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。1996年から2023年にかけて、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、販売されていた。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た。

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 - 2023年
射場ギアナ宇宙センターELA-3
打ち上げ数117回(成功112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
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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)に特化していた。

構成部分

アリアン5 ECAの断面図
ヴァルカンエンジン

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[いつ?]。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エンジンも改良され、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。

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た[3]が、2014年12月のESAの閣僚会議で、アリアン6の開発に集中することとなり計画は中止された[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)740-750740-750740-750780760-780約800
全長 (m)525252535653
発射場ELA-3ELA-3ELA-3ELA-3ELA-3ELA-3
ペイロード (t) (LEO400 km)18??2121?
ペイロード (t) (GTO)6.97.16.689.6-10.511.5
ペイロード (t) (2機 GTO)6.16.35.879.1?
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日開発中止
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]2018年7月25日2023年7月5日--
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 P238EAP P241
エンジンP238P241
全長 (m)3131
直径 (m)33
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)130140
燃料NH4ClO4 / Al
HTPB (固体燃料)
NH4ClO4 / Al
HTPB (固体燃料)
第1段
段名EPC H158EPC 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)30.530.530.5
直径 (m)5.45.45.4
質量 (t)170.5 (空 12.2)170.5 (空 12.5)185.5 (空 14.1)
海面推力 (kN)815815960
真空推力 (kN)118011801350
比推力 (s)430430431
燃焼時間 (s)605605540
燃料LOX / LH2LOX / LH2LOX / LH2
第2段
段名EPS L9.7EPS L10ESC-A H14.4ESC-B H28.2
エンジンエスタスエスタスHM-7BVinci
全長 (m)3.43.44.7?
直径 (m)3.96*3.96*5.45.4
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)272764.8180
比推力 (s)324324446464
燃焼時間 (s)11001170970?
燃料N2O4 / CH6N2N2O4 / CH6N2LOX / LH2LOX / LH2
形式GG+GSES ATVECA5ME

* 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
G16回13回1回2回退役
G+3回3回退役
GS6回6回退役
ECA84回82回1回1回退役
ES8回8回退役
合計117回112回2回3回退役

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
11996年
6月4日12:34:06
V-89アリアン5G501Cluster失敗
21997年
10月30日13:43:00
V-101アリアン5G502MaqSat H & TEAMSAT / MaqSat B / YES一部失敗
31998年
10月21日16:37:21
V-112アリアン5G503MaqSat 3 / ARD成功
41999年
12月10日14:32:07
V-119アリアン5G504XMM-Newton成功
52000年
3月21日23:28:19
V-128アリアン5G505インサット3B / AsiaStar成功
62000年
9月14日22:54:07
V-130アリアン5G506Astra 2B / GE 7成功
72000年
11月16日01:07:07
V-135アリアン5G507PAS 1R / Amsat P3D / STRV 1C / STRV 1D成功
82000年
12月20日00:26:00
V-138アリアン5G508Astra 2D / GE 8 (Aurora 3) / LDREX成功
92001年
3月8日22:51:00
V-140アリアン5G509Eurobird 1 / BSAT-2a成功
102001年
7月12日22:58:00
V-142アリアン5G510Artemis / BSAT-2b一部失敗
112002年
3月1日01:07:59
V-145アリアン5G511Envisat成功
122002年
7月5日23:22:00
V-153アリアン5G512Stellat 5 / N-Star c成功
132002年
8月28日22:45:00
V-155アリアン5G513Atlantic Bird 1 / MSG 1 / MFD成功
142002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
152003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
162003年
6月11日22:38:15
V-161アリアン5G515オプタス C1 / BSAT 2c成功
172003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
182004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
192004年
7月18日00:44:00
V-163アリアン5G+519アニークF2号成功
202004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
212005年
2月12日21:03:00
V-164アリアン5ECA521XTAR-EUR / Maqsat B2 / Sloshsat成功
222005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
232005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
242005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
252005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
262006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
272006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
282006年
8月11日22:15:00
V-172アリアン5ECA531JCSAT-10 / Syracuse 3B成功
292006年
10月13日20:56:00
V-173アリアン5ECA533DirecTV-9S / Optus D1 / LDREX-2成功
302006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
312007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
322007年
5月4日22:29
V-176アリアン5ECA536Astra 1L / ギャラクシー17成功
332007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
342007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
352007年
11月14日22:06
V-179アリアン5ECA538Skynet 5B / スター・ワンC1成功
362007年
12月21日21:41
V-180アリアン5GS530RASCOM-QAF 1 / Horizons 2成功
372008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
382008年
4月18日22:17
V-182アリアン5ECA539スター・ワンC2 / Vinasat-1成功
392008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
402008年
7月7日21:47
V-184アリアン5ECA541BADR-6 / ProtoStar I成功
412008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
422008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
432009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
442009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
452009年
7月1日17:52
V-189アリアン5ECA547TerreStar-1成功
462009年
8月21日22:09
V-190アリアン5ECA548JCSAT-12 / Optus D3成功
472009年
10月1日21:59
V-191アリアン5ECA549Amazonas 2 / COMSATBw-1成功
482009年
10月29日20:00
V-192アリアン5ECA550NSS-12 / Thor 6成功
492009年
12月18日16:26
V-193アリアン5GS532ヘリオス2B成功
502010年
5月21日22:01
V-194アリアン5ECA551Astra 3B / COMSATBw-2成功
512010年
6月26日21:41
V-195アリアン5ECA552Arabsat 5A / COMS 1成功
522010年
8月4日20:59
V-196アリアン5ECA553Nilesat 201 / Rascom QAF 1R成功
532010年
10月28日21:51
V-197アリアン5ECA555Eutelsat W3B / BSAT-3b成功
542010年
11月26日18:39
V-198アリアン5ECA556Intelsat 17 / HYLAS 1成功
552010年
12月29日21:27
V-199アリアン5ECA557Hispasat 1E / オルレ1号成功
562011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
572011年
4月22日21:37
VA-201アリアン5ECA558Yahsat 1A / Intelsat New Dawn成功
582011年
5月20日20:38
VA-202アリアン5ECA559ST-2 / GSAT-8成功
592011年
8月6日22:52
VA-203アリアン5ECA560ASTRA 1N / BSAT 3c成功
602011年
9月21日21:38
VA-204アリアン5ECA561Arabsat 5C / SES 2成功
612012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
622012年
5月15日22:13
VA-206アリアン5ECA562JCSAT-13 / Vinasat-2成功
632012年
7月5日21:36
VA-207アリアン5ECA563EchoStar XVII / MSG 3成功[7]
642012年
8月2日8:54
VA-208アリアン5ECA564Intelsat 20 / HYLAS 2成功
652012年
9月28日21:18
VA-209アリアン5ECA565Astra 2F / GSAT-10成功
662012年
11月10日21:05
VA-210アリアン5ECA566Eutelsat 21B / Star One C3成功
672012年
12月19日21:49
VA-211アリアン5ECA567Skynet 5D / Mexsat-3成功
682013年
2月7日21:36
VA-212アリアン5ECA568Amazonas 3 / Azerspace-1/Africasat-1a成功
692013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
702013年
7月25日19:54
VA-214アリアン5ECA569Alphasat / INSAT-3D成功
712013年
8月29日20:30
VA-215アリアン5ECA570Eutelsat-25B / Eshail-1(Eurobird 2A) / GSAT-7成功
722014年
2月6日21:30
VA-217アリアン5ECA571ABS-2 / Athena-Fidus成功
732014年
3月22日22:04
VA-216アリアン5ECA572Astra-5B / Amazonas-4A成功
742014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
752014年
9月11日
VA-218アリアン5ECA573MEASAT-3b / Optus 10成功
762014年
10月16日
VA-220アリアン5ECA574Intelsat 30 / ARSAT-1成功
772014年
12月6日
VA-221アリアン5ECA575DIRECTV-14 / GSAT-16英語版成功
782015年
4月26日
VA-222アリアン5ECA576トール7 / SICRAL-2成功
792015年
5月27日
VA-223アリアン5ECA577DIRECTV-15 / Sky México 1成功
802015年
7月15日
VA-224アリアン5ECA578Star One C4 / MSG-4成功
812015年
8月20日
VA-225アリアン5ECA579Eutelsat 8 West B / IIntelsat 34成功
822015年
9月30日
VA-226アリアン5ECA580Sky Muster / ARSAT-2成功
832015年
11月10日
VA-227アリアン5ECA581Arabsat 6B / GSAT-15英語版成功
842016年
1月27日
VA-228アリアン5ECA583Intelsat 29e成功
852016年
3月9日
VA-229アリアン5ECA582Eutelsat 65 West A成功
862016年
6月18日
VA-230アリアン5ECA584EchoStar 18 / BRIsat成功
872016年
8月24日
VA-232アリアン5ECA586Intelsat 33e / Intelsat 36成功
882016年
10月5日
VA-231アリアン5ECA585Sky Muster II / GSAT-18英語版成功
892016年
11月17日
VA-233アリアン5ES594ガリレオ / FOC M6成功
902016年
12月21日
VA-234アリアン5ECA587Star One D1 / JCSAT-15成功
912017年
2月14日
VA-235アリアン5ECA588Sky Brasil 1 / Telkom-3S成功
922017年
5月4日
VA-236アリアン5ECA589コリアサット7号 / SGDC-1成功
932017年
6月1日
VA-237アリアン5ECA590ViaSat-2 / Eutelsat 172B成功
942017年
6月28日
VA-238アリアン5ECA591EuropaSat / Hellas-Sat-3 / GSAT-17成功
952017年
9月29日
VA-239アリアン5ECA5100Intelsat 37e / BSAT-4a成功
962017年
12月12日
VA-240アリアン5ES595ガリレオFOC M7成功
972018年
1月25日
VA-241英語版アリアン5ECA5101SES-14 / Al Yah 3一部失敗
982018年
4月5日
VA-242アリアン5ECA5102Superbird-8 / DSN-1
en:HYLAS-4
成功
992018年
7月25日
VA-244アリアン5ES596ガリレオFOC M8成功
1002018年
9月25日
VA-243アリアン5ECA5103Horizons-3e / Azerspace-2
Intelsat 38
成功
1012018年
10月19日
VA-245アリアン5ECA5105ベピ・コロンボ成功
1022018年
12月4日
VA-246アリアン5ECA5104GSAT-11 / GEO-KOMPSAT-2A成功
1032019年
2月5日
VA-247アリアン5ECA5106HellasSat-4 / GSAT-31成功
1042019年
6月20日
VA-248アリアン5ECA5107T-16 / EUTELSAT 7C成功
1052019年
8月6日
VA-249アリアン5ECA5108Intelsat 39 / EDRS-C成功
1062019年
11月26日
VA-250アリアン5ECA5109TIBA-1 / Inmarsat GX5成功
1072020年
1月16日
VA-251アリアン5ECA5110EUTELSAT KONNECT / GSAT-30成功
1082020年
2月18日
VA-252アリアン5ECA5111JCSAT-17 / GEO-KOMPSAT-2B成功
1092020年
8月15日
VA-253アリアン5ECA5112Galaxy 30 / MEV-2 / BSAT-4b成功
1102021年
7月30日
VA-254アリアン5ECA5113Star One D2 / EUTELSAT QUANTUM成功
1112021年
10月24日
VA-255アリアン5ECA5115SES-17 / Syracuse 4A成功
1122021年
12月25日
VA-256アリアン5ECA5114ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡成功
1132022年
6月22日
VA-257アリアン5ECA5116MEASAT-3d / GSAT-24成功
1142022年
9月7日
VA-258アリアン5ECA5117Eutelsat Konnect / VHTS成功
1152022年
12月13日
VA-259アリアン5ECA5118Galaxy 35 / Galaxy 36 / MTG-I1成功
1162023年
4月14日
VA-260アリアン5ECA木星氷衛星探査機(JUICE)成功
1172023年
7月5日
VA-261アリアン5ECASyracuse 4B (Comsat-NG 2) / Heinrich Hertz (H2Sat)成功

関連事項

脚注

外部リンク