亞利安5號運載火箭

亞利安5號運載火箭是歐洲開發的大型運載火箭，用於將人造衛星等酬載發射到地球同步轉移軌道（GTO）或低地球軌道（LEO）。亞利安5號運載火箭由歐洲航天局及法國國家太空研究中心出資建造，空中巴士集團為主要承包商與建造者，同時也整合下游承包商。亞利安空間負責經營及銷售阿丽亚娜火箭。太空載具公司則在歐洲建造火箭及在蓋亞那航天中心發射火箭。

亞利安4號運載火箭雖然十分成功，但其研發耗费了十年时间和70億元资金，使阿丽亚娜太空公司無法直接从中獲利。阿丽亚娜5型火箭從第一次發射成功后即進行改良，由其衍生的型号有G、G+、GS、ECA及最新的ES。歐洲航天局原先計劃用阿丽亚娜5型火箭發射小型的載人航天飞机赫尔墨斯号，並按照“載人等級標準”來建造，當歐洲航天局將赫尔墨斯計劃取消後，阿丽亚娜5型運載火箭才被完全用于载物。

兩枚人造衛星可以選擇使用SYLDA貨架以相互堆疊放置；三枚人造衛星則使用SPELTRA；如超過八枚人造衛星，通常是實驗衛星或微型衛星，可使用ASAP平台來承載如此多的人造衛星。

协调世界时2023年7月5日22:00，阿丽亚娜5型火箭执行了最后一次发射任务，将Syracuse 4B与Heinrich Hertz两颗人造卫星成功送入地球同步转移轨道后宣告退役。欧洲航天局将与其成员国和工业伙伴合作，以阿丽亚娜家族中最新的运载火箭阿丽亚娜6号接替阿丽亚娜5号，为相应的航天发射市场继续服务。

 構造 
亞利安5號運載火箭的低溫主引擎為H158主引擎被稱為冷凍技術主引擎，在引擎上方則是一個長30.5公尺的燃料槽，內部又細分成兩個部分，裝有液態氧130噸及液態氫25噸，而火神引擎基本上只能產生142噸推力，無法獨力將重達189噸的第一節送上太空，需要固態輔助火箭的協助才能完成任務。

位於主燃料槽兩旁的兩枚固態輔助火箭EAP-P238，填裝燃料後每枚重約277噸，並可提供約722噸的推力，固態輔助火箭能像太空梭的固態輔助火箭回收並重複使用，而不同的是亞利安5號運載火箭的固態輔助火箭回收只用於發射後分析而不重複使用，回收分析的固態輔助火箭會被拖回蓋亞那太空中心做進一步分析與研究，不過有時候定位失常，例如2000年的時候，固態輔助火箭的鼻錐被海浪沖到南德州的海灘上並被海灘活動的民眾搶先取得，造成民眾誤認有不明飛行物到訪的現象。固態輔助火箭有許多技術從M51潛射彈道飛彈轉移而來。

第二節位於第一節之上、酬載艙之下，亞利安五號G型運載火箭第二節使用的燃料為聯氨及四氧化二氮；然而ECA型第二節使用的燃料則是液態氧及液態氫，酬載艙及第二節皆被整流罩包覆，達到100公里以上的高空就會就會分離。

 改良型 
 亞利安5號運載火箭的原型為亞利安五號G型運載火箭，發射時重737噸，可以將總重6100公斤的數顆人造衛星送至地球同步转移軌道，如果是單一顆人造衛星則可以提升至6900公斤，此型號在1996至2003年間發射過17次，並有1次失敗和2次部分失敗的紀錄。
 亞利安五號G+型運載火箭改良了第二節，地球同部转移軌道的酬載能力達單顆7100公斤或是多顆衛星總重6300公斤，此型號只在2004年發射了三次，沒有失敗紀錄。
 亞利安五號GS型運載火箭於2005年取代G+型，使用了和ECA型相同的EAP固態輔助火箭及改良版火神1B引擎，目的是為了ECA行做發射準備，也因為第二節的引擎做變更，所以可以酬載的重量也略微下降，只能酬載單一衛星6600公斤與多顆衛星5800公斤。此型號在2005至2009年間發射過6次，沒有失敗紀錄。
 亞利安五號ECA型運載火箭能酬載多枚總重9100公斤的衛星或是一枚9600公斤的衛星至地球同步转移軌道，這個改良型使用新的火神2型引擎為第一節引擎，第二節則使用ESC-A，並使用HM-7B引擎。回顧過往，亞利安5號運載火箭的第二節曾被做為亞利安4號運載火箭的第三節，在ECA型中，燃料槽改良後將整體長度縮短。而火神引擎經過修改後變得更為修長，使得推進劑的使用效率提升許多。除此之外，固態輔助火箭EAP部件也改用較輕的銲接金屬團，因此可以裝入較多的推進劑。和亞利安五號G型運載火箭比較，ESC-A低溫第二節的低地球軌道酬載能力並無顯著提升，也因此亞利安五號ECA型運載火箭將不用來發射自動運載飛船。
 亞利安五號ES型運載火箭，主要功能是將自動運載飛船送至國際太空站。此外，亞利安五號ES型運載火箭也綜合所有改裝後的配備，從亞利安五號ECA型運載火得到第一節冷凍技術主引擎和輔助火箭EAP，第二節則是沿用亞利安五號GS型運載火箭的部分。亞利安5號ES-ATV型運載火箭可將21000公斤的酬載物送至低地球軌道。首次發射日期時間是2008年3月9日格林尼治標準時間04點03分。至2018年最後一次飛行共發射過8次，沒有失敗紀錄。

 未來發展 
 亞利安5號ECB型運載火箭計畫停滯 
原定計畫在2006年進行第一次亞利安5號ECB型運載火箭的發射，然而2002年亞利安5號ECA行首次發射的挫敗與商業衛星發射環境的惡化，促使歐洲太空總署在2003年取消這一項計畫，亞利安5號ECB型運載火箭原本預計使用ESC-B的第二節，第三節使用新型的達文西加大的引擎。地球同步轉移軌道的酬載能力增加為12000公斤。達文西引擎原先計劃用於ECB型的第三節，但研發進度遲緩，雖然於2008年歐洲太空總署有挹注資金用於達文西引擎的研發，並於後續數年提供3.12億歐元給空中巴士集團做為研製最新型的亞利安5號ME型運載火箭之用，後續預估需花費高達10億歐元才能將亞利安5號ME型運載火箭研製完成。到了2012年11月21日，歐洲太空總署決定繼續投入資金研發亞利安5號ME型運載火箭，並期望能將達文西引擎通用於亞利安6號運載火箭上，如此與其他低單價的運載火箭做競爭。預定在2018年年中進行首次發射。然而最後於2014年12月2日，龐大的研發預算讓歐洲太空總署決定停止亞利安5號ME型運載火箭的研發，並期望亞利安6號運載火箭能向低成本運載火箭的方向去發展。

 固態輔助火箭（EAP） 
用於亞利安5號運載火箭的固態輔助火箭引擎也被應用在織女星運載火箭上，例如織女星運載火箭的第一節P80固態火箭引擎即是一種較短的固態輔助火箭轉化而成，除此之外，P80固態火箭的外殼是石墨細絲環氧基這類新素材，比現在的不鏽鋼外殼材質還輕的多。新型的綜合操縱噴嘴也因為特殊的熱流絕緣體材料和精細的管線被研發出來而得以實現，進而增加燃料的擴散效率。除此之外，新的噴嘴擁有電機械學的調動器取代了原本較重的水力學方法以向量控制推力。上述這些新科技在不久的將來運用在亞利安系列運載火箭上。

火箭花費
截至2014年11月，發射一次位於下層的中型衛星約需花費6000萬美元，相較之下，其競爭對手太空探索科技公司所需花費的資金比亞利安5號運載火箭還少1500萬美元。除此之外，位於上層的重量更重的人造衛星位置花費會更加高昂，整體而言一次的發射費用約在1.5億美元左右。

 重要發射紀錄 
1996年6月4日，亞利安5號運載火箭首次測試發射，火箭在發射後37秒被迫自行引爆，肇因於64位元的運算錯誤地變為16位元的運算，造成程式崩潰後處理器發生算术溢出，將感測角度的垂直讀值錯誤的代入到水平值做運算，導致火箭在高速下進行90度水平滾轉而崩解，觸發自毀裝置的啟動。總結來說是控制火箭飛行的軟體故障而非無法運算。

經過了一年多的改善，於1997年10月30日進行第二次測試飛行，結果為部分失敗，主要是火神發動機的噴嘴導致翻轉問題，亦使第一節主引擎提早關閉，未達預定運作秒數，雖然第二節正常運作，仍無法達到預定軌道。

直到1998年10月21日，亞利安5號運載火箭終於成功，並於1999年12月10日進行第一次商用飛行，酬載衛星為XMM-牛顿卫星。

另一次部分失敗則發生於2001年7月12日，由於火箭第三級工作異常，兩枚酬載衛星進入了錯誤的軌道，只達到地球同步軌道高度的一半。歐洲太空總署的月神通信衛星藉由實驗用的離子推力器離才於2003年1月31日到達預定軌道；然而，日本的BSAT-2b廣播衛星，則因姿態控制引擎馬力不足，最終無法入軌而報廢。

上述失敗發生後，直到2002年3月1日才發射了重達8100公斤的歐洲環境衛星到達800公里的軌道，此次為第十一次發射，也是在2008年3月9日將9000公斤重的自動運載飛船送上太空前最重的酬載。

亞利安5號ECA型運載火箭的第一次發射在2002年12月11日，因輔助火箭發生問題導致無法轉向而失敗，在發射三分鐘後自行引爆，價值約6.3億歐元的兩枚酬載衛星Stentor及火鳥7衛星也隨之消失在大海中。經過調查之後，這次事故禍首是冷卻管破裂使引擎溫度過高，此次事故後，亞利安太空公司延後了羅塞塔號的發射時程。

在2003年9月27日最後一次亞利安5號G型運載火箭酬載三枚衛星，其中包括第一個歐洲月球探測器－SMART-1。在2004年7月18日，亞利安五號G+型運載火箭酬載當時最重的Anik F2衛星到達地球同步轉移軌道，重量約6000公斤。

亞利安5號ECA型運載火箭直到2005年2月12日才首次發射成功，酬載衛星有XTAR-EUR軍事通訊衛星、'SLOSHSAT'小型科學衛星及MaqSat B2模擬酬載，原先預定於2004年10月發射，因額外的測試及軍方要求而延遲後預定發射時間。

於2005年8月11日，亞利安5號GS型運載火箭，其特色為固態輔助火箭由ECA型的輔助火箭改良，酬載了當時最重的Thaicom-4/iPStar-1衛星送至地球同步轉移軌道，衛星重達6505公斤。

2005年11月16日，第三次亞利安5號ECA型運載火箭第三次發射也獲得第二次成功，酬載多衛星包括DirecTV的Spaceway-F2衛星及印度尼西亞PT Telekomunikasi公司的Telkom-2衛星，此次為最重的多衛星酬載，總重超過8000公斤。

2006年3月11日，亞利安5號ECA型運載火箭第四次發射，也是多衛星酬載，酬載衛星有Eutelsat公司的火鳥7A衛星，作為代替第一次ECA型失敗的火鳥7衛星及SPAINSAT衛星，為一西班牙政府提供HISDESAT公司的通信衛星。

2006年5月27日，亞利安5號ECA型運載火箭又再度創下新商業的酬載紀錄，達8.2噸，含兩枚衛星，包括Thaicom 5衛星及Satmex 6衛星。 
2007年5月4日，亞利安5號ECA型運載火箭更進一步創下新的商業酬載紀錄，酬載的兩枚衛星Astra 1L衛星及Galaxy 17通訊衛星總重8.6噸，再包括其他酬載，共重9.4噸。這個紀錄在2007年11月11日又被打破，酬載衛星Skynet 5B衛星及Star One C1衛星共重9535公斤。

2008年3月9日，亞利安五號ES-ATV型運載火箭第一次發射自動運載飛船至國際太空站，名稱為儒勒‧凡爾納號。

2009年7月1日，亞利安5號ECA型運載火箭發射重達6910公斤的TerreStar-1衛星，也是史上最大的單一商用通訊衛星。

2011年4月22日，亞利安5號ECA型運載火箭將Yahsat 1A、Intelsat New Dawn兩顆衛星送入地球同步轉移軌道，重量達10164公斤；不久後的2012年8月2日，又將紀錄推升至10182公斤，不過這個紀錄很快的在6個月後被增加到10317公斤。

發射紀錄
 # 發射日期與時間（UTC） 航班編號   型號  系列編號  酬載衛星  結果  11996年6月4日  12:34  V-88   5G    501 cluster任務   21997年10月30日13:43  V-101  5G    502  MaqSat-H、TEAMSAT、MaqSat-B、Young Engineers' Satellite   31998年10月21日  16:37  V-112  5G    503  MaqSat 3、Atmospheric Reentry Demonstrator    41999年12月10日14:32  V-119  5G    504  XMM-牛頓衛星    52000年3月21日23:28  V-128  5G    505  INSAT-3B、AsiaStar    62000年9月14日22:54  V-130  5G    506  Astra 2B、AMC-7（GE-7）    72000年11月16日01:07  V-135  5G    507  Intelsat 1R (PAS-1R)、AO-40（Amsat P3D）、STRV 1C、STRV 1D    82000年12月20日00:26  V-138  5G    508  Astra 2D、AMC-8（GE-8）、LDREX    92001年3月8日22:51  V-140  5G    509  Eurobird 1、BSAT-2a    102001年7月12日22:58  V-142  5G    510  Artemis衛星、BSAT-2b   112002年3月1日01:08  V-145  5G    511  歐洲環境衛星    122002年7月5日23:22  V-153  5G    512  Stellat 5、N-Star c    132002年8月28日22:45  V-155  5G    513  Atlantic Bird 1、Meteosat 8    142002年12月11日22:22  V-157  5ECA  517  Hot Bird 7、Stentor衛星   152003年4月9日22:52  V-160  5G    514  INSAT-3A、Galaxy 12    162003年6月11日22:38:  V-161  5G    515  Optus and Defence C1、BSAT-2c   172003年9月27日23:15  V-162  5G    516  INSAT-3E、eBird 1、SMART-1    182004年3月2日07:18  V-158  5G+   518  羅塞塔號    192004年7月18日00:44  V-163  5G+   519  Anik F2    202004年12月18日16:26  V-165  5G+   520  Helios 2A、Essaim 1、Essaim 2、Essaim 3、Essaim 4、PARASOL衛星、Nanosat 01    212005年2月12日21:03  V-164  5ECA  521  XTAR-EUR、Maqsat-B2、Sloshsat    222005年8月11日08:20  V-166  5GS   523  Thaicom 4    232005年10月13日22:32  V-168  5GS   524  Syracuse 3A、Galaxy 15    242005年11月16日23:46  V-167  5ECA  522  Spaceway F2、TELKOM-2    252005年12月21日22:33  V-169  5GS   525  INSAT-4A、Meteosat 9    262006年3月11日22:33  V-170  5ECA  527  Spainsat、Hot Bird 7A   272006年5月26日21:09     V-171  5ECA  529  Satmex、Thaicom 5   282006年8月11日22:15     V-172  5ECA  531  JCSAT-10、Syracuse 3B   292006年10月13日20:56  V-173  5ECA  533  DirecTV-9S、Optus D1、LDREX-2   302006年12月8日22:08  V-174  5ECA  534  WildBlue 1、AMC-18   312007年3月11日22:03   V-175  5ECA  535  天網衛星計劃5A、INSAT-4B   322007年5月4日22:29    V-176  5ECA  536  Astra 1L、Galaxy 17   332007年8月14日23:44    V-177  5ECA  537  Spaceway-3、BSAT-3A  342007年10月5日22:02    V-178  5GS   526  Intelsat 11、Optus D2  352007年11月14日22:06     V-179  5ECA  538  天網衛星計劃5B、Star One C1  362007年12月21日21:41     V-180  5GS   530  RASCOM-QAF 1、Horizons-2  372008年3月9日04:03     V-181  5ES    528  自動運載飛船-1   382008年4月18日22:17     V-182  5ECA  539  Star One C2、Vinasat-1  392008年6月12日22:05     V-183  5ECA  540  Turksat 3A、天網衛星計劃5C  402008年7月7日0 21:47     V-184  5ECA  541  Badr-6、ProtoStar I  412008年8月14日20:44     V-185  5ECA  542  AMC-21、Superbird 7  422008年12月20日22:35     V-186  5ECA  543  Eutelsat W2M、Hot Bird 9  432009年2月12日22:09     V-187  5ECA  545  Hot Bird 10、NSS-9、Spirale A、Spirale B   442009年5月14日13:12     V-188  5ECA  546  赫雪爾太空望遠鏡、普朗克衛星   452009年7月1日19:52     V-189  5ECA  547  TerreStar-1   462009年8月21日22:09     V-190  5ECA  548  JCSAT-RA（JCSAT-12）、Optus D3   472009年10月1日21:59     V-191  5ECA  549  Amazonas 2、COMSATBw-1   482009年10月29日20:00     V-192  5ECA  550  NSS-1、Thor 6  492009年12月18日16:26     V-193  5GS   532  Helios 2B   502010年5月21日22:01     V-194  5ECA  551  Astra 3B、COMSATBw-2   512010年6月26日21:41     V-195  5ECA  552  Arabsat-5A、千里眼 (衛星)     522010年8月4日20:59     V-196  5ECA  554  Nilesat 201、RASCOM-QAF 1R   532010年10月28日21:51     V-197  5ECA  555  Eutelsat W3B、BSAT-3b   542010年11月26日18:39     V-198  5ECA  556  Intelsat 17、HYLAS 1   552010年12月29日21:27     V-199  5ECA  557  Koreasat 6、HispaSat-1E    562011年2月16日21:50  V-200  5ES  544 自動運載飛船-2    572011年4月22日21:37     VA-201  5ECA  558  Yahsat 1A、New Dawn衛星    582011年5月20日20:38     VA-202  5ECA  559  中新二號、GSAT-8    592011年8月6日22:52     VA-203  5ECA  560  ASTRA 1N、BSAT-3c    602011年9月21日21:38     VA-204  5ECA  561  Arabsat 5C,SES 2   612012年3月23日04:34  VA-205  5ES  553 自動運載飛船-3 622012年5月15日22:13     VA-206  5ECA  562  JCSAT-13, Vinasat-2  632012年7月5日21:36  VA-207  5ECA  563 EchoStar XVII, MSG-3  642012年8月2日20:54  VA-208  5ECA  564 [INTELSAT 20, HYLAS 2  652012年9月28日21:18  VA-209  5ECA  565 Astra 2F, GSAT-10  662012年11月10日21:05  VA-210  5ECA  566 Eutelsat 21B, Star One C3  672012年12月19日21:49  VA-211  5ECA  567 Skynet 5D, MEXSAT-3  682013年2月7日21:36 VA-212  5ECA  568  Amazonas-3, Azerspace-1/Africasat-1a  692013年6月5日21:52  VA-213  5ES  592 自動運載飛船-4  702013年7月25日19:54  VA-214  5ECA  569 Alphasat I-XL, INSAT-3D  712013年8月29日20:30  VA-215  5ECA  570 Eutelsat 25B / Es'hail 1, GSAT-7  722014年2月6日21:30  VA-217  5ECA  572 ABS-2, Athena-Fidus  732014年3月22日22:04  VA-216  5ECA  571 Astra 5B, Amazonas 4A  742014年7月29日23:47  VA-219  5ES  593 自動運載飛船-5  752014年9月11日22:05  VA-218  5ECA  573 MEASAT 3b, Optus 10  762014年10月16日21:43  VA-220  5ECA  574 Intelsat 30, ARSAT-1  772014年12月6日20:40  VA-221  5ECA  575 DirecTV-14, GSAT-16  782015年4月26日20:00  VA-222  5ECA  576 Thor 7, SICRAL-2  792015年5月27日21:16  VA-223  5ECA  577 DirecTV-15, Sky Mexico 1  802015年7月15日21:42  VA-224  5ECA  578 Star One C4, MSG-4  812015年8月20日20:34  VA-225  5ECA  579 Eutelsat 8 West B, Intelsat 34  822015年9月30日20:30  VA-226  5ECA  580 NBN Co 1A, ARSAT-2  832015年11月10日21:34  VA-227  5ECA  581 Arabsat 6B、GSAT-15  842016年1月27日23:20  VA-228  5ECA  583 Intelsat 29e  852016年3月9日05:20  VA-229  5ECA  582  Eutelsat 65 West A    862016年6月18日21:38  VA-230  5ECA  584  EchoStar 18, Bank Rakyat Indonesia    872016年8月24日22:16  VA-232  5ECA  586  Intelsat 33e, Intelsat 36    882016年10月5日20:30  VA-231  5ECA  585  Sky Muster II, GSAT-18    892016年11月17日13:06  VA-233  5 ES  594 Galileo (satellite navigation) FOC M6   902016年12月21日20:30  VA-234  5ECA  587 Star One D1, JCSAT-15   912017年2月14日21:39  VA-235  5ECA  588 SKY Brasil, Telkom-3S   922017年5月4日21:50 VA-236  5ECA  589  KT Corporation Koreasat 7, SGDC-1    932017年6月1日23:45  VA-237  5ECA  590  ViaSat-2, Eutelsat 172B    942017年6月28日21:15  VA-238  5ECA  591  EuropaSat / HellasSat-3, GSAT-17    952017年9月29日21:56  VA-239  5ECA  5100 Intelsat 37e, BSAT-4a   962017年12月12日18:36  VA-240  5ES  595 Galileo FOC-M (satellites FM-19, 20, 21, 22)  972018年1月25日22:20VA-2415ECA5101SES-14、GOLD Al Yah 3982018年4月5日21:34VA-2425ES5102Superbird-8 、 Superbird-B3、HYLAS-4 992018年7月25日11:25VA-2445ES596Horizo​​ns-3e、Azerspace-2 1002018年9月25日22:38VA-2435ECA5103伽利略定位系統衛星 (FM-23, 24, 25, 26) 1012018年10月20日01:45VA-2455ECA5104貝皮可倫坡號 1022018年12月4日20:37VA-2465ECA5105GSAT-11、GEO-KOMPSAT 2A 1032019年2月5日21:01VA-2475ECA5106GSAT-31、SaudiGeoSat-1/HellasSat-4 1042019年6月20日21:43VA-2485ECA5107DirecTV-16、歐洲通信衛星7C 1052019年8月6日VA-2495ECA5108HYLAS-3、國際通信衛星 39號 1062019年11月26日21:23VA-2505ECA5109Inmarsat-5 F5 1072020年1月16日21:05VA-2515ECA5110Eutelsat Konnect 1082020年2月18日VA-2525ECA5111JCSAT-17、GEO-KOMPSAT 2B  109 2020年8月15日22:04  VA-253  5ECA  5112  Galaxy 30, MEV-2, BSAT-4b  1102021年7月30日21:00VA-2545ECA5113Eutelsat Quantum、Star One D2 1112021年10月24日02:10VA-2555ECA5114SES-17、Syracuse 4A 1122021年12月25日12:20VA-2565ECA5115詹姆斯·韦伯太空望远镜 1132022年6月22日21:50VA-2575ECA5116MEASAT-3d、GSAT-24 1142022年9月7日21:45VA-2585ECA5117Eutelsat Konnect  1152022年12月13日20:30VA-2595ECA5118Galaxy 35、Galaxy 36、MTG-I1 1162023年4月14日12:14VA-2605ECA5119木星冰衛星探測器 1172023年7月5日22:00VA-2615ECASyracuse 4B (Comsat-NG 2)、Heinrich Hertz (H2Sat)

註腳

 参考文献 

 外部連結 
 ESA Launchers (ESA) 
 Ariane5 Generic (ESA) 
 ESA description of the Ariane 5 
 The last and the next Launch
 BBC News report on the (delayed) successful launch of the Ariane 5 ECA flight on November 16, 2005. 
 Vinci Engine development
 Watch an Ariane 5 launch（webcast begins 20 mins before launch）.


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