مروري برتاريخ فضانوردي

31 سال با پرتاب گرهاي آريان
 

سازمان فضايي اروپا (اِسا)زماني کارخود را آغاز کرد که چند سال پيش از آن آمريکا با کمک يک طراح آلماني پرتاب گرها توانسته بود انسان را روي ماه فرود بياورد و تقريبا 14 سال پيش از آن اتحاد جماهير شوروي نخستين ماهواره ي خود را درمدار قرار داده بود.عقب ماندگي اروپا از همان اوايل تأسيس سازمان اسا مشهود بود.اما مهم ترين نگراني اين سازمان نبود پرتاب گري اختصاصي و سکوي پرتابي مناسب براي آن بود.
سازمان فضايي اروپا (اسا)، که تقريبا همه ي کشورهاي اروپايي در آن نقش کم وبيش موثري دارند، سه مرکز کليدي در اروپا دارد: تورين ايتاليا، برمن آلمان، و تولوز فرانسه، کشورفرانسه، که خود در سال 1965/1344 با قراردادن ماهواره اي درمدار به باشگاه فضايي پيوسته بود، توانسته است سهم عمده اي رادرسازمان فضايي به خود اختصاص دهد به طوري که هم اکنون مرکز اين سازمان درپاريس است وهمه ي پرتاب هاي آن از پايگاه فضايي گويان فرانسه در آمريکاي جنوبي انجام مي شود.پايگاه گويان فرانسه بنابه علت هايي از ميان مکان هاي مختلفي انتخاب شد که براي اين کار درنظر گرفته شده بودند.از علت هاي انتخاب آن مي توان به نزديکي پايگاه به خط استوا، زلزله خيز نبودن آن،نبود آتشفشاني فعال در نزديکي آن،و همچنين داشتن ثبات سياسي اشاره کرد.بعد از تاسيس سازمان فضايي اروپا اين پايگاه«بندر فضايي اروپا»معرفي شد.
سکوهاي پرتاب موجود در اين پايگاه عبارت اند از، سکوي پرتابELV يا سکوي پرتاب وگا که درسال 1960/1339 براي پرتاب اروپاي 2 ساخته شد ولي فقط يک پرتاب گر از اين نوع از آن جا پرتاب شد.سپس اين سکو تخريب شد و سکوي پرتاب آريان ياELA روي آن ساخته شد.اين سکو به همين سببELA1 نام گرفت و پرتاب گراهاي آريان1و2و3 تا سال1983/1362 از آن پرتاب شدند.از سکوي پرتابELA2 تا سال2003/1382 براي پرتاب آريان 4 استفاده مي شد و ازسکوي پرتاب 3 ELA نيزدر حال حاضر براي پرتاب آريان 5 استفاده مي شود.مساحت اين سکو 21 کيلومتر مربع است.
در مرحله ي بعدي، طراحي و ساخت پرتاب گر را به مرکز مطالعات فضايي فرانسه سپردند.اين مرکز نيز بعد از طراحي و انجام دادن آزمايش هاي لازم، نام آريان را براي نسل برتر، پرتاب گرهاي سازمان فضايي اروپا انتخاب کرد.آريان تلفظ فرانسوي آريادنه در اساطير يونان باستان، نام دختر مينوس پادشاه کرت، بود.
قلب تپنده ي آريان نيز وايکينگ نام گرفت.موتور وايکينگ، که در سال 1971/1350 از سوي مرکز مطالعات فضايي فرانسه معرفي شده بود، با قدرت رانشي معادل 611 کيلونيوتن در آريان 1 کار خود را آغازکرد.اما با پيشرفت فناوري ونيازي که سازمان به قدرت بيشتر در اين موتورها حس مي کرد نسل جديد آن را با نامviking2B و با قدرتي معادل 643 کيلو نيوتن در آريان 2 و 3 استفاده کرد.مي توان اوج اين نسل از موتورها را در آريان 4 مشاهده کرد؛ اين نمونه قدرتي معادل 675 کيلونيوتن روي زمين و 758 کيلونيوتن درخلا داشت .هر چند که نسل موتورهاي وايکينگ قلب تپنده ي پرتاب گرهاي آريان بودند با بازنشسته شدن پرتاب گرهاي آريان 4 اين موتورها جاي خود را به موتورهاي در پرتاب گر آريان 5 دادند.سوخت موتورهاي وايکينگ دي متيل هيدرازين نامتقارن و اکسيد کننده ي آن دي نيتروژن تتراکسيد بود.
آريان 1 با ارتفاع 47/4 متر و قطر 3/8 متر و با وزن 210 تن در هنگام پرتاب درمراحل نخست ودوم خود از موتورهاي وايکينگ استفاده مي کرد.همين موتورها به آريان 1 قابليت حمل 1830 کيلو گرم بار را تا مدارGTO مي دادند.هر چند اين پرتاب گر در نخستين پرتاب خود، به علت نقض فني، موفق به پرواز نشد در نهايت در تاريخ 3 دي 1358 به فضا پرتاب شد ونام خود را به مثابه نخستين پرتاب گر آريان به جهانيان معرفي کرد.آريان 1 طوري طراحي شده بود که بتواند به طور هم زمان دو ماهواره ي ارتباطي را وارد مدار کند.اين پرتاب گر داراي سه مرحله بود که در مرحله نخست چهارموتور وايکينگ 2 و در مرحله دوم يک موتور وايکينگ 4 نيروي لازم را براي رانش پرتاب گر فراهم مي کردند.آريان 1 با انجام دادن 11 پرتاب بين سال هاي 1358 تا 1364 در نهايت در3 اسفند 1364 با انجام دادن آخرين مدموريت خود بازنشسته شد.اما مأموريت هاي مهمي که با اين پرتاب گر انجام شد مي توان به مأموريت کاوشگر جيوتو اشاره کرد که در دهمين پرتاب اين پرتاب گر درسال 1364 انجام شد.بعد از اجراي موفق نخستين نسل از خانواده ي آريان، نوعي طراحي آريان 1 نقطه ي آغازي براي طراحي پرتاب گرهاي بعدي آريان شد.
آريان 2 و 3 باظاهري تقريبا مشابه ولي با تغييراتي جزئي نسبت به هم طراحي اوليه اي را از پدر خود به ارث برده بودند.با افزايش ارتفاع مرحله ي سوم و افزايش حجم داخلي قسمت بار، ارتفاع اين دو پرتاب گربه 49 متر رسيد.با افزايش نيروي پيش رانش مرحله ي نخست ودوم در آريان 2 اين پرتاب گر قابليت حمل 2270 کيلوگرم باررا تا مدارGTO پيدا کرد.همچنين در پرتاب گر آريان 3 با اضافه شدن دوموتورstrap اضافي نسبت به آريان 2 اين قابليت تا 2650 کيلوگرم ارتقا يافت.آريان 2 بار انجام دادن 6 پرتاب، که فقط پرتاب نخست آن ناموفق بود، بين سال هاي 1365 تا 1368 درنهايت در 13 فروردين 1368 آخرين مأموريت خود را انجام داد که طي آن ماهواره ي تله ايکس را با موفقيت درمدار قرار داد.آريان 3 نيزبا انجام دادن 11 پرتاب موفق بين سال هاي 1363 تا 1368 در نهايت در 21 تير 1368 با قرار دادن ماهواره ي اليمپوسF1 در مدار به کار خود پايان داد.تنها علت کنار گذاشتن اين پرتاب گرهاي موفق ظهور نسل جديد پرتاب گرهاي آريان، يعني آريان 4، بود.
پروژه ي آريان 4 از سال 1983/1362 آغاز شده بود.نتيجه ي همه ي تلاش هاي پژوهشگران و طراحان پروژه ي آريان دراين پرتاب گر نمود پيدا کرد.اين پرتاب گر با 116 پرتاب، که فقط 3 پرتاب آن ناموفق بود، رکوردي خاص در نوع خود به جا گذاشت.نخستين پرتاب موفق آريان 4 در 24 تير 1367 انجام شد و پس از آن لقب اسب کاري خانواده ي آريان را به خود اختصاص داد و با عنوان مطمئن ترين پرتاب گر براي بردن محموله هاي فضايي به جهانيان معرفي شد.
در اين خانواده، پرتاب گر پايه آريان40 AR نام داشت که داراي سه مرحله، 58/4 متر ارتفاع، 3/8 متر قطر، 245 تن وزن هنگام پرتاب، و قابليت حمل 2100 کيلوگرم بار بود.قدرت اصلي مرحله ي نخست را چهار موتور وايکينگ تامين مي کرد.دومين مرحله با يک موتور وايکينگ و مرحله سوم با يک موتورHM7-B از نوع اکسيژن مايع-هيدروژن مايع قدرت لازم را براي انتقال بار به مدار موردنظر فراهم مي کند.با اضافه کردن چهارموتورstrap سوخت مايع، مدل AR44L با وزن 470تن هنگام پرتاب قابليت حمل بار را تا سقف 4700 کيلوگرم به مدار GTOپيدا مي کند.اين پرتاب گر همچنين مي تواند به بوسترهاي سوخت مايع(PAL)يا سوخت جامد(PAP)مجهز شود.قسمت بار نيز داراي ساختاري است که مي تواند دو يا چند ماهواره را در خود جاي دهد و به اسپلدا موسوم است.اين پرتاب گر در نهايت با قراردادن ماهواره ي اينتل ست 907 در مدار در26 بهمن 1381 آخرين مأموريت خود را انجام داد.
آريان 5 با وجود اين که آخرين عضو از خانواده ي آريان است از لحاظ ساختاري هيچ شباهتي به نسل هاي پيشين خود ندارد.علت اين بي شباهتي را مي توان درتغيير سوخت پايه به هيدروژن مايع در اين پرتاب گر يافت.تغييرات ايجاد شده در سوخت مصرفي باعث شد که موتور، طراحي مخزن حمل کننده ي سوخت، و در نهايت ساختار نهايي پرتاب گر به طور کامل تغيير کند.اين پرتاب گرکه در ابتدا براي حمل فضاپيماي هرمس طراحي شده بود بعد از شکست خوردن پروژه هرمس به طور جداگانه و با نام آريان 5 معرفي شد.
اين پرتاب گر با ارتفاع 52 متر و قطر 5/4 متر و با وزن 780 تن هنگام پرتاب قابليت حمل حداکثر 9/6 تن باررا به مدارGTO دارد.درآريان 5 نيروي لازم را دو بوستر سوخت جامد و يک موتورvulcain در مرحله ي نخست تأمين مي کنند.پرتاب گر پايه در اين نسل پرتاب گر آريان 5G است که در مرحله نخست خود از يک موتورvulcain با قدرتي معادل 1114 کيلونيوتن و سوخت پايه ي هيدروژن مايع و در مرحله دوم از يک موتورAestus با قدرتي معادل 27/4 کيلونيوتن و سوخت پايه ي منومتيل هيدرازين استفاده مي کند.با نيازي که سازمان فضايي اروپا به قدرت بيشتر در اين موتورها مي ديد درمدلECA آريان 5 از نسل جديد اين موتورها، يعني 2 vulcainبا قدرتي معادل 1340 کيلونيوتن استفاده کرد و با تغييرموتور مرحله ي دوم بهHM7-B با قدرتي معادل 64/7 کيلو نيوتن توانايي حمل بار را تا 10500 کيلوگرم براي اين مدل فراهم کرد.هم اکنون نيز از اين مدل براي حمل محموله هاي سنگين فضايي استفاده مي شود.
برخي از مأموريت هاي مهمي که با آريان 5 انجام شده عبارت اند از:مأموريت رُزِتا، تلسکوپ فروسرخ هرشل، آشکارساز پرتوايکسXMM-Newton ، تلسکوپ پلانک، و فضاپيماي کپلر.و از مهم ترين مأموريت هاي آن درآينده مي توان از حمل تلسکوپ فضايي جيمز وب به نقطه ي دوم لاگرانژي نام برد.
منبع:ماهنامه نجوم شماره 207