Ariane 5:n toimintahäiriö selvinnyt

Arianespacen lento 142: Tutkimusryhmän raportti ja toimintasuunnitelma

Arianespacen lehdistötiedote 01/27:

Lennon 142 Ariane 5 -kantoraketin ylimmän vaiheen (EPS) toimintahäiriötä tutkimaan asetettu tutkimusryhmä on jättänyt raporttinsa Arianespacelle elokuun ensimmäisenä päivänä.

Lentoa 142 tutkinut ryhmä on osoittanut toimintahäiriön syyt ja suositellut korjaavia toimenpiteitä. Kaikki ehdotukset on hyväksytty ja niiden mukaiset toimenpiteet tehdään niin nopeasti kuin mahdollista.

Arianespacen tavoitteena on laukaista seuraava Ariane 5 lennolleen marraskuun loppupuolella. Näin ollen lento viivästyy noin kahdella kuukaudella aikaisemmin hyväksyttyyn aikatauluun verrattuna.

Taustaa

Seitsenhenkinen tutkimusryhmä asetettiin 16. heinäkuuta tutkimaan Ariane 5:n varastoitavalla polttoaineella (MMH) toimivan ylimmän vaiheen (EPS) toimintahäiriötä, joka tapahtui Arianespacen lennolla 142 heinäkuun 12. päivänä. Häiriön vuoksi lennon hyötykuormana olleet kaksi satelliittia - joista toinen oli ESAn tietoliikennesatelliitti Artemis - joutuivat aiottua matalammalle kiertoradalle.

Tutkimusryhmä on analysoinut kaikki lennon aikana nauhoitetut mittaustiedot ja tutkinut kaikkien tähänastisten Ariane 5 -lennoilla käytettyjen kantorakettien tuotantoa, laatua sekä osien teknisiä dokumentteja.

Lennon yksityiskohtia ja syyt toimintahäiriöön

Tutkimusryhmän mukaan lennon 142 valmistelu ja laukaisutoiminnot tapahtuivat normaalisti. Myös Ariane 5:n lento ennen ylimmän vaiheen Aestus-moottorin käynnistämistä sujui normaaliin tapaan.

Ryhmän raportti kertoo kuitenkin, että Aestus-moottorin käynnistymisen aikaan sen polttoaineen palaminen ei ollut stabiilia. Tämä haittasi polttoaineen palamista moottorissa ja johti siten normaalia heikompaan työntövoimaan. Epänormaalin palamisen seurauksena eräs polttoaineista loppui ennenaikaisesti, minkä vuoksi moottori sammui normaalia aikaisemmin.

Aestuksen käynnistämisen yhteydessä ollut epänormaali polttoaineen palaminen johtui polttoaineen syöttöpaineen suuresta vaihtelusta, mikä liittyy kantoraketin ylimmän vaiheen polttoaineensyöttöjärjestelmän ja moottorin polttokammion sisäosien väliseen vuorovaikutukseen. Osana tutkimustaan ryhmä on todennut selvästi, että Ariane 5:n ylimmän vaiheen toimintahäiriöllä ei ole mitään yhteyttä Ariane 4 -kantoraketin käyttöön ja sen työntövoimajärjestelmiin.

Suositukset

Lennolla 142 ollut kolmannen vaiheen moottorin epänormaali palaminen johtaa moottorin käynnistymisvaiheen perinpohjaiseen tutkimiseen.

Tutkimusryhmä on tehnyt seuraavat suositukset:
- Aestus-moottorin käynnistäminen (sytyttämisen) aikaan olevat hydrauliset olosuhteet tulee mallintaa matemaattisesti.
- Ylimmän vaiheen käynnistysvaihetta tulee parantaa sellaiseksi, että se on tasaisempi ja rauhallisempi.
- Kvalifiointikriteerit pitää soveltaa muunnettuuun käynnistysvaiheeseen.
- Testauspenkit pitää muuttaa vastaamaan tarkemmin oikeita lento-olosuhteita
- Moottorin lennonaikaiselle käytölle pitää saada enemmän toimintavapauksia, mitkä pitää osoittaa moottorin koekäyttöohjelmalla.
- Seuraavat lennoille tarkoitetut moottorit tulee lentokelpuuttaa näiden uusien kriteerien mukaisesti.

Arianespace hyväksyi nämä kaikki suositukset ja toteuttaa ne mahdollisimman nopeasti yhdessä laitteistojen rakentajayhtiöiden kanssa.

Toimintasuunnitelma

Tutkimusryhmän suositusten tarkemman tutkimisen jälkeen Arianespace - Euroopan avaruusjärjestön ESAn, Ranskan avaruushallinnon CNESin ja Ariane-ohjelmaan osallistuvien yritysten kanssa - on laatinut seuraavista osista koostuvan toimintasuunnitelman:

- Aestus-moottorin ja ylimmän vaiheen testien ja lentojen aikana saadut mittaustiedot analysoidaan, erityisesti käynnistysvaihe tutkitaan tarkasti.
- Polttoaineensyöttöjärjestelmä mallinnetaan dynaamisesti.
- Tiettyjen polttokammion osien mekaaniset mallit päivitetään.
- Polttoaineen virtausta ohjaava systeemi analysoidaan.
- Moottorin sytytys- ja käynnistysvaiheeseen tehtävät muutokset täsmennetään, osoitetaan toimiviksi ja lentokelpuutetaan.
- Moottorin testipenkki muutetaan vastaamaan tarkemmin lento-olosuhteita.
- Lennoille ja lentokelpuutukseen käytettäville Aestus-moottoreille kehitetään testiohjelma
- Moottorien tuotannon laadun ja tarkastuksen toimintaohjeet vahvistetaan uudelleen
- Seuraavilla Ariane 5 -lennoilla käytettävien Aestus-moottorien muutostyöt ja hyväksyminen.

Arianespace olettaa toimintasuunnitelman toteuttamiseen kuluvan ajan huomioonottaen seuraavan Ariane 5:n lennon tapahtuvat marraskuun lopussa. Viivytys aikaisempaan aikatauluun verrattuna on noin kaksi kuukautta.

Arianespacen laukaisut jatkuvat

Arianespace jatkaa parhaillaan Guianan avaruuskeskuskessa seuraavan lennon valmisteluja. Lento 143 käyttää Ariane 4 -kantorakettia Intelsat 902 -tietoliikennesatelliitin laukaisemiseen. Lennon 143 ajankohdaksi on määrätty elokuun loppu.