作為世界六個航天大國（實體）之一，歐空局這一類航天大國實體是世界航天的重要一極，具備全面而先進的航天能力，首當其沖的是其航天發射能力。自從上世紀90年代末期以來，歐空局長期依賴強大的“阿麗亞娜5”運載火箭進入太空，後者曾長期是歐空局的一張閃亮的航天名片。21世紀10年代以來，世界商業航天快速發展，大批量一箭多星、低成本發射成為新趨勢，歐空局被迫做出改變，基于“阿麗亞娜5”進行全面更新，打造更具競争力的性能更優異的“阿麗亞娜6”火箭。
歐洲“第一巨箭”，擁有強大的高軌及深空運力
2014年12月，歐空局理事會（ESA Council）部長級會議作出了開發“阿麗亞娜6”運載火箭的決定，意在保持歐洲在快速變化的商業發射服務市場中的上司地位，同時滿足歐洲獨立自主進入和使用太空的需求。
在“阿麗亞娜6”（Ariane 6）運載火箭項目中，歐空局（ESA）負責項目管理、采購過程監督，并負責火箭系統總體架構和火箭首飛的營運。阿麗亞娜集團（ArianeGroup）是火箭的設計機構，也是火箭開發和生産的總承包商，負責上司和監督供應鍊，包括裝置和結構、發動機制造、各個級段的總裝以及火箭總裝。阿麗亞娜太空公司（Arianespace）是發射服務提供商，為機構和商業客戶營運飛行任務。法國航天局（CNES）負責“阿麗亞娜6”發射設施的建造、運作和維護。
“阿麗亞娜6”（“阿裡安6”）火箭基于“阿麗亞娜5”改進提升而來，芯一級主發動機采用改進型号，芯二級和固體助推器則采用新研制的主發動機，芯一級貯箱改用更加輕質的鋁锂合金。
“阿麗亞娜6”為大型固液捆綁運載火箭，采用兩級半構型，由芯一級、芯二級和2或4枚助推器構成，芯級全部采用液氫液氧發動機，助推器則采用固體發動機。該箭助推器配備P120C火箭發動機，采用端羟基聚丁二烯（HTBP）推進劑，單台推力約357噸；芯一級配備1台“火神2.1”（Vulcain 2.1）發動機，推力約140噸；芯二級配備1台“芬奇”（Vinci）發動機，推力約18噸。該箭助推器可以靈活選配2枚和4枚，相應形成“阿麗亞娜62”和“阿麗亞娜64”兩種型号，具備較強的靈活性和任務适應性。
“阿麗亞娜6”火箭最大高度62米，芯級、整流罩直徑均為5.4米，助推器直徑3.38米，可選配長度14米和20米兩種規格整流罩，該箭最大起飛品質870噸，最大起飛推力1571噸，近地軌道（LEO）最大運力21.6噸，高度500千米、傾角97.4度的太陽同步軌道（SSO）運力15.5噸。
該箭芯二級配備了優秀的“芬奇”（Vinci）液氫液氧發動機，采用閉式膨脹循環，真空比沖達到457秒，具備4次點火能力，這使得該箭在地球中高軌及深空發射方面具備較大的優勢。其近地點250千米、遠地點35,786 千米、傾角6度的地球同步轉移軌道（GTO）最大運力11.5噸，赤道上空地球靜止軌道（GEO）最大運力5噸，近地點230千米、遠地點40萬千米、傾角7度的地月轉移軌道（LTO）最大運力8.6噸。
一旦投入首飛，“阿麗亞娜6”将成為歐洲範圍内高度最高、起飛品質最大、體積最大的運載火箭，也是歐洲地球高軌及深空運力最強的運載火箭，毋庸置疑該箭将成為歐洲現役“第一巨箭”。
首飛即一箭多星，全面測試火箭性能
在前後推遲了4年之後，“阿麗亞娜6”火箭即将迎來首飛。中原標準時間2024年7月10日02:00∼06:00（法屬蓋亞那時間9日15:00∼19:00），在法屬蓋亞那庫魯航天發射中心ELA-4工位，搭載8顆小型衛星、5個試驗載荷和2個再入傳回艙的“阿麗亞娜6”運載火箭将點火發射，計劃将衛星送入近地軌道。
“阿麗亞娜6”首飛任務使用的是配備雙助推的“阿麗亞娜62”構型，配備長度14米整流罩，整箭高56米，起飛品質540噸，起飛推力約857噸，其近地軌道運力10.3噸。本次任務中，将對“阿麗亞娜6”火箭性能進行全面測試，包括上面級（芯二級）多次點火、一箭多星、上面級鈍化并受控離軌等方面的能力。
“阿麗亞娜6”火箭的首次任務将分為三個階段：地面到軌道（From ground to orbit）、上面級重新點火和衛星部署（Upper stage reignition and satellite deployment）以及技術驗證、離軌和太空艙分離（Tech demos, deorbiting and capsule separation）。
首飛任務第一階段——地面到軌道（From ground to orbit），即時間線說明圖中的第一到第五步，将把火箭從地面發射進入太空。這一過程中，将由芯一級“火神2.1”（Vulcain 2.1）發動機和兩枚助推器P120C發動機提供動力。第一階段還将包括芯一級與上面級分離，以及上面級“芬奇”（Vinci）發動機的第一次點火，将上面級與衛星組合體插入近地點300千米、遠地點700千米的橢圓軌道。“芬奇”發動機将點火至升空後約18分鐘，之後“阿麗亞娜6”将證明它可以比對其前身“阿麗亞娜5” ECA型号的典型飛行剖面。
第二階段——上面級重新點火和衛星部署（Upper stage reignition and satellite deployment），即時間線說明圖的第六至第九步。本階段，“芬奇”發動機将首次重新點火，将上面級與衛星組合體的軌道從橢圓軌道調整為高度580千米圓形軌道。
在太空微重力環境下，發動機重新點火比想象中困難，因為液體推進劑會在貯箱内自由漂浮，需要采取加壓在内的多種措施來確定推進劑持續穩定供應。上面級輔助推進裝置（Auxiliary Propulsion Unit，APU）會提供小而穩定的推力，使主發動機推進劑沉底，確定它可以再次點火。
首次重新點火之後将部署前3顆衛星：OOV-Cube、Curium One和Robusta-3A，并激活兩個搭載實驗載荷YPSat和Peregrinus。幾秒鐘後，将部署第二批3顆衛星：3Cat-4、ISTSat和GRBBeta，并激活SIDLOC和Parisat。接下去，将部署第三批2顆衛星：CURIE和 replicator。
第三階段——技術示範、離軌和太空艙分離（Tech demos, deorbiting and capsule separation），即時間線說明圖的第十至第十二步。本階段，任務将把低溫上面級進一步推向極限，并驗證其在微重力條件下真正執行任務的能力。上面級的最後一次推進将要求其在太空中經曆最長時間的關機後重新點火，将在南太平洋尼莫點（NEMO point）上空啟動受控離軌再入地球大氣層。
不久之後，上面級上搭載的兩個再入艙将分離，降落到地球，目标是在再入大氣層的燃燒過程中存活下來。最後，在上面級在大氣層中燃燒之前，将對其進行鈍化處理，去除搭載的所有能量，以防止可能的爆炸及産生太空垃圾。
“火箭危機”即将解除，滿足歐空局未來15年需求
中原標準時間2023年7月6日上午，“阿麗亞娜5”運載火箭(VA261)完成了最後一次發射，就此告别世界航天舞台，這也使得歐空局徹底陷入一場“火箭危機”/“發射器危機”（“launcher crisis”）。
2022年初，烏克蘭危機爆發後，歐空局失去了使用“聯盟2.1b”火箭的機會，2022年末，“織女星C”固體火箭發射失敗，導緻歐空局短期内又少了一型可用火箭，而到了2023年7月“阿麗亞娜5”火箭的退役，用于接替它的“阿麗亞娜6”繼續延期首飛，這就使得歐空局陷入了僅有“織女星”固體火箭可用的困難境地。在此期間，歐洲内部發射任務“伽利略”導航衛星、EarthCARE對地觀測衛星不得不轉向了太空探索技術公司的“獵鷹九号”，這也使得歐空局耿耿于懷。而“阿麗亞娜6”的到來将基本化解這場讓歐空局煎熬的“火箭危機”。
“阿麗亞娜6”的首飛是一次被稱為飛行樣本1（Flight Model 1，FM1）的測試飛行，一旦成功實施，開發團隊還需要五個月的時間來分析所有的飛行資料，如果一切順利，“阿麗亞娜6”火箭将在年底實施首次商業發射。
迄今，“阿麗亞娜6”火箭營運方已經簽署了30份發射服務合同，其中18份專門用于亞馬遜的”柯伊伯”衛星星座組網發射。為了支援批量發射需求，火箭廠商正在提升産能，将實作逐漸增産、穩定供應的目标。目前，第一批15發火箭（含首飛箭）剩餘部分的制造工作正在順利進行。按計劃，2025年“阿麗亞娜5”将實施6次發射，2026年将實施8次發射，而在2027年發射次數将達到10次，最終在2028年和2029年實作穩定的每年9次發射。同時，“阿麗亞娜6”将繼續瞄準2014年設定的目标，将在“阿麗亞娜5”基礎上降低40%的成本。
在目前階段，世界航天迅猛發展，以大規模星座組網為代表的航天發射需求持續快速增長，運載火箭特别是大型運載火箭的需求處于并将較長時間處于供不應求的狀态。在此背景下，基于歐空局内部的機構訂單并面向國際商業航天發射市場，“阿麗亞娜6”将能夠長期維持年均10次左右的中等規模的發射數量。
作為一型模組化的火箭，”阿麗亞娜62”（兩助推型号）将取代俄羅斯“聯盟号2.1b”，”阿麗亞娜64”（四助推型号）将取代“阿麗亞娜5”，可以覆寫歐空局大部分需求，支援“伽利略”導航衛星、“阿爾戈英雄”（Argonaut）月球着陸器、大型高軌衛星在内的重要發射任務，将成為未來15到30年歐洲航天的主力軍。
作者：木蘭星舟