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格林尼治时间2002年8月28日22时45分（北京时间29日凌晨6时45分），在法属圭亚那库鲁航天发射中心内一枚载有两颗卫星的阿丽亚娜5型运载火箭顺利点火升空，火箭飞至第28分钟时第一颗卫星与火箭成功分离，大约8分钟后第二颗卫星随之分离。两颗卫星分别是意大利阿莱尼亚航空航天公司研制的“大西洋鸟1号”商业通信卫星和法国阿尔卡特空间公司研制的“第二代气象卫星1号”气象卫星，它们分属于欧洲通信卫星公司和欧洲气象卫星组织。两颗卫星的发射总质量大约4720千克。 此次是欧洲阿丽亚娜系列运载火箭自从1979年首次发射以来的第154次发射，同时也是阿丽亚娜5型运载火箭的第13次发射。 阿丽亚娜5型运载火箭由欧洲空间局开发研制，是目前世界上运载能力最大的商用运载火箭，它为近年来欧洲在国际商业卫星发射市场中占据领先地位立下了汗马功劳。然而，与美国和前苏联等早期的世界航天技术大国相比，欧洲的运载火箭研制计划起步较晚。 众所周知，人类历史上的第一枚现代运载火箭是在1957年10月由前苏联发射成功的，它把世界上第一颗人造地球卫星送入了太空，从此为人类发展航天运输和空间应用技术开创了先河，并奠定了坚实的基础。而欧洲虽然在二战期间，由德国研制了著名的V-2火箭，它被公认为是后来人类现代运载火箭和洲际弹道导弹发展的雏形。但二战结束后，德国作为战败国，这项技术不仅被迫搁置，而且美国还从德国掠走了大量的火箭部件和技术设计人员，从而壮大了本国的火箭技术开发实力。由于历史政治原因，欧洲一直没有大规模发展航天运输技术，直到1973年7月31日欧洲空间局成立时才结束了这种局面。 1973年12月，欧洲空间局的11个成员国（现在已发展到15个国家）开始联合投资研制阿丽亚娜1型运载火箭，这是一种液体三子级运载火箭，研制工作历时6年时间，投资费用大约10亿美元（1988年币值）。1979年12月，第一枚阿丽亚娜1型运载火箭首次亮相，并圆满完成了第一次试飞任务，1981年正式投入商用。自此，欧洲的运载火箭技术获得了快速发展。特别是进入20世纪80年代以后，由于商业通信卫星技术的迅猛发展及其大量应用，推动了运载火箭的不断发展。卫星操作商希望在通信卫星上安装更多的有效载荷，从而提供更多的通信功能，这导致运载火箭必须具备更高的运载能力。 就运载火箭的运载能力而言，80年代至90年代初国际商业卫星发射市场呈现了供不应求的局面。为此，欧空局又在阿丽亚娜1型运载火箭基础上陆续研制了阿丽亚娜2型、阿丽亚娜3型、阿丽亚娜4型和阿丽亚娜5型运载火箭，从而使阿丽亚娜系列运载火箭的地球同步转移轨道运载能力从最初的1850千克增加到6500千克。 与其他国家运载火箭的不同之处在于，阿丽亚娜系列运载火箭主要用于发射商业有效载荷。由于不断出现性能更高的新型阿丽亚娜运载火箭，因而进入90年代之前，为了减少性能接近的火箭型号，欧洲空间局先后停止生产了阿丽亚娜1、2、3型等几种火箭，只保留了阿丽亚娜4型和阿丽亚娜5型运载火箭。自从90年代初至今，它们为欧洲竞争国际商业卫星发射市场提供了保障，特别是1999年阿丽亚娜5型运载火箭正式投入商用以后，更加巩固了欧洲商用运载火箭强国的地位。 阿丽亚娜4型运载火箭的研制开始于1982年，其研制费用大约6.5亿欧洲货币单位，包括6种不同的子型号，各型号之间的主要区别是捆绑不同数量的助推器，其地球同步转移轨道运载能力介于1900~4400千克之间。1988年6月15日，第一枚阿丽亚娜4型运载火箭试飞成功，此后转入正式的商业发射，它成为了欧洲未来10年内最主要的商用运载火箭。至今，阿丽亚娜4型运载火箭已完成了113次发射，而自从1995年3月以来获得了77次连续发射不败的战绩。从运载火箭技术方面讲，阿丽亚娜4型运载火箭在当时保持了相当高的水平，特别是它采用了以液氢液氧作为发动机推进剂低温上面级，这种技术后来在其他国家的运载火箭上得到了广泛应用。 阿丽亚娜5型运载火箭是90年代由欧洲率先研制成功的世界上第一个“少级数、大直径”的大型运载火箭。1987年11月，欧洲空间局部长级会议正式批准研制阿丽亚娜5型大型运载火箭。次年1月，计划正式实施。原计划1995年4月和10月分别进行两次鉴定发射，随后投入商用。后因研制进度和财政等原因，计划被迫推迟。1996年6月4日，终于进行了第一次鉴定发射，但不幸遭遇失败，这在世界上产生了重大影响。从1987年确定计划直到1996年首次鉴定飞行以来，阿丽亚娜5型运载火箭计划历时8年多时间，研制费用高达80亿美元以上。虽然首次发射不幸失败，但为以后的研制工作积累了丰富的经验。1997年10月30日，阿丽亚娜5型运载火箭进行第二次鉴定发射时，终于获得成功。 1998年10月28日，第三次鉴定发射任务成功后，正式投入商用。至今，阿丽亚娜5型运载火箭已完成了10次商业发射任务，其中9次成功。2001年7月12日，第七枚商用阿丽亚娜5型运载火箭进行双星发射时，由于上面级发动机不稳定燃烧导致卫星进入了比预定轨道低很多的无用轨道。这是阿丽亚娜5型运载火箭正式投入使用以后第一次遇到故障，为此，欧洲空间局停止了2001年阿丽亚娜5型运载火箭的其他发射任务，并成立了专门的故障调查小组对故障原因进行调查，2002年3月再次恢复发射。 在技术方面，与以前的火箭相比，阿丽亚娜5型运载火箭具有很大的突破。 首先，它采用了“少级数、大直径”的箭体结构，芯级采用5米大直径，箭体采用两级，这样可以有效增加运载火箭内部零部件的部署空间，降低火箭的纵横比，从而提高火箭的结构可靠性。 其次，一子级采用一台液体氢氧火箭主发动机，由于火箭级数和主发动机数量减少，使运载火箭的分离控制得到简化，从而增加了运载火箭的系统可靠性；此外，由于采用无毒、无污染推进剂，也有利于环保。 第三，研制大直径整流罩和多种灵活的多星发射支架，使阿丽亚娜5型运载火箭具有良好的多星发射环境。 阿丽亚娜5型运载火箭是目前世界上运载能力最大的商用运载火箭。当进行单星发射任务时，它可以把6500千克的有效载荷送入地球同步转移轨道，而进行双星发射任务时，可以把6000千克的有效载荷送入相同的轨道。由于目前世界上最大的商业通信卫星质量不超过在5.5吨，而大部分商业通信卫星的质量介于2.5~4吨之间，因而阿丽亚娜5型运载火箭不仅具有发射世界上最大的高轨道商业通信卫星的能力，还具有一箭发射两颗较大高轨道卫星的能力，这样可以大大降低用户的发射成本。 阿丽亚娜系列运载火箭的发射服务业务由阿丽亚娜空间公司负责，该公司成立于1980年3月，总部位于法国，是一间私营股份公司，股东包括法国、德国、英国、爱尔兰、意大利、荷兰、西班牙、瑞典和瑞士等国家的空间技术研究机构或公司，其中法国持有最多的股份。它专门负责经营并发射阿丽亚娜系列运载火箭。90年代以来，阿丽亚娜空间公司凭借阿丽亚娜5型运载火箭无与伦比的性能优势，在整个的国际商业卫星发射市场中占据了几乎一半的市场份额，成为了名副其实的世界顶级商用运载火箭经销商。然而，据相关资料报道，首批阿丽亚娜5型运载火箭的平均发射价格为1.5亿美元/枚，这样的价格显然有些过于昂贵。 为此，欧洲空间局又在1995年召开的部长级会议上提出研制阿丽亚娜5型改进型运载火箭。改进的目的是：一方面，继续提高阿丽亚娜运载火箭的运载能力；另一方面，大幅降低发射成本。 阿丽亚娜5型改进型火箭的改进点主要集中在以下两个方面：(1)改进现有的一子级主发动机，使其具有更高的推力；(2)改进或重新研制新的上面级，从而形成系列化的阿丽亚娜5型运载火箭。 改进后，阿丽亚娜5型运载火箭将由4种型号组成（包括现有的普通型）。欧洲空间局原计划2002年春季发射第一枚改进型阿丽亚娜5型运载火箭，但由于研制进度问题，发射时间已被推迟到下半年。即将发射的新型阿丽亚娜5型运载火箭命名为“阿丽亚娜5ECA”，它除使用了改进的一子级外，还使用了在阿丽亚娜4型运载火箭三子级基础上改进而成的新型低温上面级，经过改进后，它的地球同步转移轨道运载能力提高到8吨（单星）。而运载能力最大的阿丽亚娜5型改进型计划2005年或2006年发射，它的上面级发动机将采用先进的膨胀循环技术。改进后，地球同步转移轨道运载能力将提高到12吨（单星）。2002年第一种改进型阿丽亚娜5型运载火箭投入使用后，欧洲空间局将停止生产旧的阿丽亚娜4型运载火箭。 在过去十年里，阿丽亚娜系列运载火箭不仅在激烈的国际商业卫星发射市场竞争中获得了巨大的成功，并且推动了人类现代运载火箭技术的发展。同时，也带动其他航天大国开发研制了新一代运载火箭。如上个世纪90年代中期，美国、俄罗斯和日本分别研制了“德尔它4”、“宇宙神5”、“安加拉”和“H-2A”系列运载火箭，由于这些运载火箭全部采用了“系列化、标准化、模块化”的设计方案，并且由于引入了高性能发动机等，不仅使其具有了与阿丽亚娜5型运载火箭相当的运载能力，还使生产成本大幅降低。这些运载火箭将在本世纪初陆续发射成功，并在未来两三年里形成一定的生产规模。大批新型运载火箭涌入国际航天发射市场后，必将对未来的市场格局产生重大影响，阿丽亚娜5型运载火箭的竞争优势也必将受到影响。 （赵颖 中国运载火箭技术研究院19所）
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