kfujitoの徒然（ｂｙ浮沈子）

アリアン６：初打ち上げの評価


（欧州の新型ロケット「アリアン6」初打ち上げ　軌道到達と超小型衛星放出に成功）
https://sorae.info/ssn/20240710-ariane6.html

「欧州宇宙機関（ESA）は日本時間2024年7月10日に「アリアン6」ロケット初号機の打ち上げを実施しました。ロケット2段目の軌道到達と搭載されていたペイロードの軌道投入に成功したことがESAから発表されています。」

おう、成功だったのかあ？。

「一方、打ち上げミッション第3段階の技術デモンストレーションとして発射2時間37分後頃に計画されていた2段目エンジン3回目の燃焼と、それに続く再突入カプセル2機の分離は実施されませんでした。」

「2段目のVinciエンジンを再点火するにはアリアン6用に開発された補助推進装置（Auxiliary Propulsion Unit: APU）が必要」

「APUの主な役割は推進剤タンクの加圧ですが、浮遊する推進剤をVinciエンジンの再点火時にタンクの底へ集めるために加速度を生じさせたり、必要に応じて推力を追加させたりする役割も」

「APUは超小型衛星放出後に一旦は再始動したものの、何らかの問題が生じて数秒後に停止し、その後の2段目は計画通りの軌道から逸れていった」

ミッションとしては部分的成功という評価が妥当なんだろう。

（打ち上げ履歴）
https://en.wikipedia.org/wiki/Ariane_6#List_of_launches

「質量シミュレータを搭載したアリアン6号の初飛行。上段は補助動力装置の異常により2度目の再起動に失敗し、軌道離脱噴射が不可能となった。」

「このペイロードは主に質量シミュレーターであったが、複数の相乗りペイロードも搭載していた。これらには、5つの実験（GAREFのPariSat、Sint-PieterscollegeのPeregrinus、OLEDCOMMのLIFI、Libre SpaceのSIDLOC、ESAのYPSat ）と8つのCubeSat（RapidCubeのOOV-Cube、PTSのCurium One 、リスボン大学のISTSat、カタロニア工科大学の3Cat-4 、SpacemanicのGRBBEta、モンペリエ大学のROBUSTA-3 、 NASAのCURIE 、Orbital MatterのReplicator）が含まれており、これらは正常に展開された。この打ち上げでは、第2段が軌道から外れた後に展開される予定だった再突入カプセル2つ（ArianeGroupのSpaceCase SC-X01とThe Exploration CompanyのNyx Bikini ）も搭載されていたが、機体は予定通り再突入しなかった。」

「打ち上げ結果：部分的な失敗」

うーん、まあ、どっちでもいいんですが。

が、浮沈子の評価は異なる。

（ヨーロッパ初のアリアン6号の飛行は目的のほとんどを達成したが、予定より早く終了した。）
https://arstechnica.com/space/2024/07/europes-first-ariane-6-flight-achieved-most-of-its-goals-but-ended-prematurely/

「8分を少し切ったところで、ヴァルカン2.1エンジンが停止し、ロケットの主段が下がって上段のヴィンチエンジンが軌道速度まで加速する役割を終えた。主段と同じ液体水素と液体酸素の混合物を燃焼するヴィンチエンジンは、飛行開始から18分半ほど経過して予備的な移行軌道に到達するまで噴射された。」（初期点火：浮沈子注）

「上段は地球を半周した後、ヴィンチエンジンを短時間再点火し、高度約360マイル（580キロメートル）、赤道に対して62度の傾斜で円軌道を描いた。」（第１回再点火：浮沈子注）

「しかし、その発言から間もなく、上段の故障により、ヴィンチエンジンは地球の大気圏に再び突入して破壊的な再突入を狙う３回目の燃焼を完了することができなくなった。」（２度目の再点火に失敗：つーか、再点火はしたんだが継続できなかった：浮沈子注）

「ほとんどのロケットは推進剤タンクを加圧するためにヘリウムを使用しますが、設計者は重量を軽減し、低推力のセカンダリーエンジンとしてのAPUの追加の利点を活用するために、アリアン6にAPUを導入しました。」

「上段には補助推進装置（APU）も搭載されており、基本的には小型の第2エンジンで、いくつかの重要な機能を果たす。」

「これらには、上段の推進剤タンクから少量の液体水素と液体酸素を引き出し、3D プリントされたガス発生器で加熱し、その後、ガスをタンクに注入して加圧するといったことが含まれます。APU はまた、ヴィンチ エンジンが点火される前に上段のタンクに浮遊している推進剤を沈めたり、宇宙空間でのロケットの位置を微調整してペイロードをわずかに異なる軌道に放出したりするのに十分な、低レベルの推力も生成します。」

ガス発生機（ガスジェネレーター）で生成されたガスというのは、たぶん、水蒸気だろう（燃料が水素と酸素だからな：未確認）。

最近のロケットは、２段目の長期間運用や再点火が流行っていて（流行りなのかあ？）、いろいろ複雑な仕掛けを施している。

欧州らしい小技の連発で、使い捨てロケットのネガを、少しでも緩和して再使用に対抗しようといういじましい取り組みだ（そういうことかあ？）。

「ある時点で、APU を再点火しました」「再点火しましたが、その後停止しました。なぜ停止したのかはわかりません。これは、すべてのデータを入手したときに理解する必要があることです。」（アリアン6ロケットの主契約者であるアリアングループのCEO、マーティン・シオン氏）

「APU の故障は、残りの試験飛行にいくつかの影響を及ぼした。APU が作動せず、ロケットの燃料タンクを適切に調整できなかったため、ヴィンチ エンジンは再起動できなかった。」

「ミッション開始から 2 時間半以上経過して予定されていたこの 3 回目のヴィンチ燃焼は、ロケットの速度を十分減速させて軌道から外れ、大気圏に再突入し、太平洋上でロケットが分解するはずだった。」

この故障の影響が、初回の点火や燃焼に及ぼす影響は見えていない。

「フランスの打ち上げサービス会社アリアンスペースのCEO、ステファン・イスラエル氏は、APUの問題は次回のアリアン6号の飛行には「影響しない」と述べた。」

「この飛行では、CSO-3というフランス軍の偵察衛星が打ち上げられる予定」

「フランスのCSO-3衛星は低高度軌道に打ち上げられる。1つの衛星で低軌道に打ち上げられるため、このミッションでは火曜日に試みたようにアリアン6号の上段でAPUを複数回点火する必要はないと思われる。」

しかしながら、推進剤タンクの加圧や推進剤をタンクの下部に押し付ける加速は必要だからな。

アリアン６は、ホットステージじゃないから、２段目を分離した時の加速はゼロになる。

その際にAPUを働かせているかどうかは不明だ（＜以下追加＞参照）。

もしそうなら、今回、３回目の点火（２回目の再点火）後に失火したというのは重要なネガになる。

APUの作動に信頼がおけないということだ。

「今夜の打ち上げ成功によって我々は次のミッションの準備ができる」

ステファンイズラエルは強気の発言をしているけど、根本的なところで問題を抱えていることを露呈した打ち上げとなった。

最後の最後で躓いたわけではない。

１６機のペイロード（その中で２段目から分離されるのは１１機）のうち、分離できなかったのは２機だけだから、成功は１６機中１４機（８７．９％）だとか、そういう割合の話でもない。

１回目の再点火には成功しているから、確かに機能することは確認されたが、２度目の再点火（継続燃焼）に失敗したことの影響はデカい。

原因の究明は急務だ。

同時に、このロケットに対する今後の運用にも影響が出かねない。

（欧州宇宙機関、アリアン6ロケット初号機を打ち上げるが上段に問題発生）
https://spaceflightnow.com/2024/07/07/esa-makes-final-preparations-for-its-inaugural-ariane-6-launch/

「6月下旬、前述のEUMETSAT（欧州気象衛星輸出機構）は、メテオサットMTG-S1衛星の打ち上げを、アリアン6（アリアン64構成を採用した最初のロケット）の3回目の打ち上げから、スペースXのファルコン9ロケットに変更すると発表した。これは、ル・モンド紙が最初に報じた。」

これに対しては、関係者から避難囂々だったようだが、初打ち上げの状況を見れば、先見の明有りというところだろう。

「アリアン6号の打ち上げに必要な技術的条件は整っており、ロケットも確かに利用可能でした。欧州の主要な宇宙開発国や欧州委員会が欧州のロケットで欧州の衛星を打ち上げるよう呼びかけているこの時期に、ユーメトサットがこのような決定を下した理由を私は待ち焦がれています！」（CNESの会長兼CEOであるフィリップ・バティスト氏）

ズバリ、信頼性の欠如だ。

「EUMETSATの決定は「理解しがたい」」（ESAのヨゼフ・アッシュバッハー事務局長）

今は、十分理解できるんじゃないのかあ？。

「ロケット危機の終焉は手の届くところにある。今こそ、欧州が間近に迫っている宇宙への自律アクセスを支援する時だ」（同上）

鼻息が荒いのは結構だが、実質が伴わなければ何にもならない。

フランスの軍事衛星が今年上がるかどうかに注目だな・・・。

＜以下追加＞ーーーーーーーーーー

（ローンチタイムライン）
https://spaceflightnow.com/wp-content/uploads/2024/07/20240705_Ariane6_launch_timeline.jpg

スペースフライトナウのページに張られていた画像を見ると、発射後のシーケンスが確認できる（ちゃんと見てない証拠だな）。

画像からのOCRはこのページを参照・・・。

（無料＆ブラウザ上でPDF・JPEG・PNG・GIFファイルからOCRによるテキスト抽出ができる「OCR PDFs and images directly in your browser」）
https://gigazine.net/news/20240404-ocr-pdfs-and-images-directly-in-your-browser/

「Time Event
(hh:mm:ss)
　-00:00:07 Valcain ignition.

➀ 00:00:00 Booster ignition and liftoff

➁ 00:02:16 Booster separation

➂ 00:03:39 Fairing separation

　　00:07:35 Vulcain 2.1 cutoff

➃ 00:07:41 Upper stage separation

⑤ 00:07:50 First Vinci boost

　　00:08:53 First Auxiliary Propulsion Unit power up

　　00:18:32 Vinci cutoff

⑥ 00:56:20 Second Vinci boost

　　00:56:42 Vinci cutoff

　　01:05:36 Auxiliary Propulsion Unit cutoff

⑦ 01:05:53 First separation command:

　　　　　　　　　00V-Cube, Curium One, Robusta-3A and initialisation of YPSat and Peregrinus

⑧ 01:05:56 Second separation command:

　　　　　　　　　3Cat-4, ISTSat-1, GRBBeta and initialisation of SIDLOC and Pariat

⑨ 01:06:02 Third separation command:

　　　　　　　　　CURIE and Replicator

　　01:14:12 Second Auxiliary Propulsion Unit power up

　　01:43:41 Auxiliary Propulsion Unit cutoff

　　01:51:11 Third Auxiliary Propulsion Unit power up

⑩ 02:37:15 Third Vinci boost

　　02:37:43 Vinci cutoff

　　02:39:26 Auxiliary Propulsion Unit cutoff

⑪ 02:40:13 Capsule separation command:

　　　　　　　　　Nyx Bikini and SpaceCase SCX01

　　02:40:33 First passivation manoeuvre」

ポイントは⑤からだな。

➃で２段目を切り離した直後に、ヴィンチエンジンを点火している（00:07:50）。

APUの起動はその後だ（00:08:53）。

つまり、初回のヴィンチエンジンの点火には、ステファンイズラエルが言うように、APUの不具合は影響しないと考えるのが妥当だ。

興味深いのは、必ずしもヴィンチエンジンの点火とAPUの起動とは１対１で対応しているわけではないことだな。

そこんとこだけ抽出するとこうなる。

00:07:50 First Vinci boost：第１回目ヴィンチ起動
（ヴィンチのみ起動）
00:08:53 First Auxiliary Propulsion Unit power up：第１回目APU起動
（両方起動）
00:18:32 Vinci cutoff：第１回目ヴィンチ停止（作動時間１０分４２秒）
（この間はAPUのみ起動）
00:56:20 Second Vinci boost：第２回目ヴィンチ起動
（両方起動）
00:56:42 Vinci cutoff：第２回目ヴィンチ停止（作動時間１２秒）
（この間はAPUのみ起動）
01:05:36 Auxiliary Propulsion Unit cutoff：第１回目APU停止（作動時間５７分４６秒）
（推力なし）
01:14:12 Second Auxiliary Propulsion Unit power up：第２回目APU起動
（この間はAPUのみ起動）
01:43:41 Auxiliary Propulsion Unit cutoff：第２回目APU停止（作動時間２９分２９秒）
（推力なし）
01:51:11 Third Auxiliary Propulsion Unit power up：第３回目APU起動（起動するもその後停止）
（この間はAPUのみ起動予定）
02:37:15 Third Vinci boost：第３回目ヴィンチ起動予定
（両方起動予定）
02:37:43 Vinci cutoff：第３回目ヴィンチ停止予定（作動時間２８秒予定）
（この間はAPUのみ起動予定）
02:39:26 Auxiliary Propulsion Unit cutoff：第３回目APU停止予定（作動時間３８分１５秒予定）
（推力なし）

このシーケンスを見ると、確かに、いいところまでは行った感じだな。

部分的失敗というのは妥当な評価かも知れない。

01:14:12の第２回目APU起動と、その後の３０分近い燃焼は上手くいっている。

まあいい。

欧州の威信を賭けたロケットは、初めから完璧には動作しなかった。

その影響がどうなるのかは知らない。

２段目の初期点火にAPUが関与していない点は確認出来た。

が、その信頼性に疑問符が付いたことは事実だ。

初期点火後に、衛星をデプロイしたあと、APUの点火や再点火のテストを行うことは可能だろう。

ミッションをこなしながら、熟成させていくことは可能だ。

今後に期待だな・・・。