Ariane 5
欧州の主力大型ロケット（1996-2023）
1 概要
Ariane 5は、欧州宇宙機関（ESA）とArianespace社が運用した大型打上げロケットであり (1,2)、27年間にわたり欧州の宇宙打上げの主力を担った歴史的ロケットである。
基本情報: - 製造: Arianespace（アリアンスペース）/ ESA - 運用期間: 1996年6月4日 - 2023年7月5日（27年間） - 打上げ総数: 117回 - 成功率: 96%（最終的な成績） - ペイロード能力（LEO）: 21,000 kg - ペイロード能力（GTO）: 9,600-10,000 kg - 後継機: Ariane 6（2024年初飛行）
技術的特徴: - 🚀 2段式液体燃料ロケット + 固体ブースター×2基 - 💪 Vulcain 2エンジン（LOX/LH2、1,390 kN真空推力） - 🔧 HM7Bエンジン（LOX/LH2、第2段、62.7 kN） - 📡 大型通信衛星2基同時打上げ対応 - 🌍 仏領ギアナ クールー宇宙基地から打上げ
歴史的意義: 欧州独自の大型打上げ能力を27年間維持、世界の商業打上げ市場で主力ロケットとして活躍
2 基本仕様
2.1 寸法・質量
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 46-52 m（バージョンにより異なる） |
| 直径（コア） | 5.4 m |
| リフトオフ質量 | 777,000 kg（ECA型） |
| 段数 | 2段 + 固体ブースター×2 |
| フェアリング直径 | 5.4 m |
| フェアリング高さ | 17 m（標準型） |
2.2 ペイロード能力
| 軌道 | ペイロード能力 |
|---|---|
| LEO（低軌道） | 21,000 kg |
| GTO（静止トランスファ軌道） | 9,600-10,000 kg（ECA型） |
| GEO（静止軌道） | 6,800 kg |
注記: GTO能力はAriane 5の主要な設計目標であり、大型通信衛星2基の同時打上げに最適化
3 推進システム
3.1 第1段: Vulcain 2エンジン
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| エンジン名 | Vulcain 2（ヴァルカン2） |
| エンジンサイクル | ガス発生器サイクル |
| エンジン数 | 1基 |
| 推進剤 | LOX（液体酸素）/ LH2（液体水素） |
| 海面推力 | 1,145 kN |
| 真空推力 | 1,390 kN（139トン） |
| 比推力 | 431秒（真空） |
| 燃焼時間 | 約10分 |
技術的特徴: - 高効率水素エンジン: 液体水素/液体酸素の組み合わせで高比推力を実現 - ターボポンプ: 酸素ターボポンプ13,600 rpm、水素ターボポンプ34,000 rpm - 推力向上: Vulcain（初期型）から20%推力向上 - リフトオフ推力寄与: 総推力の約8%（残り92%は固体ブースター）
開発経緯: - Vulcain: 1988年開発開始、1996年初飛行 - Vulcain 2: 2002年初飛行（失敗）、2005年運用開始
3.2 第2段: HM7Bエンジン（ECA型）
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| エンジン名 | HM7B |
| エンジンサイクル | ガス発生器サイクル |
| エンジン数 | 1基 |
| 推進剤 | LOX（液体酸素）/ LH2（液体水素） |
| 真空推力 | 62.7 kN |
| 比推力 | 444.6秒 |
| 燃焼時間 | 940-950秒（約16分） |
技術的特徴: - 高比推力: 444.6秒の高効率 - 再生冷却: 液体水素による再生冷却 - 再始動不可: 単一燃焼（再始動機能なし） - 長時間燃焼: 約16分間の連続燃焼
歴史: - 1973年開発開始: Ariane 1第3段用に開発 - 1979年12月24日: 初飛行 - 2005年2月12日: Ariane 5 ECA第2段として採用 - 生産総数: 約300基
3.3 固体ロケットブースター（SRB）×2基
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| ブースター名 | EAP（Étage d’Accélération à Poudre） |
| ブースター数 | 2基 |
| 推進剤 | 固体推進剤（HTPB） |
| 推力（1基） | 7,080 kN（海面） |
| 推力（合計） | 14,160 kN（リフトオフ総推力の92%） |
| 燃焼時間 | 約130秒 |
| 推進剤質量（1基） | 237,700 kg |
技術的特徴: - 大型固体ブースター: 世界最大級の固体ブースター - 推力制御: 推力プロファイル最適化 - 分離: 燃焼終了後、高度60 km付近で分離
4 バリエーション
4.1 主要バージョン
Ariane 5は開発段階で5つの主要バージョンが運用された:
| バージョン | 飛行回数 | 運用期間 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|
| Ariane 5 G | 16回 | 1996-2003 | 初期型、GTO 6,800 kg |
| Ariane 5 G+ | 3回 | 2004 | 改良型、GTO 6,950 kg |
| Ariane 5 GS | 6回 | 2005-2009 | 固体ブースター強化型 |
| Ariane 5 ES | 8回 | 2008-2018 | ATV・Galileo専用型 |
| Ariane 5 ECA | 84回 | 2002-2023 | 最終型、GTO 10,000 kg |
4.2 Ariane 5 ECA（最終・最多飛行型）
特徴: - 第2段エンジン変更: Aestus → HM7B（水素エンジン） - ペイロード能力向上: GTO 10,000 kg（従来型の約1.5倍） - 信頼性向上: 82回連続成功（2003-2017年） - 運用期間: 2002年-2023年（21年間、84回飛行）
5 開発経緯
5.1 計画開始・初期開発（1980年代-1995年）
1987年: Ariane 5計画開始 - 目的: Ariane 4の後継機、Hermes有人宇宙船打上げ対応 - 設計目標: GTO 6,800 kg、有人対応の高信頼性
1988年-1995年: 開発・製造 - Vulcainエンジン開発 - 大型固体ブースター開発 - ギアナ宇宙センター ELA-3打上げ施設建設
5.2 初飛行失敗と回復（1996年-2000年）
1996年6月4日: 初飛行（Flight 501）失敗 (3) - 原因: 制御ソフトウェアの不具合 - 事象: 打上げ37秒後に自爆 - 影響: 開発遅延、大幅な改修
1997年10月30日: Flight 502（初の成功飛行） - 軌道投入成功、Ariane 5運用開始
1998年-2000年: 初期運用 - 徐々に信頼性向上 - 商業打上げ契約獲得開始
5.3 成功期・黄金時代（2003年-2017年）
2003年4月9日: Flight 158（連続成功記録開始）
2003年-2017年: 82回連続成功 - 世界トップクラスの信頼性実証 - 商業打上げ市場でシェア拡大 - 大型通信衛星2基同時打上げの定番機に
2018年9月25日: 100号機打上げ成功 - Arianespace通算300回目のミッション
5.4 最終期・退役（2018年-2023年）
2017年12月12日: Flight 240（連続成功記録終了）
2021年12月25日: ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡打上げ - Ariane 5最大の科学ミッション - 完璧な軌道投入で燃料節約に貢献
2023年4月14日: Juice（木星氷衛星探査機）打上げ - 最終から2番目のミッション
2023年7月5日 22:00 GMT: 最終飛行（Flight VA261） (3) - 打上げ場: ギアナ宇宙センター ELA-3 - ペイロード: Heinrich Hertz通信衛星、French military Syracuse 4B - 結果: 成功 - 歴史: 27年間、117回の飛行を終えて退役
6 飛行実績
6.1 打上げ統計（1996年-2023年）
| 項目 | 数値 |
|---|---|
| 総飛行回数 | 117回 |
| 成功 | 112回 |
| 部分失敗 | 3回 |
| 失敗 | 2回 |
| 成功率 | 96% |
連続成功記録: 82回（2003年4月9日 - 2017年12月12日、14年8ヶ月）
6.2 主要ミッション
科学ミッション
2004年3月2日: Rosetta（ロゼッタ）彗星探査機 - チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星へ - Philae着陸機が彗星表面に着陸成功（2014年）
2021年12月25日: ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST） (4) - 史上最大の宇宙望遠鏡 - 完璧な軌道投入により、JWSTの運用寿命が延長
2023年4月14日: Juice（木星氷衛星探査機） - 木星の3衛星（ガニメデ、カリスト、エウロパ）探査
有人宇宙開発支援
2008年-2014年: ATV（自動補給機）×5機 - 国際宇宙ステーション（ISS）への補給ミッション - Ariane 5 ES型で打上げ
測位衛星
Galileo（ガリレオ）: 欧州測位衛星12基 - わずか3回の打上げで12基を軌道投入（4基ずつ）
商業通信衛星
2基同時打上げ: Ariane 5の商業的成功の鍵 - 大型通信衛星2基を同時にGTOへ投入 - コスト効率向上、顧客満足度向上
7 競合・市場ポジション
7.1 競合ロケット比較（運用時代）
| ロケット | GTO能力 | 運用期間 | 製造 |
|---|---|---|---|
| Ariane 5 ECA | 10 t | 2002-2023 | Arianespace |
| Proton-M | 6.9 t | 2001-2024 | Roscosmos |
| Atlas V 551 | 8.9 t | 2006-現在 | ULA |
| Falcon 9 | 5.5-8.3 t | 2010-現在 | SpaceX |
| CZ-3B | 5.5 t | 1996-現在 | CASC |
市場ポジション（2000年代-2010年代）: - 商業GTO打上げの主力機: 大型通信衛星2基同時打上げで圧倒的シェア - 高信頼性: 96%成功率、82回連続成功記録 - 欧州宇宙産業の柱: ESA加盟国の宇宙打上げ独立性確保
7.2 競合環境の変化
2010年代: SpaceX Falcon 9の台頭 - 再使用ロケットによるコスト競争力 - Ariane 5の市場シェア低下
2020年代: 次世代ロケット競争 - Ariane 6への移行準備 - Starship、Vulcan等の新型ロケット登場
8 技術的革新性
8.1 大型固体ブースター（EAP）
世界最大級の固体ブースター: - 推力7,080 kN（1基）、合計14,160 kN - リフトオフ推力の92%を担当 - スペースシャトルSRB（12,500 kN/基）に匹敵
8.2 液体水素エンジン（Vulcain 2、HM7B）
高効率推進: - Vulcain 2: 真空比推力431秒 - HM7B: 真空比推力444.6秒 - 液体水素/液体酸素の高性能実証
8.3 2基同時打上げシステム
SYLDA（Système de Lancement Double Ariane）: - 大型通信衛星2基を同時搭載 - 上段衛星と下段衛星を別々の軌道へ投入 - 商業打上げのコスト効率化
9 退役と後継
9.1 退役の背景
2023年7月5日退役の理由: 1. Ariane 6への移行: 2024年初飛行予定の次世代ロケット 2. コスト競争力: 再使用ロケット（Falcon 9等）との競争激化 3. 製造終了: 新規製造停止、在庫機体の消化完了
9.2 Ariane 6（後継機）
比較:
| 項目 | Ariane 5 ECA | Ariane 6 |
|---|---|---|
| GTO能力 | 10,000 kg | 11,500 kg（A64型） |
| 初飛行 | 2002年 | 2024年7月9日 |
| 打上げコスト | 高 | 40%削減目標 |
| 設計 | 完全消耗型 | 部分再使用検討中 |
Ariane 6の特徴: - コスト削減（打上げ価格40%減） - モジュラー設計（2型式: A62、A64） - 欧州の打上げ独立性維持
10 まとめ
Ariane 5は、欧州宇宙開発の象徴として27年間活躍した大型ロケットとして、以下の功績を残した:
技術的功績: - 🚀 117回の打上げ、96%の成功率 - 🏆 82回連続成功（2003-2017年） - 🌍 世界最高クラスの信頼性実証
商業的功績: - 📡 大型通信衛星2基同時打上げの定番機 - 💼 商業GTO打上げ市場で長年トップシェア
科学的功績: - 🔭 ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（史上最大の宇宙望遠鏡） - 🛰️ Rosetta彗星探査機、Juice木星探査機 - 🚚 ISS補給ミッション（ATV×5機）
戦略的意義: - 🇪🇺 欧州の宇宙打上げ独立性確保 - 🏭 欧州宇宙産業の雇用・技術維持
2023年7月5日の最終飛行をもって退役したAriane 5は、後継機Ariane 6にその使命を引き継ぎ、欧州宇宙開発の新たな時代を切り開く礎となった。