Ce este noua rachetă Ariane 6, lansată în spaţiu de europeni, şi cât de comparabilă e ea cu lansările SpaceX

De curând, la 6 martie, a avut loc primul zbor comercial al rachetei europene Ariane 6, lansarea în spaţiu având loc cu succes, la fel ca şi lansarea satelitului pe orbită, pentru care a fost contractat acest zbor. Într-un context în care Europa a avut de învăţat în ultima lună că nu se poate bizui fără riscuri pe Starlink, SpaceX, şi fondatorul său, această lansare europeană a avut o semnificaţie şi mai mare, fiind văzută ca o alternativă pentru rachetele celor de la SpaceX şi funcţionalităţile acestora. Noi am vrut să descoasem un pic mai clar ce este, totuşi, noua rachetă Ariane 6, ce parametri tehnici are şi cât de comparabilă e ea cu lansările celor de la Space X.

În primul rând, Ariane 6 e construită de compania franceză Arianespace, companie fondată tocmai în anul 1980 în Franţa. Atunci, în 1980, a fost creată prima rachetă, Ariane 1, care a avut 6 zboruri, dintre care 5 cu succes. Scopul ei a fost să poată lansa pe orbita geostaţionară de transfer diverse sarcini. Au urmat foarte repede iteraţiile Ariane 2, 3 şi 4, dezvoltate aproape în paralel şi lansate între 1984 şi 1988. Ariane 4 a fost cea mai de succes dintre ele şi cea mai intens folosită, realizând 116 lansări, dintre care 98 au fost cu succes.

Foto: Ariane 4

Ariane 5 a fost următoarea iteraţie, lansată în 1996, care a însemnat o evoluţie tehnică majoră, cu o sarcină utilă mult mai mare şi o fiabilitate de invidiat. A fost racheta principală a Agenţiei Spaţiale Europene şi a efectuat peste 250 de zboruri.

Foto: Ariane 5

Ariane 5 a fost atât de bună, încât a durat foarte mult până a început elaborarea următoarei rachete. Şi, de fapt, anume progresul celor de la SpaceX cu racheta reutilizabilă Falcon 9 a fost cel care i-a impulsionat pe europeni să se apuce de treabă şi să dezvolte propria lor rachetă ce ar putea realiza misiuni similare. Cu Falcon 9 pus la punct, SpaceX a putut coborî substanţial costurile unei lansări şi costul transportării în spaţiu a sateliţilor sau a altor obiecte. Aşa că obiectivul primar al Ariane 6 a fost atingerea unor costuri mici de lansare şi de transport, păstrând fiabilitatea similară lui Ariane 5.

Foto: Construcţia lui Ariane 6

Dar europenii nu aveau experienţa necesară în realizarea unei rachete reutilizabile, iar pornirea de la zero ar fi însemnat minim 1-2 decenii de dezvoltare şi de multiple încercări, eşuări şi perfecţionări, urmând aproape acelaşi drum pe care l-a făcut şi Tesla azi. Chinezii şi-au putut permite luxul de a începe elaborarea propriei lor rachete reutilizabile, care e la stadiu final de testări acum, dar europenii au decis că vor merge pe calea unei rachete cu booster de unică folosinţă, dar modular în design, pentru a reduce costurile până la valori apropiate de SpaceX.

Foto: Racheta Falcon 9

Astfel, racheta a fost proiectată în două versiuni de sarcină utilă — Ariane 62 şi Ariane 64 — ambele avânt un compartiment similar pentru depozitarea obiectelor transportate, dar având propulsie diferită. Ambele versiuni pot transporta obiecte mari, de până la 5,4 metri diametru şi 16 metri lungime. Lungimea totală a lui Ariane 62 e de 53 metri, în timp ce Ariane 64 are 60 metri, diferenţa făcând-o adăugarea modulelor de propulsie.

Sarcina utilă la Ariane 62 e de 10,3 tone spre orbita joasă (LEO) şi 4,5 tone spre orbita geostaţionară (GTO). La Ariane 64 sarcina e de 21,6 tone pe orbita LEO şi 11,5 tone pe cea geostaţionară LEO. Deci vorbim de o sarcină utilă mare, pe care acum 1-2 decenii rachetele nu prea sperau să e poată atinge. Pentru comparare, racheta Space Falcon 9 are o sarcină utilă de 22,8 tone spre orbita LEO şi 8,4 tone spre GTO. Deci e foarte asemănător, iar racheta europeană poate transporta mai mult spre orbita geostaţionară.

Ambele versiuni de rachetă folosesc acelaşi motor la modulul principal — un motor Vinci, care foloseşte drept combustibil oxigen lichid (LOX) şi hidrogen lichid (LH2). Motorul are o putere de 180 kN în vacuum şi el e inclus pentru circa 15 minute după separarea de booster. O calitate importantă a acestui motor e că el poate fi oprit şi repornit ori de câte ori e nevoie în spaţiu, ceea ce-i permite rachetei să îndeplinească multiple misiuni într-o singură lansare.

Modulul de lansare foloseşte un singur motor mare la ambele versiuni, operat cu acelaşi tip de combustibil. Acesta are 1.100 kN de forţă, şi e principalul responsabil în momentul decolării rachetei până la momentul separării modulului de lansare de modulul principal.

Însă acest modul de lansare la Ariane 6 are şi boostere — două la versiunea Ariane 62 şi patru la versiunea Arian 64. Modelul de booster e acelaşi, PC120, acesta funcţionând pe bază de combustibil solid oferind 450 kN de forţă. Astfel, la Ariane 24 cele două boostere livrează 900 kN în plus, iar la Ariane 64 — 1.800 kN. Aceste boostere îşi consumă combustibilul în primele 2 minute de la lansare, suficient cât să ajute racheta să ajungă la mare altitudine, apoi sunt detaşate pirotehnic şi cad pe pământ, de obicei în ocean, de unde sunt recuperare şi se încearcă reutilizarea lor.

Modulul de lansare, însă, e de unică folosinţă şi nu poate ateriza înapoi pe pământ ca în cazul Space X. Şi nici n-ar putea-o face cu un singur motor, or, Falcon 9 foloseşte 9 motoare de 845 kN pentru a se propulsa şi tot cu ele se echilibrează la aterizare. Aceste motoare folosesc hidrogen lichid şi kerosen rafinat. Modulul principal la Falcon 9 foloseşte un motor Merlin Vacuum, optimizat pentru funcţionarea în vacuum, care foloseşte acelaşi tip de combustibil şi livrează 943 kN de forţă. Motorul de aici e unul adaptat pe baza celor 9 folosite la modulul de lansare.

Foto: Aterizarea modulului de lansare a lui Falcon 9

Deşi racheta europeană nu are modul de lansare reutilizabil, ca şi SpaceX, costul acesteia a putut fi coborât substanţial, apropiindu-se de Falcon 9. O lansare a lui Ariane 6 costă cam 115 milioane euro, în timp ce o lansare Falcon 9 — circa 62 milioane. Costul per kilogram transportat în spaţiu spre LEO e de aproximativ 5.300 euro la Ariane 6 şi de 2.725 euro la Falcon 9. E o diferenţă mare, aproape dublă, dar ţinând cont de faptul că Ariane 6 nu are modul de lansare reutilizabil, cifra la care s-a ajuns e foarte bună.

Acum, la 6 martie, Ariane 6 a aut cea de-a doua lansare din istoria sa şi prima comercială, transportând un satelit ultra sofisticat CSO-3 pentru Ministerul de Apărare al Franţei şi lansându-l în spaţiu. Acest satelit e al treilea şi ultimul în sistemul de monitorizare CSO, care permite obţinere de imagini de rezoluţie ultra înaltă. Sateliţii au fost produşi de Airbus Defense, apropo, primii doi fiind lansaţi în 2018 şi 2020.

Lansarea de acum a aut loc din Guineea Franceză, o regiune situată pe continentul sud-american, dar parte din Franţa şi, deci, parte din Uniunea Europeană. Separarea modulelor a avut loc la 1 oră şi 6 minute de la lansare şi s-a folosit versiunea Ariane 62. Totul a decurs cu succes şi racheta a ajuns la o altitudine de 800 km.

Unul din marile scopuri ale acestei rachete e să ajungă să poată lansa atât de mulţi sateliţi în spaţiu per lansare, încât să poată crea rapid o versiune proprie de Starlink, cu internet de mare viteză furnizat prin sateliţi, care ar fi gestionat de Agenţia Spaţială Europeană. Se estimează că pentru acoperirea Europei geografice, ar fi nevoie de 300-500 sateliţi, iar un zbor în spaţiu al rachetei poate lansa între 10 şi 30 de sateliţi. Pentru acoperirea întregii planete, ar fi nevoie de 4.000-5.000 sateliţi

Până atunci, Ariane 6 va avea de lansat şi sateliţii din cadrul proiectului Kuiper al celor de la Amazon, companie care-şi doreşte şi ea să creeze o paralelă a Starlink-ului. Amazon a contractat deja 18 lansări în acest sens, şi asta chiar dacă Jeff Bezos, fondatorul Amazon, are propria companie spaţială, Blue Origin. Racheta acesteia e încă în dezvoltare şi testare, aşa că europenii vor fi cei care vor face minim primele 18 zboruri în spaţiu pentru Amazon. Project Kuiper n-a exclus că ar putea apela şi la rachete SpaceX, dar deocamdată n-a făcut-o.

Aşadar, putem concluziona că racheta Falcon 9 a celor de la SpaceX e mai avansată tehnologic mai ales datorită reutilizării modulului de lansare, care-i permit reducerea costurilor. Însă, faţă de parametrii anteriori din industria aerospaţială, racheta Ariane 6 reprezintă un salt major, care nu o echivalează doar în costurile de lansare, însă în ceilalţi parametri, precum sarcina utilă şi puterea de propulsie îi constituie o paralelă demnă. Desigur, SpaceX mai dezvoltă şi racheta mult mai mare Starship, care ar reprezenta o cu totul altă scară, mai ales pentru lansarea simulantă de mulţi sateliţi, care să asigure internetul global mult mai repede. Şi nu putem să nu menţionăm şi de Falcon Heavy, care e deja operaţional şi poate transporta 63,8 tone la LEO şi 26,7 tone la GTO. Însă Falcon Heavy a avut deocamdată doar 5 misiuni în câţiva ani, în timp ce Falcon 9 a avut peste 230 misiuni. Deci tot segmentul de 10-20 tone de sarcină utilă e cel mai solicitat comercial.

Iar asta înseamnă că Europa are o rachetă proprie în cel mai important segment. E adevărat că nu o depăşeşte pe Falcon 9 în parametri, e adevărat că booster-ele trebuie recuperate manual, iar modulul de lansare nu e reutilizabil, dar costurile au fost aduse la valori mult mai competitive, iar exemplul celor de la Amazon arată că în lume există cerere din partea companiilor şi ţărilor care ar fi gata să plătească ceva mai mult pentru lansarea obiectelor lor în spaţiu, dar pentru care e important ca transportatorul să fie o alternativă la SpaceX. Iar pentru securitatea Europei, e cu siguranţă important ca să existe o rachetă proprie, cu propriile capacităţi tehnologice de lansare a sateliţilor şi a funcţiilor pe care le pot îndeplini aceştia.