LA DERNIERE ARIANE 5
Arianespace aura donc lancé de 1996 à 2023, 117 Ariane 5, toutes versions confondues, soit un lanceur de plus qu'Ariane 4. On compte 5 échecs, dont 3 partiels. Les 2 gros échecs ont eu lieu pour le premier vol, V89, en 1996, le lanceur 501 explose après 37 s de vol et sur V157, ou le lanceur 517 retombe suite à la défaillance du moteur vulcain 2. Le premier échec partiel a lieu pour le second vol, V101, avec l'arrêt prématuré de l'EPC qui ne permet pas à la charge utile de gagner la bonne orbite. Le vol V142 en 2001 met la charge utile sur une mauvaise orbite suite à la défaillance de l'étage supérieur EPS. Le 3e échec partiel a lieu sur V241, en 2018, un soucis de logiciel met le lanceur sur une trajectoire ne lui permettant pas de mettre les satellites sur la bonne orbite. La fiabilité est de 98, 29% si on ne compte que les 2 gros échecs et 95,73% en comptant les 5 échecs. Ariane 5 a lancé outre des satcoms en GTO de nombreuses missions européennes emblématiques, le XMM Newton en 199, Envisat en 2002, Smart 1 en 2033, Rosetta en 2004, Herschel Plank en 2009, les 5 cargos automatiques ATV vers ISS entre 2008 et 2014 et 12 satellites pour la constellation Galiléo entre 2006 et 2018, la sonde Bepi Colombo en 2018, le télescope James Webb en 2021 et Juice en 2023. "Ariane 5 a eu une belle vie pendant plus de 25 ans. Si on fait des comparaisons internationales, c’est ce qui se fait de mieux dans le monde sur des lanceurs lourds d’une telle complexité" se félicite le CNES. Au l'aube de son dernier vol en juin 2023, le lanceur avait une fiabilité de 98,4%. Sur 116 vols, Ariane 4 n'a connu que 3 échecs.
Les études menées sur l'évolution prévisible du marché des
lancements ont montré une augmentation des besoins des utilisateurs
(accroissement des masses et des volumes des charges utiles), aussi bien sur des
orbites géostationnaires, que sur des orbites basses. Parallèlement, la
pression, toujours plus vive, de la concurrence oblige à améliorer la fiabilité
et à diminuer les coûts de lancements. Par ailleurs, les programmes Hermes et
Columbus nécessitaient d’être capable du vol habité et de performances très
importantes en orbite basse. Le lanceur doit offrir une très haute fiabilité non seulement
pour les vols habités mais aussi pour les lancements en version automatique.
L'objectif fixé est de 0,985 pour la mission GTO en lancement double, ce qui
correspond à 0,99 pour le composite inférieur utilisable dans le cas du vol
habité. 1992, malgré l'abandon des programmes Hermès et Columbus, les objectifs restent les mêmes pour Ariane 5, les satcoms dont la masse ne cesse d'augmenter en GTO et de nouveaux besoins pour l'orbite basse avec les cargo ATV desservant la station internationale. En début de programme la cadence annuelle a été établie sur la base de cinq lancements en orbite géostationnaire et de trois lancements en orbite basse (dont deux vols Hermes). Les changements de programmation (abandon du programme Hermes, …) concentrent, dans l'immédiat, le programme des vols opérationnels vers des lancements de satellites en orbite géostationnaire (simple ou double) avec une cadence de cinq lanceurs par an. A l'issue du développement, les moyens industriels ont une capacité d'au moins six lanceurs par an. Cette situation sera améliorée compte tenu de l'apprentissage de ces moyens, des études de réduction de cycle et, lorsque nécessaire, de compléments de développement des capacités industrielles. Le marché des satellites s'étant toutefois développé plus rapidement que prévu, du moins en se qui concerne la masse des satcoms et il est décide lors de la conférence ministérielle à Toulouse en octobre 1995 d'améliorer sensiblement le composite inférieur du lanceur, notamment en ce qui concerne le moteur cryogénique Vulcain, en passant la version 1 à la version 2 et donnant naissance à Ariane 5 Evolution, A5E avec comme performances placer 7400 kg en lancement double en orbite de transfert géostationnaire à l'horizon 2002-2003. En 1998 est proposé le programme "Ariane 5+", qui consiste à remplacer l'étage EPS par un étage cryogénique pour lancer 9 puis 11 tonnes en GTO, en 2001et 2006. La conférence ministérielle à Bruxelles en mai 1999 approuve officiellement le développement de ces 2 nouvelles familles de lanceurs en vue de permettre le lancement double de satellites de plus en plus lourds tout en réduisant les coûts de production : Ariane 5ES portant les performances à 7350 kilos (avec un étage EPS avec +300 kg d'ergols stockables), et Ariane 5ECA capable d'emporter jusqu'à 9750 kilos vers l'orbite de transfert géostationnaire en lancement double (avec un étage supérieur cryogénique). Le développement d'un étage cryogénique plus performant est initié avec le moteur Vinci, mais il n'aboutira pas. Il sera réservé à Ariane 6. Mai 2003, après l'échec du premier vol d'Ariane 5ECA, la filière Ariane est réorganisée, 2 nouvelles versions du lanceur sont développées, Ariane 5GS, version similaire à la ES, mais équipé du moteur Vulcain 1. Dans le même temps, la version ES capable de placer des satellites en GTO est abandonnée, elle ne lancera que les cargo ATV l'orbite basse, à destination d'ISS. Entre 1987 et 1992, l'architecture du lanceur va évoluer. Constitué d'un composite inférieur cryogénique chargé de 120 tonnes d'ergol et flanqué de 2 propulseurs à poudre d'environ 170 tonnes, un étage supérieur H10, dérivé d'Ariane 4 ou à ergols stockables avec 4 tonnes de carburant-comburant, une case à équipement, un ou 2 SPELTRA, une coiffe avec 2 hauteur, Ariane 5 va évoluer pour dans un premier temps satelliser l'avion spatial Hermes, devenu plus lourd. L'étage principal passe à 140 tonnes d'ergols et les boosters à 190 tonnes. L'utilisation de la Spelda d'Ariane 4 est abandonnée. En juin 1988, l'EPC emporte 150 tonnes d'ergols et les boosters EAP 230 tonnes chacun. L'étage H10 est abandonné l'étage stockable voit la poussé de son moteur augmenté à 3 tonnes. Entre 1988 et 1992, l'EPC passe à 155 puis 156 tonnes d'ergols, le Vulcain voit sa poussée augmenté de 4%, l'étage EPS emporte de 5 à 7,2 tonnes d'ergols selon les missions puis 9,7 tonnes en 1991. La coiffe conique devient ogivale et le lancement triple n'est plus assuré par 2 Speltra mais par un SPILMA, ce qui augmente les performances et réduit la hauteur du lanceur. Depuis 1992, l’étagement du lanceur a subi des évolutions essentiellement au niveau des configurations de partie haute pour s’adapter au marché. Le lancement triple a été abandonné stoppant de fait le développement de la SPILMA, la hauteur de la version longue de la coiffe a été réduite de 1800 mm du fait de l’abandon du programme Columbus, les adaptateurs de charge utile ont été modifiés, ils se montent directement sur l’EPS et sur la SPELTRA au diamètre 2624 et non plus sur une virole conique intermédiaire ce qui permet la suppression d’une bride de liaison. Arianespace a commandé à l'industrie Européenne 115 lanceurs de vol, en 7 lots, et 2 exemplaires pour la qualification en vol, L501 et 502 ainsi que 2 étages EPC d'essais pour les installations sol du CSG, EPC M et Q. Le lot P1 comprenait les lanceurs 503 à 516 en version générique. Le lot P2 commandé en 2000 était à l'origine pour 3 Ariane 5 G+ (lot P1+) et 7 ECA, du lanceur 517 au 526. Suite à l'échec du premier vol ECA fin 2002, la commande a été modifié, AE improvisant la modification de 6 ECA en Ariane 6 GS en attendant la reprise des vols ECA. Les lanceurs G+ et GS sont des lanceurs associant pour la version G+ le composite inférieur du G au composite supérieur issue du programme "perfo 2000" à savoir un étage EPS L10 avec 300 kg d'ergols en plus et 3 jeu de coiffes et des pièces déjà qualifiées au cours du développement des Ariane 5 de base pour la version GS. Elle emprunte des EAP optimisés P241 à la version ECA et un bon nombre de sous systèmes la version polyvalente ES. Le lot PA de 2004 et PA-2 de 2007 comprenait 21 + 9 Ariane 5, repartis en GS, ECA et ES ATV. Le lot PB et PB+ en 2009-2013 comprenait 35 + 18 Ariane 5, répartis en 45 ECA, 5 ES ATV et 3 ES. Le dernier lot, PC, en janvier 2018 portait initialement sur 10 version ECA. Il a été réduit à 8 par la suite en 2020.
Ariane 5 a volé en 6 versions avec l'Ariane 5G, E/CA, G+, GS et EV. LES LANCEMENTS D'ARIANE 5
Les projets non aboutis, Ariane 5 ECB et ME Parmi les projets et développements pour moderniser Ariane 5 figuraient Ariane E/CB avec des performances plus élevées que l'ECA et un moteur rallumable en vol. Le programme a été annulé. L'Ariane 5 ECB utiliserait un nouveau deuxième étage performant avec plus propulseur que l'ESC-A, et un moteur rallumable en vol appelé Vinci. La charge utile prévue pour GTO devait être de 12 t. Ce projet a été annulé en 2003, mais le développement du Vinci s'est poursuivi à un rythme lent. Une dernière version finale a été proposée ME, Midlife Evolution pour augmenter les performances et réduire les coûts jusqu'à ce qu'Ariane 6 atteigne la production. Avec un premier vol prévu en 2018, le ME serait devenu le lanceur principal (en remplacement des versions ES et ECA) jusqu'à l'arrivée de la nouvelle version Ariane 6. Les exigences d'Ariane 5 ME étaient "plus de flexibilité dans l'accueil des charges utiles grâce à une configuration à double lancement ; une capacité de rallumage de l'étage supérieur pour la désorbitation de l'étage afin d'atténuer les débris orbitaux ; la capacité d'accomplir des missions complexes telles que l'exploration planétaire ». Ceci serait réalisé par un nouveau deuxième étage utilisant le moteur Vinci rallumable en vol. Une coiffe plus longue (20 m) et un SYLDA plus long (8 m) étaient prévus pour accueillir les plus gros satellites géostationnaires attendus. En 2015, le développement du 5 ME a été arrêté et l'effort de développement s'est déplacé vers Ariane 6. LES COIFFES, SPELTRA ET SYLDALes coiffes ont été réalisé en
2 tailles initialement, courte 12,58 m et longue
16,9 m. La moyenne de 13,665 m entrera en scène en avril 2003. De plus, des segments cylindriques,
appelés viroles étaient disponibles pour prolonger le
carénage (ACY, Adapteur CYlindrique = Cylindrical Adapter). L'ACY était
disponible en 4 hauteurs : 0,5, 1,0, 1,5 et 2,0 m. Arianespace proposait 3 tailles de coiffe. Une coiffe plus longue (20 m) était prévu pour la version ME. A partir de la version 5 du manuel d'utilisation, les coiffes courtes et moyennes ne sont plus mentionnées et plus utilisées à partir de 2009, la version courte sera utilisé 3 pour les missions Galileo en 2017 et 2018. ARIANE 5, MEMOIRE DES VOLS Ariane 5, c'est 234 EAP, dont 38
EAP 238 et 196 EAP 240. C'est aussi 7 EAP destinés aux essais au sol sur
le banc du CSG, B1, M1, M3, M4, M5, Q1 et Q2, entre février 19932 et juillet 1995.
Un petit bilan des lancements Ariane 5 1995, Arianespace commande à l'industrie, les premiers exemplaires d'Ariane 5, le lot P1, après les 2 exemplaires destinés aux vols de qualification. La production de 14 lanceurs (AR 503 a 516), porte sur trois lanceurs en 1998, cinq en 1999, puis six en 2000. Le premier vol, en juin 1996 est en
échec avec l'explosion du lanceur après 39 secondes de vol, suite à la
défaillance du système de référence inertielle, perte totale des données de
guidage et d'attitude à H+37 s, braquage en buté des tuyères moteurs et
désintégration du lanceur sous l'effet des charges aérodynamiques dues à un
angle d'attaque de plus de 20°. Les charges utiles Cluster C1-C2, C3 et C4 sont
perdues. Le retour en vol se fait en octobre 1997, sur V101, L502. La
mission est un succès malgré quelques soucis en vol, couple en roulis de l'étage EPC conduisant à un arrêt prématuré du moteur vulcain (-6.2 s). L'étage EPS ne
peut compenser le déficit de vitesse malgré l'épuisement en ergols. L'orbite de
la charge utile est dégradée à l'injection 524-26790 km. V112, L503 en octobre
1998 est premier
lanceur du lot P1. En 2000, Arianespace passe commande de 10 lanceurs (AR 517 a 526). Le lot P2 permettra de porter la cadence de production à 8 lanceurs par an en 2001 et 2002, puis de 10 par an à partir de 2003. Elle sera ainsi doublée dans les trois ans. Les lanceurs du lot P2 sont tous des versions ECA (conçue pour les missions de lancement double de 10 tonnes en GTO). La version G vole encore jusqu'en 2003, jusqu'au lanceur 516. La mission V142, L510, en juillet 2001 est un demi succès à cause de la défaillance de l'étage EPS (instabilité de combustion au démarrage, poussant à 80% de sa valeur nominale. Le moteur Aesus s'arrête au bout de 925 s, par épuisement d'ergols). V145, L511, première mission héliosynchrone. V155, L513 est le dernier lanceur du lot P1. V145 en mars 2002 utilise le première coiffe longue, 17 m de hauteur. Le 14e lancement, V157, L517, en décembre 2002 met en service la version ECA d'Ariane 5, capable de placer 10 tonnes en GTO, (composite bas "Evolution" E associé à un étage supérieur cryo C model A). Le vol est un échec, suite à un problème au niveau du moteur Vulcain 2, baisse de pression, une fuite du système de refroidissement du divergent à la 88e seconde de vol. Un phénomène qui s'aggrave à la 170e seconde aboutissant à la perte de la tuyère et son réchauffement jusqu'à sa destruction. Le lanceur est détruit à H+7mn 38s. Les satellites Hot Bird 7 et Stentor sont perdus. Avant que la version "10 tonnes" ou ECA revienne sur le marché des lanceurs, Arianespace, le CNES et l'ESA vont devoir "fabriquer" 2 versions de transition, G+ et GS pour assurer et garantir la continuité des lancements commerciaux. Mars 2004, V158, L518, mise en service de la version Ariane 5 G+ avec une augmentation de 100 kg de la CU, grâce à l'étage EPS L10 (260 kg d'ergols de plus embarqués). La version volera 3 fois (L518, 519 et 520). Les Ariane GS utilisent des pièces déjà qualifiées au cours du développement des Ariane 5 de base. Elle emprunte des EAP optimisés, à la version ECA et un bon nombre de sous systèmes la version polyvalente ES. Les Ariane 5 GS (générique standard) deviennent la référence de base pour Arianespace. 6 Ariane GS vont être fabriqués en attendant la reprise des vols de l'ECA. V160, L514 en avril utilise la première coiffe moyenne, extension panneau bas de 1,085 m. Printemps 2004, Arianespace commande à EADS 30 exemplaires d'Ariane 5. Le lot "PA" de 3 milliards d'Euros comprend majoritairement des ECA et des ES pour lancer les cargo ATV. Il sera divisé en 2 lots, PA et PA2 avec 21 et 9 lanceurs. La version ECA sera celle qualifiée après l'échec de 517 en une configuration passant d'une coiffe longue avec Sylda +1500 à une coiffe moyenne avec virole ACY de 2000 et Sylda +900. Février 2005, retour en vol d'Ariane 5 ECA, V164, L521 avec une nouvelle coiffe FAP optimisée, changement de mousse et suppression de résonateur. Aout 2005, premier vol de la version AR5 GS, V166, L523, avec un EPC dérivé de l'ECA avec fond commun adapté au rapport de mélange Vulcain 1, EAP type ECA et EPS type AR5 G+. V167, en novembre établit le record mondial de masse totale Satcom satellisée en orbite GTO. V170, mars 2006, premier lanceur du lot PA. V171, mai 2006, record de masse de satellites injectés en GTO pour un vol Ariane, 9199,5 kg. V174, décembre 2006, premier EAP à viroles soudées. 2007, Arianespace commande les 9 exemplaires du lot PA2 (L548 à L556) pour consolider la phase d'exploitation de son lanceur finalisant son développement avec l'utilisation de la coiffe longue associé au Sylda long, aux viroles soudés sur les EAP et la mise en place de la fibre optique dans le VEB. V181, L528, mars 2008, premier vol de la version AR5 ES pour lancer l'ATV 1 vers ISS. V183, L540, juin 2008, 25 succès d'affilée pour Ariane 5. V189, L547, juillet 2009, premier lancement simple pour Ariane 5. V190, aout 2009, premier lanceur du lot PA.2, L548. V193, L532, décembre 2009, dernière Ariane 5GS sur les 6 lancés (524, 525, 526, 530 et 532) et 25e et dernière Ariane 5G (16 vols de la version G, 3 de la version G+ et 6 de la version GS). 2009, Arianespace commande 35 exemplaires d'Arian 5, lot PB avec 30 ECA et 5 ES ATV. Vol V188, 1er utilisation système de séparation horizontal de la coiffe à choc réduit HSS3. V194, L551, mai 2010, 50e lancement Ariane 5. V200, L544, février 2011, 200e vols Ariane. VA201, L558, avril 2011, masse record de 10051 kg. VA202, L559, mai 2011, 30e succès d'affilée pour Ariane 5ECA. VA203, L560, aout 2011, 45e succès d'affilé pour Ariane 5.VA204, L561, septembre 2011, 60e lancement d'Ariane 5. VA207, L563, juillet 2012, à ce jour 1200 moteurs ont été produits par la SNECMA pour les lanceurs Ariane, soit 958 Viking et 144 HM7 pour Ariane 1 à 4 et 25 Vulcain 1, 38 Vulcain 2 et 35 HM7B pour Ariane 5. VA208, L564, aout 2012, 50e succès d'affilée pour Ariane 5, dont 35 ECA. VA210, L566, novembre 2012, 40e succès d'affilée pour le moteur Vulcain 2. VA212, L568, février 2013, record de masse lancé avec 10317 kg. VA214, L569, juillet 2013, 70e lancement d'Ariane 5 et 40e succès d'affilée pour la version ECA. 2013, Arianespace commande 18 exemplaires d'Ariane 5, lot PB+ (L592 à 5109) VA219, L593, juillet 2014, 60e succès d'affilée pour une Ariane 5 depuis le 6 avril 2003, 43 ECA, 5 G, 3 G+, 6 GS et 5 ES/ATV. VA223, L577, mai 2015, 65e succès d'affilée pour Ariane 5, 50 e coiffe longue. VA228, L583, janvier 2016, 70e succès d'affilée. VA230, L584, juin 2016, record de masse avec 10726,5 kg en GTO. VA232, L586, aout 2016, record de masse avec 10734,9 kg en GTO. VA233, L594, novembre 2016, 75e succès d'affilée pour Ariane 5. VA236, L589, mai 2017, 60e succès d'affilée pour AR5 ECA. VA237, L590, juin 2017, record de masse avec 10863,2 kg. VA238, L591, juin 2017, 80e succès d'affilée pour Ariane 5, première coiffe réalisée en OoA, Out of Autoclave, les 2 paries étant fabriqué d'un seul tenant. La mission VA241, L5101, en janvier 2018 est un succès raté puisque le lanceur sort de sa trajectoire vers le Sud, suite à une erreur dans la mise en oeuvre des centrales inertielles, azimut d'alignement à 90° au lieu de 70°, valeur spécifique à ce vol. le lanceur et le programme de vol ont parfaitement fonctionne. Les 2 satellites ont été séparé sur des orbites inclinée à 20° au lieu de 3°. VA244, L596, juillet 2018, dernier vol de la version Ariane 5 ES avec étage EPS pour lancer un satellite Galiléo. La version ES a lancé 5 cargo ATV et 3 satellites Galiléo. VA243, L5103, septembre 2018, 100e vol Ariane 5. Avec ce 100e vol, Ariane 5 aura mis en orbite 207 satellites pour 68 clients, soit une masse cumulée de 790 tonnes. En 22 ans de carrière, Ariane 5 a connu cinq versions : Ariane 5 G, G+, GS, ES et ECA. Ariane 5 ES a été lancée huit fois depuis 2008. Ariane 5 ECA a, quant à elle, effectué 62 lancements vers l'orbite géostationnaire depuis 2002. le gain de performance a augmenté de 15% depuis 1996 et le record de performance s'établit à 10863,2 kg CU de 9969 kg) lors du vol VA237 en juin 2017. Sur les 205 satellites lancés, 170 l'ont été en GTO, 141 pour les télécoms et 141 pour des entreprises privées. Ariane 5 s'est ainsi exporté à 50% hors Europe. Avec 5 échecs, dont 2 mi succès (502 et V142), la fiabilité du lanceur est de 98,1%. 100 lancements, c'est 75e succès consécutif du moteur Vulcain 2, 100e succès des étages propulsifs EAP (étages à poudre) et 140e succès consécutif du moteur HM7B. Les lanceurs L597, 598 et 599 ne voleront jamais en version ES, Arianespace ayant décidé de confier à Soyouz et AR6 le lancement des derniers satellites Galileo. Ils prendront le numéro de série L 5118, 5119 et 5120 en version ECA. 2018, Arianespace finalise la commande de 8 lanceurs Ariane 5, lot PC pour un montant de un milliard d'Euro. Ce sont les derniers lanceurs commandés qui bénéficie d'améliorations permettant d'augmenter la performance en orbite de 250 kg. Ils seront lancés mi 2020, après les 18 lanceurs du lot PB+ VA249, L5109, aout 2019, premier vol de l'étage ESC D avec réservoirs à capacité accrus, +61 kg LH2 et + 300 kg LOX. La gain est de 90 kg en GTO. VA250, L5108, novembre 2019, premier exemplaire du lot PC et dernier vol de l'étage ESC A. 72 étages de ce type ont volé depuis 517 en décembre 2002. 71 succès. VA255, L5115, octobre 2021, lanceur le plus haut jamais opéré avec 56,371 m de hauteur et un nouveau record de masse satellisée pour une Ariane 5 ECA, 11 211,8 kg, soit 501,4 de plus que VA237 en juin 2017. A la fin de 2021, la fiabilité atteint 95,5%, 112 lancements, 107 succès. Ariane 5 a mis en orbite 207 satellites pour 68 clients, représentant une masse cumulée de 720 tonnes. Ariane 5, c'est 23 Ariane 5 G (16 G, 3 G+ et 6GS) entre
1996 et 2009, un échec, , la première G et un dysfonctionnement, second et 10e
lanceur.
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