CHRONOLOGIE ARIANE

Un programme tel qu' Ariane 5 nécessite une évolution permanente et un suivi de fabrication. L'ESA et le CNES ont préparé depuis le début du développement du programme une adaptation du lanceur Ariane 5 aux évolutions du marché : les satellites de télécommunications géostationnaires constituent toujours l'essentiel du marché, avec une confirmation de l'augmentation de la masse des gros satellites dans les prochaines années.
Toutes les études de marché en effet le confirment : la masse des satellites géosynchrones poursuit et même accélère sa progression. Les plates-formes atteindront des masses maximales au lancement de 4 000 à 5 000 kg à plus de 6 000 kg pour 2005. De plus, avec l'arrivée de la propulsion électrique sur les satellites, de nouvelles orbites d'injection plus hautes, donc plus exigeantes pour les lanceurs, se généraliseront.

En 1995, les performances d'Ariane 5 sont de 5970 kg en GTO en lancement double ou 6800 kg en GTO en lancement simple. A l'aube du premier vol, la charge satellisable est de 5750 kg en tenant compte du kit de récupération des EAP.
Après 1996, les données ont évoluées: La masse de l'étage EPC a augmenté de 600 kg ce qui fait pour le vol 502 une charge satellisable de 5360 kg en GTO soit 500 kg de moins que prévu en 1995.
Afin d'augmenter ses performances, de nouveaux programmes sont mis en route avec notamment une modélisation de la trajectoire de vol, et une diminution des masses sur l'EPC. En 2002, la performance calculée est de  5 970 kg (lancement double) et 6 800 kg (lancement simple). En réalité elle est de 6 030 kg (lancement double) 6 700 kg (lancement simple) et 6 200 kg en lancement double avec retard d'allumage de l'EPS. Du fait de la faible poussée du moteur Aetus et du manque de carburant pour rallier l'orbite GTO, l'étage EPS absorbe à peu près 50% des pertes de gravité durant le vol. L'allumage différé sur 1 h 20 permet de réduire ces pertes de 10% et de gagner 175 kg. 

La masse satellisée pour le vol 501, V88 était de 5723 kg en GTO. On passe à 6522 kg pour 503 avec le Speltra, puis 6316 kg sur 507, V135. 511 met en orbite  SSO à 7100 km, une charge de 8605 kg (Envisat). Avec la version ECA, en 2002,on passe à 8352 kg. En attendant la reprise des vols ECA, en février 2005, la masse satellisée tournera autour des 6500 kg, pour tourner autour de 9000 kg par la suite. Ariane 5 "10 tonnes" depassera sa capacité en 2021 en plaçant 11 210 kg en GTO.

Ariane 5, conçu pour réaliser des lancements doubles de deux satellites de 3 000 kg risque donc d'être rapidement sous-dimensionné. Cette augmentation des masses des satellites trouve son origine dans l'apparition de nouvelles missions (multimédia, téléphonie mobile, etc), mais elle n'est possible que parce que d'autres lanceurs lourds arrivent sur le marché. Le gain en performance du programme Evolution est de 1400 kg à 2000 kg supplémentaire selon le type d'orbite. Ce programme de modernisation vise à augmenter la puissance d'Ariane 5 équipé notamment d'un moteur Vulcain amélioré (augmentation de +20% de la poussée du moteur). Les développements préparatoires sont engagés au printemps 1995. Les 18-20 octobre, le Conseil Ministériel de l'ESA à Toulouse approuve formellement trois programmes en vue d'une évolution du système Ariane 5 avec Ariane 5 Evolution pour l'amélioration des performances du lanceur, Ariane 5 Infrastructure pour assurer le développement des installations au sol nécessaires à l'évolution du programme et Ariane 5 Arta pour le suivi de la qualité de fabrication d'Ariane 5 pour un lancement fin 2002.

ARIANE 5 EVOLUTION

Le programme Ariane 5 Evolution porte sur des améliorations du composite inférieur. Il est finance par l'ESA a hauteur de 855 MUC (5,59 MdF) aux conditions économiques de 1997 contre 1,026 MdUC (6,71 MdF) en octobre 1995. La charge utile passera de 5970 kg à 7350 kg en orbite de transfert géostationnaire (GTO), soit un gain de 1380 kg. L'accélération du programme Evolution est impérative pour qu'Ariane 5 reste compétitive. Le premier vol qui était prévu en 2003 est désormais fixé en 2002. Il est prévu que le Sylda 5 effectue son premier vol sur AR 504. Il permettra de gagner 270 kg par rapport au Speltra en version courte ou 380 kg en version longue. 

Le réservoir à oxygène de l'EPC sera agrandi pour recevoir 15 t d'ergols supplémentaires (+ 10 %). Le moteur Vulcain-2 permettra d'augmenter la poussée de 20 tonnes (+ 20 %) et l'impulsion spécifique de 3 secondes grâce a la modification de la turbopompe à oxygène (puissance augmentée de 46 %), de la chambre de combustion, de la valve à gaz chaud et à un divergent avancé plus long de 50 cm (améliorent le taux de détente). Le rapport de mélange (6,1) sera le plus élevé au monde pour ce type de moteur. Sept Vulcain-2 seront utilisés pour les essais sur les bancs P5 de Lampoldshausen et PF50 de Vernon entre le 30 avril 1999 et la fin 2001.

Les EAP seront équipés de viroles soudées et non reliés par pions, ce qui permettra de réduire leur masse de 1,9 t et de gagner 150 kg de charge utile. Pour cela, une machine à souder a été acheté par MAN à Ausbourg. 
Par ailleurs, l'adjonction de l' étage supérieur cryogénique (ESC) se traduira par la mise en place de nouveaux renforts sur la jupe avant de l'EPC. Enfin, la capacité du réservoir à hélium liquide sera augmentée. 

Les améliorations du composite supérieur feront l'objet de deux nouveaux développements d'une valeur de 1,2 MdUC (7,8 MdF) qui seront décides au conseil de l'ESA en juin à Bruxelles. Cette somme sera engagée étape par étape. La première devrait porter sur 135 MUC (880 MF), tandis que la seconde nécessitera une décision ministérielle qui devra être prise avant le printemps 1999. 

PERFORMANCE 2000

Les études montrent qu’il est possible, grâce à des modifications simples, d’obtenir +400 à +500 kg de plus en orbite de transfert géostationnaire, soit 6500 kg en lancement double dès l’an 2000. Le programme "Performance 2000", dit "Perfo 200" initié en 1997 et entièrement financé par Arianespace passe par des améliorations programmés. Il comprend quatre actions :
- Optimiser la propulsion de l’EPC : basculement de la VCG en vol et augmentation de la capacité réservoir LOX.
- Améliorer l’Étage à propergols Stockables (EPS) : augmentation de la capacité des réservoirs (+250 kg) et l'allongement de la tuyère de l'EPS (+13 cm).
- Allégement de la case à équipement (Vehicle Equipment Bay), -160 kg avec l'utilisation de matériaux composite pour la structure extéerne.

ARIANE 5 PLUS

Le programme Ariane 5 Plus vise au delà de l'an 2000. La résolution est adoptée par le Conseil de l'ESA réuni en juin 1998 à Bruxelles pour lancer la première étape du programme « Ariane 5 Plus », plus ambitieux encore que Ariane 5 Évolution. Il est confirmée par vote du conseil de l'ESA lors de la conférence ministérielle de Bruxelles en mai 1999. Ces travaux de développement sont financés par l'Agence spatiale européenne et par la participation d'Arianespace, pour un coût total de 1 161 millions d'Euros. Ce nouveau programme regroupe les efforts précédemment entrepris par Arianespace, dans le cadre du programme “Perfo 2000”, et par l’Agence Spatiale Européenne (ESA), avec le programme “Ariane 5 Evolution”. Ariane 5 Plus est un proche dérivé de la version Ariane 5E et reprend la même architecture pour l'étage de base avec des améliorations pour l'étage supérieur, en remplaçant l'étage à ergols stockables par un étage à ergols cryogénique. Les propositions foisonnent avec l'Allemagne qui propose d'améliorer l'étage Aestus doublant la poussée de 3 à 5,5 tonnes, la France avec le moteur stockable MS100 de 10 tonnes et un étage cryognique décliné en 2 versions. Finalement, ce sera l'étage cryogénique qui sera retenu. Le programme Ariane 5 Plus a 3 objectifs principaux:
_ Rendre l'étage à ergols stockables ré allumable (Ariane 5 E-V).

_ Développer un étage supérieur cryotechnique dérivé du 3° étage d' Ariane 4 (Ariane 5 E-CA), capable de placer 10 tonnes en GTO.

_ Développer un étage supérieur cryotechnique avec un nouveau moteur ré allumable, le MESCO VESCO de la SEP (Ariane 5 E-CB) capable de placer 12 tonnes en GTO.

Le planning prévoit le lancement Ariane 5 E-V en 2003 et Ariane 5 E-CB en 2006.

Les 3 Ariane 5 du programme Ariane 5 Plus: E-CA, E-V et E-CB

Ariane 5 E-V ou Ariane 5 V, à compter de 2002, correspondra à une adaptation « Versatile », ré allumable de l’étage supérieure actuel EPS sur un étage inférieur Evolution. La première amélioration consiste à augmenter la masse d'ergols emporté (+250 kg) et allongé la tuyère du moteur Aestus (+13 cm), qui sera réallumable en vol 5 fois, permettant de réaliser des missions de GEO direct, de déploiement de constellations, de mise a poste de satellites scientifiques (comme la sonde Rosetta), de désorbitation, etc. Sur AR 5 E-V, la case à équipement aura un SCA modifié et un système électrique optimisé. Le premier vol est prévu en 2003-2004 avec une capacité de 8 tonnes en GTO (lancement double).

_Utilisation d'un nouveau 2e étage hérité de l'actuel EPS, l' EPS-V. Ce nouvel étage emportera 250 kg d'ergols en plus que l'EPS. Il disposera surtout de la capacité d'être rallumable 5 fois afin d'effectuer des lancements de multiples satellites, d'effectuer des phases balistiques (envoi de sondes vers Mars par exemple) ou bien de larguer un satellite puis changer d'orbite pour en larguer un second et les missions en orbite basse. _ La possibilité d'utiliser de multiples adaptateurs de lancement ACY 5400, trois modèles de coiffe différents, 3 types de Sylda 5 et 2 types de Speltra. Ces deux dernières structures permettent des lancements double en plaçant sous une de ces structures en cloche un satellite et au dessus, un autre. _ Composite inférieur Evolution, Vulcain 2, EPC H173, EAP 241, poussée au décollage accrue de 15,5%.

Ariane 5 E-CA sera une phase intermédiaire pour 2002, utilisant un composite bas Evolution (Vulcain 2, EPC H173, EAP 241) et un étage supérieur cryogénique H14,4 avec 14 tonnes d'ergols équipé du moteur HM7B, non ré allumable d'Ariane 4 pour porter la capacité d'emport à 5600 kg à l'horizon 2006 et 11,6 tonnes en lancement double. La charge utile sera alors de 9750 kg.

ARIANE 5E-CB (ESC B)

" Ariane 10 tonnes " constituera la version standard du lanceur Ariane 5 pour les prochaines années. Néanmoins, son successeur est d'ores et déjà à l'étude dans le cadre du programme Ariane 5 Plus décidé par les ministres européens lors des Conseils de l'ESA de Bruxelles en 1999 et d'Edimbourg en 2001. Le potentiel évolutif d'Ariane 5 étant loin d'avoir été épuisé, cette nouvelle version pourrait voir sa capacité portée à 12 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.

Dans une seconde phase, aux environs de 2005, Ariane 5 aura en étage supérieur l'ESC-B avec un nouveau moteur cryogénique, le Vinci, anciennement MESCO  (Moteur Etage Superieur Cryogenique Optimisé) puis VESCO réalisé par la SEP (division de Snecma) sur le schéma Expander sans générateur de gaz (le seul au monde de ce type étant le RL10 de Pratt & Whitney). D'une pousse de 15 tonnes, il aura une impulsion spécifique de 460 s. Il pourra être allumé cinq fois, l' écart entre chaque allumage pouvant varier entre 3 mn et 6 h. Un certain nombre d' éléments seront empruntés à l' étage H10 d' Ariane 4, les autres à Ariane 5 (case a équipement de Perfo 2000 pour ESC-A et d'AR5V pour ESC B).

L'ESC B emportera 21 t d'ergols, grâce à un nouveau réservoir d'oxygène (17 m3 au lieu de 11,5 m3) et un réservoir d'hydrogène allongé (53 m3 au lieu de 41,5 m3). En 2006, il sera ainsi possible de lancer 11500 kg en GTO et jusqu'a 7,85 t vers la planète Mars.

	Utilisation d'un nouveau 2e étage dit ESC-B (Étage Supérieur Cryotechnique B) qui comme son prédécesseur ESC-A utilisera de l'hydrogène et de l'oxygène liquides. Il en emportera cette fois-ci 24 tonnes. De plus, l'étage sera équipé d'un tout nouveau moteur de la Snecma, le Vinci qui est rallumable et a une poussée de 150 kN (avant : 29).

   

VERSION	LEO	GTO simple	GTO double
Ariane 5 (2002)		6400 kg (6700)	5970 kg (6030)
Ariane 5 Evolution			7350 kg
Perfo 2000			6500 kg
Ariane 5 E Versatille			7300 kg (8000)
Ariane 5 E CA			10 200 kg
Ariane 5 E CB			11 500 kg

En 2003, suite à l'échec du premier vol d'Ariane 5 ECA, l'ESA décidera de geler le développement du moteur Vinci destiné à Ariane 5 ECB. En 2005, EADS semble décider à abandonner la version ECB. La version 12 tonnes d'Arianespace se destinait au marché des très gros satellites et celui des missions doubles de façon à minimiser les coûts de lancements. Les études de marché qui laissaient entrevoir l'avènement des très gros satcoms et un foisonnement de constellation de satellites en orbite basse sont aujourd'hui obsolètes. Cette même version trouvait également sa justification dans le programme Hermès, aujourd'hui abandonné. Les travaux sur le moteur Vinci se poursuivent au ralenti pour être associer au programme de futur lanceur FLPP de l'ESA. En 2008, l'ESA reprend le développement pour Ariane 5 ME, Midlife Evolution et son étage ECB à l'horizon 2015. En 2014, ASL, Airbus Safran Launcher, ancien EADS abandonne le projet Ariane 5ME tout en proposant le moteur Vinci à Ariane 6, successeur d'Ariane 5.