسپیس‌ایکس استفاده کند.

سؤالات متداول