アリアン5

アリアン5（フランス語: [ aʁjan sɛ̃k ]）は、欧州宇宙機関（ESA）のためにアリアンスペースが運用していた、退役した欧州の大型宇宙ロケットです。フランス領ギアナのギアナ宇宙センター（CSG）から打ち上げられました。静止遷移軌道（GTO）、低地球軌道（LEO）、またはさらに遠くの宇宙にペイロードを運ぶために使用されました。このロケットは、2003年4月9日から2017年12月12日までの間に82回連続で打ち上げに成功しました。2014年から開発が進められていた^{[ 4 ]}直接の後継システムであるアリアン6は、2024年に初めて打ち上げられました^{[ 5 ]。}

このシステムは、フランス政府の宇宙機関である国立宇宙研究センター（CNES）が、さまざまなヨーロッパのパートナーと協力して、使い捨ての打ち上げロケットとして設計しました。前身の打ち上げロケット計画の直接的な派生ではありませんが、アリアンロケットファミリーの一部として分類されました。アエロスパシアル、後にアリアングループが、他のヨーロッパの請負業者からなる多国間コンソーシアムを率いて、ロケットの製造の主契約者でした。アリアン5は当初、エルメス宇宙船の打ち上げを目的としており、そのため有人宇宙打ち上げ用に評価されていました。

アリアン5は最初の打ち上げ以来、「G」、「G+」、「GS」、「ECA」、そして最終的に「ES」と、次々と改良が加えられてきました。このシステムは、SYLDA （ Système de Lancement Double Ariane 、アリアン二重打ち上げシステム）キャリアシステムを使用して最大2基の大型静止軌道通信衛星を搭載できる、一般的な二重打ち上げ機能を備えていました。サイズによっては、SPELTRA（Structure Porteuse Externe Lancement Triple Ariane 、アリアン三重打ち上げ外部キャリア構造）を使用して、やや小型の主衛星を最大3基搭載することも可能です。ASAP（Ariane Structure for Auxiliary Payloads）プラットフォームを使用すれば、通常は小型の実験パッケージやミニ衛星などの副ペイロードを最大8基まで搭載できます。

ESAの宇宙輸送担当ディレクター、ダニエル・ノイエンシュワンダー氏によると、2020年8月15日の打ち上げ後、アリアンスペースは新型アリアン6ロケットに引き継がれる前の最後の8回のアリアン5打ち上げの契約を締結した。 ^{[ 6 ] [ 5 ]}アリアン5は2023年7月5日に最後のミッションを飛行した。^{[ 7 ]}

2014年11月現在 アリアン5ロケットの「中型衛星を低位置で打ち上げる」商業打ち上げ価格は約5000万ユーロで、^{[ 22 ]}ますます競争が激化する市場で商業打ち上げを競っている。

より重い衛星は、典型的な2機の衛星を搭載したアリアン5ロケットの打ち上げにおいて上側の位置に搭載され、下側の衛星よりも高価で、2013年時点で約9000万ユーロであった^{[ 23 ]。}[ ^{24 ] [ 25 ]​}

アリアン5ロケット（上段と下段にそれぞれ1基ずつ、合計2基の衛星を宇宙に運ぶことができる）の打ち上げ費用総額は、2015年1月時点で約1億5000万ユーロだった。 [ ^{25 ]​}

次世代ロケット「アリアン6」の設計概要では、最大6,500kg（14,300ポンド）の衛星1基を静止トランスファ軌道（GTO）に打ち上げられる、より低コストで小型のロケットが求められていました。[ 37 ]^{しかし、いくつ}かの改良を経て、最終的な設計はアリアン5と性能がほぼ同じとなり、^{[ 38 ]}製造コストと打ち上げ価格の削減に重点が置かれました。2014年3月現在   アリアン6は1回の打ち上げに約7000万ユーロかかると予測されており、これはアリアン5の価格の約半分である。^{[ 37 ]}

当初、アリアン6の開発費用は36億ユーロと見積もられていた。^{[ 39 ]} 2017年、ESAは初飛行の期限を2020年7月16日に設定した。^{[ 40 ]}アリアン6は2024年7月9日に初飛行を成功裏に完了した。

アリアン5の最初の試験飛行（アリアン5フライト501）は1996年6月4日に失敗し、制御ソフトウェアの不具合によりロケットは打ち上げから37秒後に自爆した。^{[ 41 ]}水平バイアスを表す変数に格納される64ビット浮動小数点値から16ビット符号付き整数値へのデータ変換により、浮動小数点値が16ビット符号付き整数で表現するには大きすぎたため、プロセッサトラップ（オペランドエラー）が発生した。 ^{[ 42 ]}このソフトウェアはアリアン4用に作成されており、効率性に関する考慮事項（ソフトウェアを実行するコンピュータの最大ワークロード要件は80%であった^{[ 42 ]} ）により、4つの変数はハンドラで保護されていたが、水平バイアス変数を含む他の3つの変数は「物理的に制限されているか、または安全マージンが大きい」と考えられたため、保護されていなかった。^{[ 42 ]} Adaで書かれたこのソフトウェアは、アリアン4のサブシステム全体を再利用することでアリアン5に組み込まれたが、バグを含む特定のソフトウェアはサブシステムの一部に過ぎず、アリアン5はアリアン4とは異なる準備手順を持っているため必要とされていなかった。^{[ 42 ]}

2回目の試験飛行（1997年10月30日のL502）は部分的な失敗に終わった。バルカンノズルがロール問題を引き起こし、コアステージの早期停止につながった。上段は正常に作動したが、目的の軌道には到達できなかった。その後の試験飛行（1998年10月21日のL503）は成功し、最初の商業打ち上げ（L504）は1999年12月10日にXMM-Newton X線観測衛星の打ち上げで行われた。^{[ 43 ]}

2001年7月12日にも部分的な失敗が発生し、2基の衛星が予定していた静止トランスファ軌道（GTO）の半分の高さという誤った軌道に投入されてしまった。ESAのアルテミス通信衛星は、実験的なイオン推進システムを用いることで、2003年1月31日に予定軌道に到達することができた。

次の打ち上げは2002年3月1日まで行われず、11回目の打ち上げで環境衛星Envisatが地球上空800km （500マイル）の軌道に到達することに成功した。8,111kg （17,882ポンド）のペイロードは、 2008年3月9日に最初のATVが19,360kg （42,680ポンド）で打ち上げられるまで、最も重い単一ペイロードだった。      

2002年12月11日に行われたECA型ロケットの初打ち上げは、メインブースターの不具合によりロケットが軌道を外れ、打ち上げから3分後に自爆を余儀なくされ、失敗に終わった。搭載されていた通信衛星2基（STENTORとHot Bird 7 ）は、約6億3000万ユーロ相当で大西洋に落下した。この不具合は、冷却パイプの漏れによりノズルが過熱したことが原因と判明した。この失敗の後、アリアンスペース社は2003年1月に予定されていたロゼッタミッションの打ち上げを2004年2月26日に延期したが、アリアン5の極低温タンクを保護する発泡材に軽微な不具合が見つかったため、さらに2004年3月初旬に延期された。ECA型ロケットの初打ち上げの失敗は、2018年1月の241回目の飛行まで、アリアン5の最後の失敗となった。

2003年9月27日、最後のアリアン5Gロケットは、162回目の飛行で3つの衛星（欧州初の月探査機SMART-1を含む）を打ち上げた。2004年7月18日、アリアン5G+ロケットは、当時史上最も重い通信衛星であるAnik F2 （重量約6,000kg ）を打ち上げた。  

アリアン5ECAロケットの初打ち上げは2005年2月12日に成功した。搭載されたペイロードは、軍事通信衛星XTAR-EUR、小型科学衛星SLOSHSAT、およびペイロードシミュレーターMaqSat B2であった。当初、打ち上げは2004年10月に予定されていたが、追加試験と軍事衛星Helios 2Aの打ち上げにより延期された。

2005年8月11日、最初のアリアン5GS（アリアン5ECAの改良型固体燃料ロケットモーターを搭載）が、当時最も重い通信衛星であるタイコム4号（重量6,505kg ）を軌道に投入した^{[ 44 ] 。}  

2005年11月16日、アリアン5ECAロケットの3回目の打ち上げ（ECA打ち上げとしては2回目の成功）が行われた。この打ち上げでは、 DirecTVのSpaceway F2とインドネシアのPT TelekomunikasiのTelkom-2という2つのペイロードが搭載された。これは、 8,000kg （18,000ポンド）を超える、当時としてはこのロケットで最も重い2つのペイロードだった。  

2006年5月27日、アリアン5ECAロケットが8,200kg （18,100ポンド）の商用ペイロード打ち上げの新記録を樹立した。搭載された2つのペイロードは、タイコム5号とサトメックス6号の衛星であった。^{[ 45 ]}  

2007年5月4日、アリアン5ECAは、アストラ1Lとギャラクシー17通信衛星を合計重量8,600kg （19,000ポンド）、ペイロード総重量9,400kg （20,700ポンド）で遷移軌道に投入し、新たな商業記録を樹立した。^{[ 46 ]}この記録は、2007年11月11日にスカイネット5BとスターワンC1衛星を打ち上げた別のアリアン5ECAによって再び破られた。この打ち上げのペイロード総重量は9,535kg （21,021ポンド）であった。^{[ 47 ]}      

2008年3月9日、初のAriane 5ES-ATVが打ち上げられ、ジュール・ヴェルヌと名付けられた初のATV （自動輸送機）が国際宇宙ステーション（ISS）に届けられました。このATVは、欧州のロケットによって打ち上げられたペイロードとしては史上最重量であり、宇宙ステーションに必要な推進剤、水、空気、乾燥貨物を供給しました。これは、上段エンジンの再始動を伴う初の運用Arianeミッションでした。ES-ATVのAestus EPS上段エンジンは再始動可能でしたが、ECA HM7-Bエンジンは再始動できませんでした。

2009年7月1日、アリアン5ECAロケットがTerreStar-1（現在のEchoStar T1）を打ち上げた。当時、重量6,910kg （15,230ポンド）のTerreStar-1は、当時建造された商用通信衛星としては最大かつ最も重い衛星であった^{[ 48 ]。}その後、ファルコン9ロケットで打ち上げられた重量7,080kg （15,610ポンド）のTelstar 19 Vantageにその座を譲った。この衛星は通常のGTOよりも低エネルギーの軌道に投入され、初期遠地点は約17,900km （11,100マイル）であった^{[ 49 ]}。      

2010年10月28日、アリアン5ECAロケットは、ユーテルサットのW3B （同社のWシリーズ衛星の一部）とブロードキャスティング・サテライト・システム・コーポレーション（B-SAT）のBSAT-3b衛星を軌道に投入した。しかし、W3B衛星は打ち上げ成功後まもなく動作しなくなり、衛星の主推進システムからの酸化剤漏れにより全損とされた。^{[ 50 ]}一方、BSAT-3b衛星は正常に動作している。^{[ 51 ]}

2020年8月15日のVA253打ち上げでは、約85kg（187ポンド）の積載能力向上につながる2つの小さな変更が導入されました。それは、軽量化されたアビオニクスおよび誘導装置ベイと、ペイロードフェアリングの圧力ベントの変更で、これらはその後のジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げに必要でした。また、ガリレオ航法衛星を使用した位置特定システムも初披露されました。^{[ 52 ]}  

2021年12月25日、VA256はジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を太陽・地球L2_ハロー軌道に向けて打ち上げた。^{[ 53 ]}打ち上げ後の軌道精度により燃料が節約され、予想よりも多くのヒドラジン推進剤を軌道維持のために搭載できたため、望遠鏡の寿命が倍増する可能性があるとされている。 ^{[ 53 ] [ 54 ]}アリアン5のプログラムマネージャーであるリューディガー・アルバートによると、この飛行のために、飛行前テストで特に優れた性能を発揮したコンポーネントを選択する努力がなされており、その中には「これまで製造した中で最高のバルカンエンジンの1つ」も含まれているという。^{[ 54 ]}

• アリアンロケットの打ち上げリスト
• アリアン6、初期2つの派生型
• 大型打ち上げロケット
• 軌道打ち上げロケットファミリーの比較
• 軌道打ち上げシステムの比較
• 将来型ロケット準備プログラム（ESA、アリアン5以降）

• アリアンスペースのアリアン5概要
• アリアン5プログラムに関する情報はアストリウム社でご覧いただけます。