Všechny tři motory vyvinuté pro budoucí evropskou raketu Ariane 6 prošly rozsáhlými zkouškami: motor P120C na pevná paliva sloužící jako pomocný, Vulcain 2.1 pro hlavní stupeň a Vinci pro stupeň horní.
Ariane 6 bude vysoká 63 m a se čtyřmi pomocnými motory má mít hmotnost 900 t. Při startu bude generovat tah odpovídající dvanácti letounům Airbus A380.
P120C – nový „tažný kůň“ evropské kosmonautiky
Na hlavní stupeň Ariane 6 budou v závislosti na konfiguraci instalované dva nebo čtyři pomocné motory P120C, které budou generovat většinu tahu při vzletu.
P120C je nový evropský tažný kůň kosmických letů. Písmeno „C“ je z anglického „Common“ (Společný) a znamená, že tento motor bude použitý na obou nově vyvíjených nosičích ESA: jak na Ariane 6, tak na raketě Vega-C. Vyvinutý byl konsorciem Europropulsion, které je společně vlastněné firmami Avio a ArianeGroup.
Raketové motory na tuhé pohonné látky hoří až do okamžiku, kdy je palivo spotřebováno. Jsou jednoduché a levné, takže tento způsob pohonu je typicky používán jako nízkonákladový zdroj hrubé síly a nasazovány jsou zpravidla během vzletu raket. Každý motor P120C poskytne zhruba 4500 kN tahu.
Motor P120C má délku 13,5 m, průměr 3,4 m a prázdnou hmotnost 11 t. Jeho 25 cm silné stěny jsou z uhlíkového kompozitu a jsou vyrobené jako jeden segment v továrně Avio Colleferro v Itálii. Společnost ArianeGroup z Francie vyvinula pokročilou trysku P120C, zatímco firma Nammo z Norska dodala zapalovač. Efektivní výrobní metody zkrátily produkční cykly a optimalizovaly náklady.
Pro zkušební zážehy na evropském kosmodromu ve Francouzské Guayaně byly zkompletovány tři modely P120C: vývojový model DM1 (Development Model) pro test v červenci 2018, první kvalifikační model QM1 (Qualification Model) pro zkoušku v lednu 2019 (ve verzi, která bude použitá jako první stupeň rakety Vega-C) a druhý kvalifikační model QM2 pro zážeh v říjnu 2020 (ve verzi pro Ariane 6). Výroba komponent motoru pro letový test rakety Vega-C je už prakticky hotová.
Posledním krokem je demonstrace toho, že nové výrobní linky jsou plně připravené a schopné uspokojit poptávku.
Vulcain 2.1 – motor středového stupně
Motor hlavního stupně Ariane 6 je Vulcain 2.1: jeho pohonnými látkami jsou kapalný kyslík a kapalný vodík. Generuje 1371 kN tahu ve vakuu, přičemž bude pohánět Ariane 6 prvních osm minut letu do výšky cca 200 km. Má přibližně stejnou hmotnost jako motor dopravního letounu Airbus A318, ovšem ve srovnání s ním desetinásobnou sílu.
Motor Vulcain 2.1 je vybavený plynovým generátorem vyrobeným pomocí 3D tisku, přepracovanou zjednodušenou trysku a spalovací komoru, která se bude zapalovat ze země právě skrze trysku. Dosud se k zážehu používalo pyrotechnické zařízení uvnitř motoru. Nové řešení redukuje cenu a hmotnost.
Stejně tak už není třeba používat pro Vulcain 2.0 drahé kapalné hélium, protože tlakování kyslíkové nádrže nyní obstarává ohřátý kyslík z výfukového potrubí: dříve se bez užitku vypouštěl.
Závěrečný statický kvalifikační test motoru Vulcain 2.1 v červenci 2019 ve středisku Lampoldshausen potvrdil funkcionalitu a mechanické chování motoru během kombinovaných zkoušek. Ty kvalifikovaly subsystémy Ariane 6 na úrovni hlavního stupně i nosiče.
Vinci – restartovatelný horní stupeň
Vinci je první evropský motor s expanzním cyklem, přičemž bude pohánět horní stupeň Ariane 6. Pracovat má s kombinací kapalný kyslík/vodík, přičemž může být opakovaně (až pětkrát) restartovaný. To zvyšuje operační flexibilitu Ariane 6 a zajišťuje, že stupeň lze bezpečně odstranit z oběžné dráhy řízeným zánikem v atmosféře na konci mise.
Kvalifikační testy motoru Vinci byly dokončeny v říjnu 2018. Motor byl odzkoušen více než 140krát a prošel úspěšnými opakovanými zážehy v podmínkách téměř úplného vakua. Během zkoušek pracoval kumulovaně přes 14 hodin.
Motor Vinci bude integrovaný s kompletním horním stupněm Ariane 6 v prostorách firmy ArianeGroup v německých Brémách. Následně bude transportován do německého letecko-kosmického střediska DLR v Lampoldshausen, kde každý nový horní stupeň Ariane 6 projde simulovaným startem uvnitř nové budovy P5.2.
„ESA ve spolupráci s evropským průmyslem vytvořila trojici nových motorů, aby byl zajištěný nezávislý evropský přístup do vesmíru. Zvýšili jsme výkon, rozšířili flexibilitu a stali se konkurenceschopnějšími. Díky dokončení kvalifikačních testů všech motorů se nyní můžeme zaměřit na finální přípravy premiérových letů nosičů Ariane 6 a Vega-C,“ komentuje ředitel ESA pro kosmické dopravní systémy Daniel Neuenschwander.
Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).
