アリアン5

アリアン5 (Ariane 5) は、静止トランスファ軌道低軌道などに人工衛星を打ち上げるために開発された、ヨーロッパ使い捨て型ロケットである。欧州宇宙機関 (ESA) とEADSの一部門であるEADSアストリウム・スペース・トランスポテーションによって製造され、アリアン計画の一端を担うアリアンスペース社によって営業、販売されている。製造はヨーロッパで行い、ギアナ宇宙センターから打ち上げられる。

アリアン5
アリアン5
基本データ
運用国 ESA
開発者 アリアンスペース
運用機関 ESA
使用期間 1996年6月4日 - 現役
射場 ギアナ宇宙センターELA-3
打ち上げ数 101回(成功96回)
原型 アリアン4
発展型 アリアン6
公式ページ Ariane5 Generic (ESA)
物理的特徴
段数 2段
ブースター 2基
総質量 777,000 kg
全長 59 m
直径 5.4 m
軌道投入能力
低軌道 G: 16,000 kg
ES: 21,000 kg
ペイロード: G: 6,200 kg
静止移行軌道 G+: 6,950 kg
GS: 6,100 kg
ECA: 10,500 kg
脚注
ロゼッタ探査機ATVの打ち上げに使用

アリアン5はアリアン4の成功を受けて開発されたロケットであるが、アリアン1 - 4が各部の段階的な改良を積み重ねて開発されていったのとは異なり、アリアン5はほぼすべての要素が新規開発である。開発には10年の歳月と70億ユーロの費用が投じられた。ESAは当初、再利用型の有人宇宙往還機エルメスを打ち上げるための大きなペイロードを持つロケットとしてアリアン5を計画したが、後にエルメスは計画がキャンセルされた。そのためにアリアン5は無人の人工衛星の打ち上げ、特にその大きなペイロードを生かした商用静止衛星の2機同時打ち上げ(デュアルローンチ)に特化している。

構成部分

アリアン5 ECAの断面図

液体水素燃料主エンジン

アリアン5の1段目であるH158(アリアン5 ECAの場合はH173である)はEPC(Étage Principal Cryotechnique - 低温メイン・ステージ)と呼ばれ、 直径は5.4m、高さは30.5mある。EPCは大小2つのタンクからなり、上方の小さなタンクには130トンの液体酸素、下方の大きなタンクには25トンの液体水素が満たされ、その底部に115tf (1.130MN) の推力を持つヴァルカンエンジンが据え付けられている。EPCの質量は、空の状態で約15トンである。

固体燃料補助ロケット

EPCの両脇には、一対のEAP(固体ロケットブースタ、Étages d’Accélération à Poudre)P238が取り付けられている。(アリアン5 ECAの場合はP241である)P238のそれぞれの重量は約227tで、それぞれ約630tf (6.2MN) の推力を生み出す。このブースタは、使用後は通常海底に沈むが、時折、スペースシャトルのブースタと同様にパラシュートで回収される。ただし、検査のための回収であって再利用されることはない。最近の回収はアリアン5 ECAの打ち上げ時だった。2本のブースターの1つが成功裏に回収され、ギアナ宇宙センターへ分析の為に持ち帰られた[1]。同様の回収作業は2003年に行われた。フランスのM51 SLBMはこれらの補助ロケットの技術の大部分を共有している。

2000年3月、アリアン5補助ロケットのノーズコーンが南テキサスの沿岸に漂着して沿岸監視員によって回収された[2]

第2段

第1段の上部には第2段がある。アリアン5 ECAが液体水素と液体酸素の極低温燃料を推進剤とする比推力に優れたHM7Bエンジンを用いるESCステージ(Étage Supérieur Cryotechnique - 低温上段ステージ)を持つのに対して、一方、アリアン5 Gはモノメチルヒドラジン (MMH) と四酸化二窒素を推進剤とするエスタスエンジンを用いるEPSステージ(Étage à Propergols Stockables - 貯蔵可能な推進剤ステージ)を持つ。

EPS上段はこれまで2回実証された再着火能力を有する。最初の実証は2007年10月5日のフライトV26であった。この時は純粋にエンジンの試験としてペイロードを放出した後に実施された。最初に再着火能力を使用した運用は2008年3月9日で最初の欧州補給機を円形待機軌道へ放出する時に2回燃焼した。

フェアリング

第2段の上にはペイロード(人工衛星やISSへの貨物など)があり、打ち上げ時にはペイロードを覆う流線型フェアリングで覆われている。このフェアリングは空気抵抗が無い十分な高度(通常は約150km)に達すると分離されるようになっている。また、中に衛星を格納するスペクトラやシルダといったモジュールを用い、その上にさらに衛星とフェアリングを重ねることで、複数衛星の同時打ち上げに対応する。アリアン5 G+やアリアン5 GSとESは増強型のEPS上段ロケットを使用する。

バリエーション

最初に登場したアリアン5Gの打ち上げ重量は737トンで、5970kgの荷物を静止トランスファ軌道まで運ぶことができたが、後に最大積載量は6200kgまで増えた。

さらに改良が施されたアリアン5G+は、静止トランスファ軌道へのペイロードが6950kgまで増え、2004年中に3回打ち上げられた。

さらに2005年に登場したアリアン5GSはアリアン5ECAと同じ固体ブースターを備え、ヴァルカン1Bエンジンにも改良が加えられ、静止トランスファ軌道まで6100kgを運ぶことができた。

アリアンECAは、2つのペイロード合わせて10000kgまで、もしくは単一のペイロードを10500kgまで、静止トランスファ軌道へ運ぶことができた。このバリエーションでは、第1段でヴァルカン2エンジンを、第2段ではHM7Bエンジンを使用した。この第2段は空虚質量が2100kgで、14000kgの推進剤を搭載できる。HM7Bは以前アリアン4の第3段のエンジンとして使用されていた。改良されたヴァルカン2エンジンはヴァルカンに比べてより長くなり、ノズルやフローサイクルが高効率になり、混合比が向上した。この混合比は、第一段階のタンクの長さを調整したことにより実現した。また、新しい溶接法により固体ブースターが軽くなった。ESC-Aの極低温ステージは静止衛星の打ち上げには大きな威力を発揮するものの、低軌道向けにはさほど性能向上が見込めないため、ATV打ち上げには利用されない。

アリアン5ES-ATVは、ATV向けにアリアン5ECAを改良したもので、ATVの打ち上げに使われる。第2段のEPSにはアリアン5Gのものを利用している。21000kgの荷物を低軌道に運ぶ能力を持つ。

今後の進歩 アリアン5ME

新しい極低温上段を備えるアリアン5 ECBは、静止トランスファ軌道 (GTO) へのペイロード投入能力12,000kgを計画していたが、予算削減のために計画は棚上げされた。2005年にベルリンで開かれたESA会議では市場のニーズがないとして開発が保留されたものの、2段目として使用されるヴィンチ (Vinci) エンジンの開発はゆっくりしたペースではあるが継続されることになった。その後、2011年時点でECBからアリアン5ME("Midlife Evolution"の略)に名称が変更され、2016年頃の打ち上げを目指すとされていた。

アリアン5MEは2段にヴィンチエンジンを使用してロングフェアリングを新たに導入し、GTOへのペイロード投入能力11,500kgとなる計画で、2018年から2019年にかけての初打ち上げが計画されている[3]が、2014年9月時点ではこの開発をキャンセルしてアリアン6の開発に一気に移行すべきだとの意見が強くなっている。アリアン5MEの開発はドイツが支持しているが、フランスはアリアン6の開発を支持している。両方を開発する予算はないため、2014年12月のESAの閣僚会議で、いずれかの開発を進めることが決断される予定[4]

比較表

形式 アリアン5G アリアン5G+ アリアン5GS アリアン5ES ATV アリアン5ECA アリアン5ME
質量 (t) 740-750 740-750 740-750 780 760-780 約800
全長 (m) 52 52 52 53 56 53
発射場 ELA-3 ELA-3 ELA-3 ELA-3 ELA-3 ELA-3
ペイロード (t) (LEO400 km) 18 ? ? 21 21 ?
ペイロード (t) (GTO) 6.9 7.1 6.6 8 9.6-10.5 11.5
ペイロード (t) (2機 GTO) 6.1 6.3 5.8 7 9.1 ?
離床推力 (kN) 〜12,000 〜12,000 〜12,500 〜13,000 〜13,000 〜13,000
最大推力 (kN) 〜14,400 〜14,400 〜15,300 〜15,500 〜15,500 〜15,500
初飛行 1996年6月4日 2004年3月2日 2005年8月11日 2008年3月9日 2002年12月11日 計画 2018年 開発を検討中
ラストフライト 2003年9月27日 2004年12月18日 2009年12月18日[5][6] 使用中 使用中 --
主な積荷 エンビサット
XMM-Newton
商用通信衛星
ロゼッタ
商用通信衛星
メテオサット
商用通信衛星
ATV
ガリレオ
ハーシェル宇宙望遠鏡
プランク
商用通信衛星
--
補助ロケット
段名 EAP P238 EAP P241
エンジン P238 P241
全長 (m) 31 31
直径 (m) 3 3
質量 (t) 270 (空 33) 273 (空 33)
推力 (最大) (kN) 4400 (6650) 5060 (7080)
比推力 (s) 275
燃焼時間 (s) 130 140
燃料 NH4ClO4 / Al
HTPB (固体燃料)
NH4ClO4 / Al
HTPB (固体燃料)
第1段
段名 EPC H158 EPC H158 変更型 EPC H173
エンジン ヴァルカン 1 ヴァルカン 1B ヴァルカン 2
全長 (m) 30.5 30.5 30.5
直径 (m) 5.4 5.4 5.4
質量 (t) 170.5 (空 12.2) 170.5 (空 12.5) 185.5 (空 14.1)
海面推力 (kN) 815 815 960
真空推力 (kN) 1180 1180 1350
比推力 (s) 430 430 431
燃焼時間 (s) 605 605 540
燃料 LOX / LH2 LOX / LH2 LOX / LH2
第2段
段名 EPS L9.7 EPS L10 ESC-A H14.4 ESC-B H28.2
エンジン エスタス エスタス HM-7B Vinci
全長 (m) 3.4 3.4 4.7 ?
直径 (m) 3.96* 3.96* 5.4 5.4
質量 (t) 10.9 (空 1.2) 11.2 (空 1.2) 約19.2 (空 約4.6) (燃料 28.2)
最大推力 (kN) 27 27 64.8 180
比推力 (s) 324 324 446 464
燃焼時間 (s) 1100 1170 970 ?
燃料 N2O4 / CH6N2 N2O4 / CH6N2 LOX / LH2 LOX / LH2
形式 G G+ GS ES ATV ECA 5ME

* 直径5.4mのインストルメントユニットに乗っている。

打ち上げ履歴

1996年6月4日に行われたアリアン5の最初の飛行は、コンピュータプログラムの異常で打ち上げ37秒後に爆発し、失敗に終わった。これは歴史上でも最も高くついたバグの1つであり、後に64ビットの浮動小数点数を16ビットの整数に変換する過程でエラーが生じたと判明した。

成功回数

内訳 打上げ 成功 失敗 部分的成功 状態
G 16回 13回 1回 2回 退役
G+ 3回 3回 退役
GS 6回 6回 退役
ECA 68回 66回 1回 1回
ES 8回 8回
合計 101回 96回 2回 3回

打ち上げ状況

回数打ち上げ日時(UTC)フライトモデルシリアル
ナンバー
ペイロード結果
1 1996年
6月4日12:34:06
V-89アリアン5G501Cluster失敗
2 1997年
10月30日13:43:00
V-101アリアン5G502MaqSat H & TEAMSAT / MaqSat B / YES一部失敗
3 1998年
10月21日16:37:21
V-112アリアン5G503MaqSat 3 / ARD成功
4 1999年
12月10日14:32:07
V-119アリアン5G504XMM-Newton成功
5 2000年
3月21日23:28:19
V-128アリアン5G505インサット3B / AsiaStar成功
6 2000年
9月14日22:54:07
V-130アリアン5G506Astra 2B / GE 7成功
7 2000年
11月16日01:07:07
V-135アリアン5G507PAS 1R / Amsat P3D / STRV 1C / STRV 1D成功
8 2000年
12月20日00:26:00
V-138アリアン5G508Astra 2D / GE 8 (Aurora 3) / LDREX成功
9 2001年
3月8日22:51:00
V-140アリアン5G509Eurobird 1 / BSAT-2a成功
10 2001年
7月12日22:58:00
V-142アリアン5G510Artemis / BSAT-2b一部失敗
11 2002年
3月1日01:07:59
V-145アリアン5G511Envisat成功
12 2002年
7月5日23:22:00
V-153アリアン5G512Stellat 5 / N-Star c成功
13 2002年
8月28日22:45:00
V-155アリアン5G513Atlantic Bird 1 / MSG 1 / MFD成功
14 2002年
12月11日22:22:00
V-157アリアン5ECA517ホット・バード7 / Stentor / MFD A / MFD B失敗
15 2003年
4月9日22:52:19
V-160アリアン5G514インサット3A / ギャラクシー12成功
16 2003年
6月11日22:38:15
V-161アリアン5G515オプタス C1 / BSAT 2c成功
17 2003年
9月27日23:14:46
V-162アリアン5G516インサット3E号 / eBird 1 / SMART-1成功
18 2004年
3月2日07:17:44
V-158アリアン5G+518ロゼッタ探査機成功
19 2004年
7月18日00:44:00
V-163アリアン5G+519アニークF2号成功
20 2004年
12月18日16:26:00
V-165アリアン5G+520ヘリオス2A / エッサイム1, 2, 3, 4
PARASOL, Nanosat 01
成功
21 2005年
2月12日21:03:00
V-164アリアン5ECA521XTAR-EUR / Maqsat B2 / Sloshsat成功
22 2005年
8月11日08:20:00
V-166アリアン5GS523タイコム4号-iPStar 1成功
23 2005年
10月13日22:32:00
V-168アリアン5GS524Syracuse 3A / ギャラクシー15成功
24 2005年
11月16日23:46:00
V-167アリアン5ECA522スペースウェイF2 / Telkom 2成功
25 2005年
12月21日22:33:00
V-169アリアン5GS525インサット4A / MSG 2 / MFD C成功
26 2006年
3月11日22:32:50
V-170アリアン5ECA527スパインサット / MFD C / MFD C / ホット・バード7A成功
27 2006年
5月26日21:08:50
V-171アリアン5ECA529サットメックス6号 / タイコム5号成功
28 2006年
8月11日22:15:00
V-172アリアン5ECA531JCSAT-10 / Syracuse 3B成功
29 2006年
10月13日20:56:00
V-173アリアン5ECA533DirecTV-9S / Optus D1 / LDREX-2成功
30 2006年
12月8日22:08:00
V-174アリアン5ECA534ワイルドブルー1号 / AMC 18成功
31 2007年
3月11日22:03
V-175アリアン5ECA535スカイネット5A / Insat-4B成功
32 2007年
5月4日22:29
V-176アリアン5ECA536Astra 1L / ギャラクシー17成功
33 2007年
8月14日23:44
V-177アリアン5ECA537スペースウェイ3 / BSAT-3a成功
34 2007年
10月5日22:02
V-178アリアン5GS526インテルサット11号 / Optus D2成功
35 2007年
11月14日22:06
V-179アリアン5ECA538Skynet 5B / スター・ワンC1成功
36 2007年
12月21日21:41
V-180アリアン5GS530RASCOM-QAF 1 / Horizons 2成功
37 2008年
3月9日04:03
V-181アリアンES528欧州補給機 (ATV) 1号 - 『ジュール・ヴェルヌ成功
38 2008年
4月18日22:17
V-182アリアン5ECA539スター・ワンC2 / Vinasat-1成功
39 2008年
6月12日22:05
V-183アリアン5ECA540トルクサット3A / スカイネット5C成功
40 2008年
7月7日21:47
V-184アリアン5ECA541BADR-6 / ProtoStar I成功
41 2008年
8月14日20:44
V-185アリアン5ECA542AMC-21 / スーパーバード7号成功
42 2008年
12月20日22:35
V-186アリアン5ECA543ホット・バード9号 / W2M成功
43 2009年
2月12日22:09
V-187アリアン5ECA545ホット・バード10号 / NSS-9 / Spirale成功
44 2009年
5月14日13:12
V-188アリアン5ECA546ハーシェル宇宙望遠鏡 / プランク成功
45 2009年
7月1日17:52
V-189アリアン5ECA547TerreStar-1成功
46 2009年
8月21日22:09
V-190アリアン5ECA548JCSAT-12 / Optus D3成功
47 2009年
10月1日21:59
V-191アリアン5ECA549Amazonas 2 / COMSATBw-1成功
48 2009年
10月29日20:00
V-192アリアン5ECA550NSS-12 / Thor 6成功
49 2009年
12月18日16:26
V-193アリアン5GS532ヘリオス2B成功
50 2010年
5月21日22:01
V-194アリアン5ECA551Astra 3B / COMSATBw-2成功
51 2010年
6月26日21:41
V-195アリアン5ECA552Arabsat 5A / COMS 1成功
52 2010年
8月4日20:59
V-196アリアン5ECA553Nilesat 201 / Rascom QAF 1R成功
53 2010年
10月28日21:51
V-197アリアン5ECA555Eutelsat W3B / BSAT-3b成功
54 2010年
11月26日18:39
V-198アリアン5ECA556Intelsat 17 / HYLAS 1成功
55 2010年
12月29日21:27
V-199アリアン5ECA557Hispasat 1E / オルレ1号成功
56 2011年
2月16日21:50
V-200アリアン5ES544欧州補給機 (ATV) 2号 - 『ヨハネス・ケプラー成功
57 2011年
4月22日21:37
VA-201アリアン5ECA558Yahsat 1A / Intelsat New Dawn成功
58 2011年
5月20日20:38
VA-202アリアン5ECA559ST-2 / GSAT-8成功
59 2011年
8月6日22:52
VA-203アリアン5ECA560ASTRA 1N / BSAT 3c成功
60 2011年
9月21日21:38
VA-204アリアン5ECA561Arabsat 5C / SES 2成功
61 2012年
3月23日04:34
VA-205アリアン5ES553欧州補給機 (ATV) 3号 - 『エドアルド・アマルディ成功
62 2012年
5月15日22:13
VA-206アリアン5ECA562JCSAT-13 / Vinasat-2成功
63 2012年
7月5日21:36
VA-207アリアン5ECA563EchoStar XVII / MSG 3成功[7]
64 2012年
8月2日8:54
VA-208アリアン5ECA564IIntelsat 20 / HYLAS 2成功
65 2012年
9月28日21:18
VA-209アリアン5ECA565Astra 2F / GSAT-10成功
66 2012年
11月10日21:05
VA-210アリアン5ECA566Eutelsat 21B / Star One C3成功
67 2012年
12月19日21:49
VA-211アリアン5ECA567Skynet 5D / Mexsat-3成功
68 2013年
2月7日21:36
VA-212アリアン5ECA568Amazonas 3 / Azerspace-1/Africasat-1a成功
69 2013年
6月5日23:52
VA-213アリアン5ES592欧州補給機 (ATV) 4号 - 『アルベルト・アインシュタイン成功
70 2013年
7月25日19:54
VA-214アリアン5ECA569Alphasat / INSAT-3D成功
71 2013年
8月29日20:30
VA-215アリアン5ECA570Eutelsat-25B / Eshail-1(Eurobird 2A) / GSAT-7成功
72 2014年
2月6日21:30
VA-217アリアン5ECA571ABS-2 / Athena-Fidus成功
73 2014年
3月22日22:04
VA-216アリアン5ECA572Astra-5B / Amazonas-4A成功
74 2014年
7月29日
VA-219アリアン5ES593欧州補給機 (ATV) 5号 - 『ジョルジュ・ルメートル成功
75 2014年
9月11日
VA-218アリアン5ECA573MEASAT-3b / Optus 10成功
76 2014年
10月16日
VA-220アリアン5ECA574IIntelsat 30 / ARSAT-1成功
77 2014年
12月6日
VA-221アリアン5ECA575DIRECTV-14 / GSAT-16成功
78 2015年
4月26日
VA-222アリアン5ECA576トール7 / SICRAL-2成功
79 2015年
5月27日
VA-223アリアン5ECA577DIRECTV-15 / Sky México 1成功
80 2015年
7月15日
VA-224アリアン5ECA578Star One C4 / MSG-4成功
81 2015年
8月20日
VA-225アリアン5ECA579Eutelsat 8 West B / IIntelsat 34成功
82 2015年
9月30日
VA-226アリアン5ECA580Sky Muster / ARSAT-2成功
83 2015年
11月10日
VA-227アリアン5ECA581Arabsat 6B / GSAT-15成功
84 2016年
1月27日
VA-228アリアン5ECA583IIntelsat 29e成功
85 2016年
3月9日
VA-229アリアン5ECA582Eutelsat 65 West A成功
86 2016年
6月18日
VA-230アリアン5ECA584EchoStar 18 / BRIsat成功
87 2016年
8月24日
VA-232アリアン5ECA586IIntelsat 33e / IIntelsat 36成功
88 2016年
10月5日
VA-231アリアン5ECA585Sky Muster II / GSAT-18成功
89 2016年
11月17日
VA-233アリアン5ES594ガリレオ / FOC M6成功
90 2016年
12月21日
VA-234アリアン5ECA587Star One D1 / JCSAT-15成功
91 2017年
2月14日
VA-235アリアン5ECA588Sky Brasil 1 / Telkom-3S成功
92 2017年
5月4日
VA-236アリアン5ECA589コリアサット7号 / SGDC-1成功
93 2017年
6月1日
VA-237アリアン5ECA590ViaSat-2 / Eutelsat 172B成功
94 2017年
6月28日
VA-238アリアン5ECA591EuropaSat / Hellas-Sat-3 / GSAT-17成功
95 2017年
9月29日
VA-239アリアン5ECA5100Intelsat 37e / BSAT-4a成功
96 2017年
12月12日
VA-240アリアン5ES595ガリレオFOC M7成功
97 2018年
1月25日
VA-241アリアン5ECA5101SES-14 / Al Yah 3一部失敗
98 2018年
4月5日
VA-242アリアン5ECA5102Superbird-8 / DSN-1
en:HYLAS-4
成功
99 2018年
7月25日
VA-244アリアン5ES596ガリレオFOC M8成功
100 2018年
9月25日
VA-243アリアン5ECA5103Horizons-3e / Azerspace-2
Intelsat 38
成功
101 2018年
10月19日
VA-245アリアン5ECA5104ベピ・コロンボ成功

関連事項

脚注

外部リンク

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