先说结论:基本成功。如果一定要给一个量化指标的话75%成功。

阿里亚娜6号首飞火箭发射升空(Credit: ESA)

2024年7月9日19时(UTC),欧洲航天局(ESA)领导下的法国航天局(CNESS),阿里亚娜空间(Arianespace)、阿里亚娜集团(ArianeGroup),在法属圭亚那欧洲航天港(Europe's spaceport in French Guiana)ELA-4发射台成功发射首枚阿丽亚娜6号 (Ariane 6)火箭,这也是该发射台首次投入使用。

阿里亚娜6号火箭发射升空(Credit: ESA)

这次发射终于缓解了欧洲的火箭荒,使欧洲重新获得了进入太空的自主权。

此前由于①阿丽亚娜火箭退役,而阿里亚娜6持续推迟;②织女星-C(Vega C)火箭发射失利;③欧洲版联盟(Soyuz)火箭由于俄乌战争的退出,使ESA处于无箭可用的状态。只好求助于SpaceX,甚至印度提供发射服务。

欧空局总干事约瑟夫·阿施巴赫(Josef Aschbacher)对阿里亚娜6火箭首飞充满期待(Credit: ESA)

阿里亚娜6号火箭

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阿里亚娜6号火箭是从2010年代开始论证的消耗型重型火箭,目标是在发射成本减半的情况下,取代退役的阿里亚娜5号火箭。它配置了可多次点火的上面级,使其具备执行复杂任务的能力。

火箭具有双固推(Ariane 62, A62)和4固推(Ariane 64, A64)两种配置,火箭高62米、芯级直径5.4米,不包括固体助推器,升空时的总重量为540吨。本次飞行的为A62版本。

在升空时,A62配置可产生8,400千牛的推力。在A64配置下产生高达15,400千牛的推力。其近地轨道有效载荷投送能力分别为10.3吨和21.6吨。

阿里亚娜6号是在许多欧洲国家的合作下研制的,其中法国占比55.6%、德国20.8%、意大利7.7%、西班牙4.7%、比利时3.8%。13个欧洲国家为该型火箭的开发和运营提供了资金。

欧空局是阿里亚娜6号首次飞行运营商。首飞完成后,阿里亚娜空间(Arianespace)将成为未来飞行的主要运营商。火箭的主要承包商和生产商是阿里亚娜集团(ArianeGroup)。法国航天局国家空间研究中心(CNES)负责监督法属圭亚那圭亚那航天中心的开发和维护。

首飞火箭载荷

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这次任务共搭载了11个有效载荷,分多次进行分离投放。这些航天器由不同的空间机构,商业公司和大学提供,包括美国国家航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)。

本次发射成功部署和运行了11个载荷中的9个,2个重入舱载荷由于火箭已无法到达分离轨道位置,未执行分离。

未完成的任务

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ESA将阿里亚娜6号首飞火箭的飞行时序分为11个阶段。火箭从升空到卫星载荷分离阶段工作正常,但在随后的滑行阶段,辅助动力装置(APU)在点火时发生故障,无法实施离轨点火。

为产生更少数量的太空垃圾,最后2个返回式载荷未与上面级火箭分离,随后ESA对火箭进行了钝化处理。

在约550公里的轨道高度,处于无控状态的上面级预计将在轨数年后重入大气层。

无控状态下,轨道碎片的衰减周期图示(Credit: ULA)

在发射后的新闻发布会上,阿里亚娜集团首席执行官Martin Sion证实,最终芬奇(Vinci)发动机未实现再入点火。

然而,阿里亚娜空间首席执行官Stéphane Israël轻描淡写的表示,这种异常现象“对下一次发射没有影响”。不知道Israël的自信来自哪里?

为什么是75%成功

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阿里亚娜6号火箭的目标是:① 完成9类(个)载荷的在轨部署、试验;② 完成2个重入舱载荷重入大气层部署;③ 完成以上任务后,上面级火箭推进降轨迅速重入大气层。

成功率 = ① / (①+②+③) * 100% = 9 / (9+2+1) * 100% = 75%

当然,如果是一枚普通单任务火箭,阿里亚娜6号当前的状态是能够圆满完成任务的。

ESA的零碎片宪章

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地球轨道1毫米以上的太空碎片示意,图示大小并不代表碎片真实大小(Credit: ESA)

随着人类轨道发射活动的快速增长,地球轨道的太空碎片已经严重影响到在轨航天器的安全。截止2024年6月地球轨道太空碎片统计:

•40,500个—大于10厘米

•110万个—1厘米至10厘米

•1.3亿个—1毫米至1厘米

在轨航天器为避免碎片碰撞的代价巨大。包括态势感知和机动规划的耗时、规避过程中的推进剂损失、有效载荷在机动过程中的关闭等。

为实现太空环境的可持续发展和应用,2022年欧空局倡议并发起了《零碎片宪章(Zero Debris Charter)》。宪章由40个空间行为者创建和撰写,其中包含了到2030年实现零碎片目标的高级别指导原则和具体的联合定义目标。该计划于2023年6月在巴黎航展上正式发布。

这次阿里亚娜6号的首发箭原计划控制上面级迅速重入大气层,就是对该宪章的具体落实事项。

虽然没有成功,但是欧洲国家站在全球角度营造可持续太空环境的责任心,还是非常值得肯定和学习的。

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本文转载自“全球航天事件”,原标题《欧洲阿里亚娜6号火箭首飞成功了吗?》。

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