Инженеры ArianeGroup, Arianespace, CNES, Eumetsat, ESA и Thales Alenia Space поэтапно объясняют, как ракета Ariane 6 и метеоспутник массой 3,8 т вместе добрались до стартовой площадки Европейского космопорта.
После двух перелётов и более чем 7 000 километров от Парижа мы своими глазами стали свидетелями запуска, который вывел Европу в авангард мировой космической отрасли: вывода на орбиту современного спутника, ускоряющего картографирование земной поверхности, чтобы отслеживать катастрофы и не допустить, чтобы наводнения и пожары продолжали опустошать страны Старого континента.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Сердце пусковой системы Ariane 6 находится не на стартовой площадке, а в расположенном в нескольких километрах отсюда зале управления без единого окна. Именно там нас встречают заместитель директора по запуску Фредерик, чью фамилию мы по соображениям кибербезопасности не называем, и несколько инженеров, которые объясняют детали этого достижения. Ракета, которая должна вывести на орбиту новый европейский метеорологический спутник, создавалась исходя из очень конкретного требования: быть дешевле и гибче своего предшественника Ariane 5 в условиях куда более жёсткой международной конкуренции, чем десять лет назад.
Ракета-носитель: конструкция, позволяющая не терять ни минуты в Куру
Ключ, объясняют инженеры, в том, где что делается. Основная ступень Ariane 6 полностью производится и проходит проверки во Франции, верхняя ступень в Германии. Обе прибывают во Французскую Гвиану уже «готовыми к полёту», без необходимости проводить какие-либо дополнительные функциональные испытания после выгрузки с судна Canopée. Доставкой занимается специализированное грузовое судно Canopée с огромными парусами, прославившее судоходную компанию; по пути оно забирает элементы в Бордо и Роттердаме, прежде чем завершить маршрут до Южной Америки.
Твердотопливные ускорители, помогающие ракете оторваться от земли, напротив, изготавливаются непосредственно во Французской Гвиане, на заводах Regulus и Europropulsion. «Гораздо практичнее и удобнее производить ускорители здесь, чем отправлять подобное топливо из Европы», подытоживают инженеры. Как только все элементы доставлены, команде ArianeGroup требуется всего от семи до девяти дней, чтобы собрать центральный блок носителя и подготовить его к полёту.
«Это не похоже на то, как приехать на заправку, залить бак и сразу уехать. Заправка ракеты занимает два часа, затем ещё полтора часа уходит на тепловую стабилизацию, ведь жидкий кислород имеет температуру около минус 150 °C, а жидкий водород примерно минус 250 °C», рассказывает Фредерик.
Полёт MTG-I2 имел, кроме того, две необычные технические особенности. Это был первый раз, когда Ariane 6 отправилась на геостационарную переходную орбиту (GTO), самую дальнюю из достигнутых этой ракетой на сегодняшний день, в конфигурации A62 с двумя боковыми ускорителями. И, впервые со времени дебютного пуска, миссия располагала окном запуска продолжительностью два с половиной часа, а не фиксированным моментом старта, что дало команде определённый запас на случай непредвиденных ситуаций.
Верхняя ступень ракеты с двигателем Vinci может также повторно включаться в полёте благодаря системе наддува гелием, который перед каждой перезажиганием «укладывает» топливо на дно баков. Такой возможности у Ariane 5 не было, и Ariane 6 использует её в миссиях именно такого типа.
Сборка: роботы, которые монтируют ракету в горизонтальном положении
Ракету собирают горизонтально, а не вертикально. Направляемые транспортные платформы доставляют нижнюю и верхнюю ступени в общую точку, где они стыкуются с точностью до одного миллиметра. «Это не полностью автоматический процесс, а процесс с автоматизированной поддержкой: множество этапов персонал должен проверить и утвердить, прежде чем запускать следующую автоматическую последовательность», уточняют специалисты.
С момента прибытия обеих ступеней в монтажный цех до готовности центрального блока к транспортировке на старт проходит около десяти дней. Комплекс располагает двумя параллельными линиями сборки, что позволяет начинать монтаж следующей ракеты сразу после того, как предыдущая отправляется на стартовую площадку. Цель программы: с 2027 года обеспечить темп от девяти до десяти запусков в год.
Спутник: самый чувствительный пассажир, когда-либо летавший на Ariane 6
В нескольких метрах отсюда, в здании для инкапсуляции, воздух фильтруется, поддерживается на заданной температуре и тщательно контролируется по влажности. Это последняя комната, где техники имеют прямой физический доступ к спутнику перед тем, как он будет герметично помещён под обтекатель ракеты. Для MTG-I2, оптического метеонаблюдательного прибора, чрезвычайно чувствительного к загрязнениям, чистота не второстепенная деталь: любая частичка пыли может ухудшить качество будущих снимков.
Процесс включает даже систему световых ловушек для насекомых и птиц: когда контейнер со спутником прибывает ночью и гигантские ворота здания открываются, чтобы впустить его, любое случайно залетевшее животное может поставить под угрозу чистоту полезной нагрузки. «Мы, разумеется, не можем открыть контейнер и позволить спутнику выехать, если внутри, скажем, спряталась птица», поясняет один из руководителей комплекса, который почти год координирует этот заключительный этап кампании вместе с командой, отвечающей за космический аппарат.
Зал управления Jupiter: командная цепочка обратного отсчёта
За 11 часов до старта начинается финальная последовательность, и центр тяжести операций переносится в зал управления Jupiter Французского национального центра космических исследований (CNES). Большой оперативный экран отображает состояние всех систем зелёным цветом, расчётную траекторию и часы обратного отсчёта.
В центре зала сидит Максим Андре, директор по пусковым операциям; он отвечает за координацию безопасности всего района запуска (людей, средств, окружающей среды) и вместе с командой по качеству и ответственным за измерения, которые следят за телеметрией, радарами и системой слежения, даёт голос и глаза для окончательного разрешения на старт.
До последней минуты команда миссии остаётся на связи с собственным центром управления спутником, расположенным примерно в четырёх километрах от зала Jupiter, чтобы подтвердить, что всё идёт по плану, и передать это подтверждение по всей командной вертикали вплоть до директора по операциям.
Запрет для молнии: погодные условия, способные остановить запуск
Всего в нескольких метрах от пускового комплекса небольшая команда наблюдает за небом с не меньшим вниманием, чем инженеры за ракетой. Франсуа Лафорж, метеоролог станции космического центра, следит прежде всего за двумя параметрами: молниями и ветром. «Дождь или температура не так важны; по-настоящему значимы грозы и ветер, как у поверхности, так и на высоте».
Критерии очень строгие: никаких гроз в радиусе десяти километров вокруг базы ни в ходе подготовки, ни во время самого старта, и ни одного облака выше 6 500 метров в том же радиусе, поскольку прохождение ракеты через такое высокое облако может породить статическое электричество, способное вызвать молнию. Для наблюдения за этим команда сочетает радары, измеряющие высоту облаков, и систему триангуляции из трёх антенн, которая в режиме реального времени фиксирует каждую электрическую разрядку.
Метеорологические зонды на воздушных шарах, запускаемые несколько раз в ходе обратного отсчёта, измеряют профиль ветра на высоте, данные которого Леонар Бушайо, инженер по безопасности полётов, использует вместе с остальной командой для контроля того, чтобы рассчитанный заранее «коридор пуска», то есть зона, где по соображениям безопасности моделируется возможное принудительное уничтожение ракеты в полёте, оставался действительным.
Это, поясняет он, требование французского космического законодательства, гарантирующее безопасность населения. Последняя метеорологическая проверка проводится всего за десять минут до старта. Как только ракета в воздухе, характер риска меняется: скорость звука она преодолевает менее чем за 50 секунд и менее чем за две минуты достигает высоты 50 километров, поэтому ветер практически сразу перестаёт быть серьёзной угрозой. Настоящий риск, подчёркивают специалисты, находится на земле.
Программа стоимостью 6 миллиардов евро с выгодой свыше 61 миллиарда
Джеймс Чемпион, руководитель проекта MTG в Европейском космическом агентстве (ESA), рассказал о 16 годах работы над программой спутников Meteosat. Это почти два десятилетия опережения технологий, которых ещё не существовало, но на которые необходимо было рассчитывать при выводе на орбиту MTG-I2.
С учётом текущих экономических условий стоимость программы составила около 6 миллиардов евро, а её выгода превышает 61 миллиард, если учитывать инфраструктуру, не говоря уже о количестве спасённых жизней благодаря данным спутника, которые помогут, например, вовремя запускать планы эвакуации. Это семейство спутников станет ключевым инструментом для прогнозирования и профилактики опасных метеорологических явлений.
Наука: «зоркий ястребиный глаз» над Европой каждые 2,5 минуты
За несколько часов до вывода спутника на орбиту Кристиан Банк, директор по подготовке и развитию программ Eumetsat, ставит этот запуск в его подлинный контекст: континента, всё чаще сталкивающегося с экстремальными погодными явлениями. «За последние пять лет мы ежегодно фиксировали ущерб в 10 миллиардов евро в Европе и тысячи погибших. К счастью, число жертв снижается, поскольку наши прогнозы и предупреждения улучшаются, но ущерб инфраструктуре по-прежнему остаётся. Нам нужно становиться более устойчивыми», предупреждает он.
MTG-I2 является третьим элементом взаимодополняющей тройки. Первый спутник, запущенный в 2022 году, обеспечивает обзор всего полушария: Европы, Африки, Атлантики до Индийского океана, и даёт данные для глобальных метеорологических моделей. Второй, выведенный на орбиту в 2025 году и почти введённый в эксплуатацию, подробно измеряет состояние атмосферы (влажность, температуру, ветер, давление). Третий, запуск которого мы наблюдали, сосредоточится на Европе и особенно на районе Средиземноморья, сильно подверженном опасным погодным явлениям, обновляя данные каждые две с половиной минуты.
«Такая частота критически важна для локальных прогнозов погоды в Европе и на Средиземноморье, но также и для служб гражданской защиты: пожарных, обнаруживающих лесные пожары, мониторинга засух и средиземноморских торнадо, которые становятся всё более частыми и разрушительными.
По оценкам Банка, новому спутнику понадобится около полугода ввода в эксплуатацию, прежде чем он будет интегрирован и откалиброван вместе с двумя своими «собратьями». После этого, ориентировочно с апреля 2027 года, все три будут работать как единая система.
Технические характеристики: 500 миллионов пикселей каждые десять минут
Грэм Мейсон, руководитель метеорологических программ ESA, привёл цифры, которые делают MTG-I2 одним из самых продвинутых орбитальных наблюдательных инструментов. Пока первый спутник семейства сканирует весь видимый земной диск каждые десять минут с разрешением 500 метров, то есть около 500 миллионов пикселей за полный проход, распределённых по 16 каналам, MTG-I2 будет работать только по верхнему квадранту, ориентированному на Европу, и повторять обзор каждые 150 секунд.
Его второй прибор, детектор молний, работает в очень узком диапазоне спектра, в линии излучения кислорода на 777 нанометрах, и делает 1 000 измерений в секунду. Для того чтобы различать детали размером 500 метров с орбиты на высоте 36 000 километров над Землёй, спутнику требуется исключительно высокая стабильность по всем трём осям.
Эта программа является примером силы европейской аэрокосмической промышленности: в ней участвуют более 17 европейских стран и 70 компаний, заключено свыше 200 субподрядов, а над проектом работают более 2 200 человек.
«Этот прибор для получения изображений является лучшим в мире геостационарным 'imager'. Детектор молний — лучшая в мире камера для регистрации молний ('lightning imager'), технология, которая опережает даже США. В течение ближайших десяти лет ESA рассчитывает отправить следующее семейство спутников, чтобы продолжить лидировать в сфере мониторинга климата и анализа его последствий.
Между залом управления Ariane 6, цехом инкапсуляции спутника и метеостанцией, следящей за каждым облаком над Куру, запуск MTG-I2 на самом деле стал суммой десятков технических решений, принятых командами, которые редко разделяют славу непосредственно с моментом старта.
С выводом этого спутника на орбиту Европа завершает формирование первой действующей тройки своей метеорологической группировки третьего поколения, системы, которой предстоит сопровождать мониторинг климата континента как минимум до 2040-х годов.
"}