Deze pagina afdrukken

Ariane 6: Europa's nieuwste krachtpatser

Geschreven door 
Beoordeel dit item
(8 stemmen)
Artistieke impressie van de Ariane 6 raket. Artistieke impressie van de Ariane 6 raket. Foto: D. Ducros/ESA.

Om Europa's toegang tot de ruimte te kunnen blijven garanderen, werkt de Europese ruimtevaartorganisatie ESA samen met ArianeGroup aan de ontwikkeling van de opvolger van de succesvolle Ariane 5 raket. Deze nieuwe krachtige draagraket, de zesde generatie uit het Arianeprogramma, zal net als zijn voorgangers gelanceerd worden vanop de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana en zal bestaan uit twee versies. De meest krachtige versie, de Ariane 64, moet vrachten tot 21,6 ton tot in een lage baan om de Aarde brengen en vrachten tot 11,5 ton tot in een geostationaire overdrachtbaan. Met de Ariane 6 hoopt Europa beter te kunnen concurreren met nieuwe prijsvechters op de lanceermarkt als SpaceX. 

Ontwerp

In juni 2014 stelden de twee Europese lucht- en ruimtevaartbedrijven Airbus en Safran het ontwerp voor aan ESA van de opvolger van de Ariane 5 raket. Dit voorstel, dat bestond uit twee varianten van de Ariane 6, verschilde van een eerdere studie voor een opvolger van een Ariane 5 die door ESA in 2012 werd uitgevoerd. Uiteindelijk werd eind 2014 op de ESA ministerraad het budget goedgekeurd voor de ontwikkeling van de Ariane 6 en koos men voor het ontwerp van de twee varianten, de Ariane 62 en Ariane 64. De twee varianten van de Ariane 6 verschillen in grote lijnen niet veel van elkaar. Terwijl de lichte variant, de A62, zal uitgerust worden met twee P120 solid boosters zal de A64 variant beschikken over vier P120 boosters. Hierdoor zal de zwaarste variant, de A64, dan ook vooral gebruikt worden voor het lanceren van zware commerciële satellieten. De onderste trap van de Ariane 6 kreeg de naam 'Lower Liquid Propulsion Module' (LLPM) en werd uitgerust met één Vulcan 2.1 raketmotor. Deze krachtige raketmotor zal als brandstof vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof gebruiken en is een gemoderniseerde versie van de Vulcan 2. motor die gebruikt wordt bij de Ariane 5. Alles samen heeft de Lower Liquid Propulsion Module (LLPM) een diameter van 5,4 meter en heeft deze trap bij de lancering een gewicht 140 ton. Aan de onderste rakettrap worden ook twee of vier boosterraketten bevestigd die de Ariane 6 bij de lancering extra stuwkracht geven. In tegenstelling tot de andere rakettrappen maken de Equipped Solid Rockets (ERS) van de Ariane 6 geen gebruik van een vloeibare brandstof maar wel van een vaste brandstof. Deze boosterraketten kregen de naam 'Equipped Solid Rockets' (ESR), zijn elk 3 meter lang en zijn elk voorzien van één P120 raketmotor. Deze Equipped Solid Rockets (ESR) gaan in de toekomst ook gebruikt worden als onderste rakettrap voor de Europese Vega C raket dat een gemoderniseerde versie is van de bestaande Vega raket. Bovenop de Lower Liquid Propulsion Module (LLPM) bevindt zich de tweede rakettrap die de naam 'Upper Liquid Propulsion Module' (ULPM) kreeg. Deze trap heeft eveneens een diameter van 5,4 meter en weegt bij de lancering 31 ton. De Upper Liquid Propulsion Module (ULPM) wordt voorzien van een krachtige Vinci raketmotor die net als de onderste rakettrap gebruik maakt van vloeibare zuurstof en vloeibare waterstof als brandstof. Bovenop de Upper Liquid Propulsion Module (ULPM) bevindt zich uiteindelijk de neuskegel waarin de vrachten zoals satellieten worden ondergebracht. De grote van deze neuskegel zal afhankelijk zijn van het type vracht dat men wil lanceren. Alles samen zal de Ariane 6 van 62 tot 70 meter lang zijn en zal de zwaarste variant, de A64, bij de lancering een totaal gewicht hebben van ongeveer 860 ton. Bij het opstijgen zal de Ariane 64, de zwaarste variant, een stuwkracht ontwikkelen die gelijk is aan de stuwkracht van meer dan 10 opstijgende Airbus A380 passagiersvliegtuigen. Verwacht wordt dat de lichtste variant van deze nieuwe Europese draagraket half 2020 voor het eerst zal gelanceerd worden. 

Foto: ESA/D. Ducros

Meerdere vrachten en missies tijdens één lancering

Om de Ariane 6 raket zo goed mogelijk te kunnen aanbieden op de commerciële lanceermarkt wil Arianespace en ESA deze aanbieden in verschillende mogelijke configuraties. Ondanks het feit dat er maar twee varianten van de Ariane 6 raket bestaan, zal deze toch voor diverse doeleinden kunnen gebruikt worden aangezien men met deze raket zowel kleine alsook grote en complexe en zware vrachten in de ruimte wil brengen. Zo zal men beide varianten kunnen gebruiken voor het lanceren van zowel kleine satellieten zoals cubesats en nanosatellieten maar ook voor grote, zware satellieten zoals geostationaire communicatiesatellieten. Daarnaast zal men de Ariane 6 raket ook kunnen gebruiken voor het lanceren van vrachten zoals ruimtetelescopen of ruimtesondes die in speciale banen moeten worden gebracht. Ook zal het mogelijk zijn om kleine satellieten zoals cubesats mee te lanceren wanneer men één of meerdere zware communicatiesatellieten in de ruimte wil brengen. Eén van de grootste troeven van de Ariane 6 raket is ongetwijfeld het feit dat deze raket satellieten in verschillende banen om de Aarde kan uitzetten tijdens één lancering. Zo zou men tijdens één lancering van een Ariane 6 raket een satelliet met een massa van 3,7 ton kunnen uitzetten op een hoogte van 800 kilometer waarna een tweede vracht van 1,4 ton kan worden uitgezet in een lagere baan op een hoogte van 650 kilometer. Door zoveel mogelijk satellieten te kunnen lanceren tijdens één lancering kan men uiteindelijk de prijs van de Ariane 6 drukken waardoor deze op termijn kan concurreren met andere belangrijke spelers. 

Nieuw lanceercomplex

Om de nieuwe Ariane 6 raket te kunnen lanceren, wordt er op de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana, het Guiana Space Centre, een gloednieuw lanceercomplex gebouwd. Dit nieuwe lanceercomplex, ELA-4 (l'Ensemble de Lancement Ariane 4), zal in totaal 170 hectare groot zijn waarvan 18 hectare bebouwde oppervlakte is. Het terrein bevindt zich 4 kilometer ten westen van het bestaande Ariane 5 lanceercomplex. Om de Ariane 6 te kunnen lanceren, wordt er op dit terrein een nieuwe Launcher Assembly Building (BAL) gebouwd. Deze gigantische montagehal is maar liefst 112 meter lang, 20 meter hoog en 41 meter breed. In dit gebouw zullen de Ariane 6 onderdelen in horizontale houding klaargemaakt worden en aan elkaar bevestigd worden alvorens deze naar het lanceerplatform wordt overgebracht. Zo zullen de verschillende trappen per schip of vliegtuig naar Frans-Guyana worden overgebracht waarna deze aan elkaar moeten bevestigd worden in de Launcher Assembly Building (BAL). Eenmaal alle onderdelen van de Ariane 6 aan elkaar worden bevestigd, zal deze in verticale houding worden overgebracht naar het nieuwe lanceerplatform en zal een nieuwe 'Mobile Gantry' onder andere de raket beschermen tegen slechte weersomstandigheden. De vracht die in de ruimte zal gebracht worden door de Ariane 6 zal in de beschermde neuskegel van de raket gemonteerd worden bovenop de raket in de Mobile Gantry. Ook de twee of vier boosterraketten (Equipped Solid Rockets) zullen aan de onderste trap van de Ariane 6 raket bevestigd worden in de Mobile Gantry. Voor ESA en Arianespace is de horizontale integratie van de raket in de Launcher Assembly Building (BAL) een nieuw concept aangezien men bij de voorgaande Ariane raketten steeds verticale integratie toepaste. De horizontale integratie van alle rakettrappen is afkomstig uit de Russische ruimtevaart waar men dit al decennia lang toepast bij de Sojoez en Proton raketten. De nieuwe Mobile Gantry voor de Ariane 6 raket is 90 meter hoog en zorgt er ook voor dat ingenieurs en technici nog aan alle onderdelen van de Ariane 6 raket kunnen alvorens de raket gelanceerd wordt. De contracten voor de bouw van dit nieuwe lanceercomplex werden in juli 2016 afgesloten waarna de bevoegde aannemers meteen zijn gestart aan de werkzaamheden. Verwacht wordt dat het nieuwe complex eind 2019 klaar zal zijn. 

Artistieke impressie van het nieuwe Ariane 6 lanceercomplex op de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana - Foto: ESA/D. Ducros

Kostprijs & contracten

Net zoals de ontwikkeling van de voorgaande Ariane raketten is ook deze realisatie een publiek private samenwerking waarvan het meeste budget afkomstig is van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Zo zou 2,8 miljard euro voor de ontwikkeling van de Ariane 6 afkomstig zijn van ESA. Daarnaast investeert de Europese ruimtevaartindustrie nog eens 400 miljoen euro in de ontwikkeling van de Ariane 6 en zijn diverse onderdelen. Verwacht wordt dat de ontwikkelingskosten nog kunnen oplopen tot ongeveer 5 miljard euro. Net als de Ariane 5 hopen ESA en het Europese lanceerbedrijf Arianespace dat de Ariane 6 een belangrijke speler gaat worden op de lanceermarkt. Om hierin te slagen zal de Ariane 6 en het Europese lanceerbedrijf Arianespace de concurrentie moeten aangaan met andere commerciële lanceerbedrijven als SpaceX die vandaag de dag steeds meer contracten binnen halen door de lage kostprijs van de draagraket. Arianespace hoopt de Ariane 6 raket dan ook te kunnen aanbieden op de markt aan een kostprijs van ongeveer 90 miljoen euro per lancering. De huidige Ariane 5 raket kost vandaag de dag tussen de 165 en 220 miljoen euro per lancering. ter vergelijking: de grootste concurrent van de Ariane 5 en 6 raketten, de Amerikaanse Falcon 9 van SpaceX, kost per lancering ongeveer 50 miljoen dollar. Het eerste commerciële contract voor de Ariane 6 werd in juni 2015 afgesloten en bestaat uit drie lanceringen van Ariane 6 raketten in opdracht van de satellietoperator OneWeb. Daarnaast sloot Arianespace in september 2018 ook een contract af met Eutelsat voor het lanceren van vijf communicatiesatellieten met behulp van de nieuwe Ariane 6 raketten. Ook een Franse spionagesatelliet zou in de toekomst in de ruimte gebracht worden met behulp van een Ariane 6 raket. Door gebruik te maken van 3D-printen voor het maken van onderdelen en gesynchroniseerde procedures wil men de productietijd van de Ariane 6 aanzienlijk korter maken dan die van de Ariane 5. Hierdoor hoopt Arianespace tot 12 Ariane 6 raketten per jaar te kunnen lanceren, wat een verdubbeling is ten opzichte van de Ariane 5. 

De bouwwerken aan het nieuwe Ariane 6 lanceercomplex in oktober 2018 - Foto: S. Corvaja

Kris Christiaens

Medebeheerder & hoofdredacteur van Spacepage.
Oprichter & beheerder van Belgium in Space.
Ruimtevaart & sterrenkunde redacteur.

Volg mij op Twitter: @KrisChristiaens

Gerelateerde items (op tag)