Evropská kosmická agentura, potažmo Arianespace, výrazně posílila nezávislý přístup Evropy k oběžné dráze zavedením modulární těžké rakety Ariane 6. Její první start z kosmodromu v Kourou proběhl 9. července 2024 v konfiguraci se dvěma boostery (urychlovacími motory). Konkrétně šlo o bloky na tuhé pohonné látky označované jako P120C. Ty díky modulární konstrukci při startu využívá také menší raketa Vega-C, kterou má nahradit vyvíjená Vega-E, ta však bude létat již s nově zavedenými motory P160C.
Ariane 6 ve verzi označované jako 64, tj. se čtyřmi urychlovacími bloky motorů, které může maximálně nést, debutovala letos v únoru misí VA267, kdy vynášela 32 satelitů pro Amazon. Již o čtyři měsíce později, 17. června, posunula hranice svých možností při rekordní misi s označením VA269 a stala se tak nejsilnějším nosičem, jaký kdy v Evropě vznikl. Na oběžnou dráhu vynesla i rekordní počet 36 družic budované satelitní megakonstelace Amazon LEO (dříve známé jako Project Kuiper).
Hmotnostní rekord vyneseného nákladu na LEO (nízká oběžná dráha) v rámci evropských raket dosud držela předchozí generace, tj. Ariane 5. Ta ve své speciální modifikaci označené jako Ariane 5 ES v roce 2013 vynesla automatickou nákladní loď ATV-4 Albert Einstein o celkové hmotnosti 20 190 kg včetně nákladu určeného pro Mezinárodní vesmírnou stanici (z toho 6 590 kilogramů tvořilo vybavení jako palivo, kyslík, voda, jídlo, oblečení atd.). Štafetu rekordů nyní převzala Ariane 6 Block 2, tj. verze se čtyřmi inovovanými motory P160C, která dokázala vynést těžší náklad, ukrytý přímo pod aerodynamickým krytem na vrcholu rakety. Náklad družic Amazon LEO dosáhl hmotnosti 20,5 tuny.
Sluší se také dodat, že rekordně těžký komerční náklad vynesený na dráhu GTO (Geostationary Transfer Orbit, přechodová dráha k dráze geostacionární), což je pro raketu a náklad energeticky náročnější dráha než LEO, drží v globálním měřítku právě Ariane 5 ECA. V červnu 2017 (mise VA237, 93. start Ariane 5) vynesla tato verze rakety při sdíleném startu najednou dva telekomunikační satelity (ViaSat-2 a Eutelsat-172B) o celkové čisté váze 9 969 kg (celková hmotnost včetně nosných vypouštěcích adaptérů činila 10 865 kg). A pokud bychom kritérium zúžili pouze na podmínku nejtěžšího samostatného nákladu dopraveného na dráhu GTO, pak si rekord drží raketa Falcon Heavy, která vynesla satelit Jupiter-3 o váze 9200 kg.
Rychlá technická anatomie obra
Ariane 64 je čtyřboosterová, zatím nejpokročilejší varianta rodiny raket Ariane. Je navržena tak, aby poskytovala maximální flexibilitu pro vynášení rozličně těžkých nákladů. Se svou výškou 62 metrů (z čehož až 20 metrů činí aerodynamický kryt) a průměrem trupu 5,4 metru dominuje startovací rampě ELA-4 na evropském kosmodromu v Kourou ve Francouzské Guyaně. Tato rampa nese též českou stopu, stejně jako některé komponenty pro Ariane 6 vyráběné v České republice.
Srdcem centrálního stupně je spolehlivý kryogenní motor Vulcain 2.1 spalující kapalný vodík a kapalný kyslík, zažehnutý při startu současně s urychlovacími motory. Ten doplňuje vylepšený horní stupeň s opakovaně zažehnutelným motorem Vinci. Největší sílu potřebnou při startu však raketě dodávají pomocné urychlovací bloky (motory) na pevné palivo, přičemž celková teoretická nosnost varianty Ariane 64 na nízkou oběžnou dráhu se zvýšila až k hranici 22 tun.
Od úvodního letu, kdy byla použita jen dvojice motorů P120C, následoval let se čtveřicí těchto boosterů. Nyní bylo dalším milníkem použití čtveřice vylepšených motorů P160C, jejichž tělo opět tvoří plášť z uhlíkových kompozitů. Tato verze boosterů překonala sebe samu a upevnila své prvenství, protože se jedná o jedny z největších a nejsilnějších jednodílných (monolitických) bloků urychlovacích motorů na pevné palivo na světě. Je potřeba zdůraznit, že existují daleko větší a výkonnější motory na pevná paliva, ty se však konstrukčně liší, protože jsou složeny z několika samostatně vyrobených segmentů, což přináší specifické výhody i nevýhody.
Motory P160C si zachovaly vnější rozměry předchozí varianty, ale úprava vnitřní geometrie dovolila prodloužit palivové jádro o jeden metr bez vlivu na způsob uchycení k raketě. Každý ze čtyř boosterů tak pojal o 14 tun paliva více (celkem 156 tun na jeden booster) a motor generuje přibližně 3500 až 4500 kN tahu v závislosti na fázi letu.
Parametry rekordní mise VA269
- start Arianespace, třetí start Arianespace v roce 2026
- Celkově 8. start rakety Ariane 6, třetí start ve verzi Ariane 64 a první ve verzi Ariane 6 Block 2 (motory P160C)
- mise Arianespace pro Amazon LEO
- Monstrózní startovní hmotnost – celková hmotnost plně natankované rakety na rampě dosáhla přibližně 916 000 kilogramů
- Maximální tah při vzletu – čtyři inovované boostery P160C spolu s hlavním motorem Vulcain generovaly kombinovaný startovní tah ohromujících 16 500 kN
- Nejtěžší náklad v historii – pod dvacetimetrovým aerodynamickým krytem z uhlíkových kompozitů vynesla raketa rekordních 20,5 tuny čisté hmotnosti nákladu
Strategické partnerství s Amazonem
Hlavním úkolem letů Ariane 64 v tomto roce je kampaň pro technologického giganta Amazon, se kterým má Arianespace smluvně sjednaných 18 letů pro jeho megakonstelaci Amazon LEO. Cílem této sítě je vybudovat systém více než 3200 satelitů na nízké oběžné dráze (LEO) a poskytovat globální vysokorychlostní internet, který bude přímou konkurencí pro Starlink společnosti SpaceX. Zakázka od Amazonu je také hlavním důvodem, proč byly motory P120C upraveny na silnější verzi.
Při červnové misi VA269 využila ArianeGroup také speciální modulární dávkovací systém od švédské společnosti Beyond Gravity. Ten umožnil naráz umístit pod kryt 36 družic Amazon LEO – tedy o čtyři více než při únorové premiéře. Systém navíc zjednodušil složitý proces uvolňování satelitů na cílové dráze ve výšce zhruba 465 kilometrů, který trval přesně 1 hodinu a 51 minut.
Text: L+K
Foto: Arianegroup, ESA, CNES
