亚利安1~4火箭是欧洲政治、经济与技术合作的最佳典范,为满足欧洲本身能不受限制地进入太空而开发,是具有成本效益且能可靠地提供太空活动的发射载具。亚利安1~4的设计是以丛集四具维京引擎为第一段火箭提供推力,在不捆绑助推火箭也能起飞。1987年欧洲部长会议同意开发不同于亚利安1~4设计的更强力型发射载具---捆绑助推火箭才能起飞的亚利安5运载火箭。亚利安5为了更高的可靠性在电子和电脑系统中保留许多备份,也使用比之前的亚利安火箭更标准的零件。亚利安5代表在发射技术上有质的跃升,起飞时两个固态助推火箭提供90%推力,低温第一段火箭在地面上点燃提供推力飞行直到与第二段火箭分离,并依任务需求选择不同第二段火箭。亚利安5的二具助推火箭长度为32公尺、直径为3.1公尺,第一段火箭长度31公尺、直径5.4公尺,不同引擎的第二段直径都是5.4公尺、长度有3.4公尺与4.7公尺两种。

亚利安5由欧洲太空机构开发用来取代亚利安太空公司的亚利安4商业卫星发射。最初这具大火箭可以一次发射两颗分别重2~3吨的卫星到静止转移轨道,后来升级成可以一次发射两颗4~5吨酬载。亚利安5是两段运载火箭加上捆绑二具大型固态助推火箭总共有四具推进单位。起飞时它的两具分段构成(三段)的固态火箭各自提供超过500吨推力来增强第一段Vulcain 液态氢氧引擎的110吨真空推力,原本亚利安5G使用有2.6公吨真空推力的自燃性推进剂 EPS 为第二段引擎,亚利安5 ECA则采用真空中推力110公吨的 Vulcain 2 来改进第一段与 ESC-A改进第二段, ESC-A是改良自亚利安4 以液态氢氧为推进剂的第三段HM7B引擎真空中推力为6.8公吨,稍微升级的固态引擎也被开发来为亚利安5 ECA提供动力。亚利安5 ECA可以把大约10公吨的酬载送入静止转移轨道(包含卫星卫星配适硬体),含长整流罩其高度接近58公尺,起飞重量为770公吨以上。未来计划开发一个有15公吨推力、可重复点火的 Vinci引擎来取代HM7B引擎。使用Vinci新引擎的火箭称为 ESC-B型,升级后的亚利安5 ECB能够发射12公吨酬载到静止转移轨道, ECB型可望在2017年或2018年投入发射市场。但在2014年欧洲太空机构已取消亚利安5 ECB,改成开发次世代火箭亚利安6于2020年进行首次发射。第四种亚利安5命名为 ESV型(也称为亚利安5“多用途型”),在2008年3月开始第一次飞行,该版本采用了 E型的第一段火箭与 ESA型的固态助推火箭。第二段称为EPS-V采用一具燃烧可储存推进剂(MMH/N2O4)的Aestus引擎,EPS-V可以携带10公吨推进剂只比一开始版本多0.3公吨,但较少推进剂容量主要是用于低地球轨道任务。不像早期的G型的EPS第二段,“ESV的EPS-V第二段可以重复点火。亚利安5 ESV则是被开发来发射欧洲20公吨重 "自动货物运载太空船(ATV)"至国际太空站。两个G系列(G+型、GS型)的临时版本亚利安5 火箭在G型过渡到E型时出现。 G+型是标准通用型搭配有10公吨推进剂的EPS上面级该型火箭在2004年首次飞行,GS型则是改良G+型的固态助推火箭。

亚利安5   G:GTO  5.9公吨

亚利安5    G+:GTO  6.5公吨

亚利安5   GS:GTO 6.9公吨

亚利安5   ECAGTO 10.05公吨

亚利安5   ESV:LEO 20.5公吨(国际太空站轨道)

 

 

亚利安5型的固体助推火箭在库鲁太空中心新ELA-3发射场旁生产,堆放在发射平台上的专用建筑物里面,然后被运到发射组装栋,在里面与第一、第二段火箭被组合起来。虽然发射场被设计成支援每年 6~8次亚利安5火箭发射,但在在2002至2004年间每年只发射3次。1996年6月亚利安501从库鲁起飞后39秒爆炸,亚利安5试验测试不详地开始,这次发射失败被归因于导引系统故障。接著亚利安502在1997年10月进入轨道,但第一段火箭滚转控制问题造成速度略有损失,测试酬载在静止转移轨道上不久就因速度不足而坠落下来。后来随著亚利安503在1998年10月成功地飞行,火箭才变成合格的运输载具。这三次试验飞行只运载假酬载或实验酬载,1999年12月亚利安504正式开始商业发射,把欧洲太空机构的3.7吨 X射线多镜面太空观测卫星送入轨道。在2009年结束之前 亚利安5 G/G+/GS型总共在25次发射中取得22次成功,其中后面15次连续成功。2002年12月失败的Vulcain-2引擎毁灭了亚利安5 ECA的首次飞行(亚利安 5第17次发射)摧毁了热鸟7通信卫星。经由对Vulcain-2多方面的再设计和测试工作,亚利安5 ECA于2005年2月终于成功发射,亚利安5第21次发射把XTAR-EUR和MaqSatB2送到GTO。到2015年9月除了首次也是唯一一次失败后 亚利安5 ECA火箭达成51次连续发射成功,确立为世界上最可靠的发射载具之一。2008年3月亚利安5 ESV进行第一次飞行,成功地把20吨 ATV-1“儒勒·凡尔纳”送到倾斜角度51.6度的低地球轨道上。除了ATV太空船,亚利安5所发射的其他著名的酬载还有彗星探查机Rosetta、普朗克太空观测卫星与Hershel红外线太空观测卫星等。截至2015年末亚利安5火箭累积发射次数超过80次,亚利安太空公司预计要使用它到2023年。亚利安5的发射费用约1.5亿美金以上,但欧洲的纳税人会补贴加上发射场位在北纬五度的法属圭亚那,卫星酬载以每秒1500公尺速度进入静止轨道可延长卫星寿命的优势,所以在商业发射市场占有一席之地。

 

ECA是最强力型的亚利安5火箭发射能力为GTO 10.05公吨,亚利安5系列皆是捆绑两具助推火箭的二段型运输载具,外型都差别不大。

亚利安5 ECA  

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