Les boosters
EAP sont fabriqués pour une haute rentabilité et un coût minimum. Pendant la
phase de développement, il a été étudié la possibilité de récupérer ses
boosters après leur vol pour expertise. La possibilité de réutiliser ses
boosters après nettoyage longtemps suggérer a été rejeté (coûts trop
élevés). la récupération de 4 boosters par an est envisagée.
Les boosters
EAP qui équipent Ariane 5 sont développés par EADS avec comme sous traitants
SABCA (B), Fokker (NL), Dassault (F) et Raufoss (N) Europropulsion, la SEP (F)
et BPD (I), sont responsables des moteurs MPS.
Chaque EAP est
constitué d' un moteur à propergol solide qui fournit la poussée à une
structure cylindrique et au lanceur. D' une masse de 277 tonnes, ils n' en pèse
que 40 après leur 2 minutes de fonctionnement. Séparé du lanceur, ils sont
prêt pour la récupération.
L' institut Moscow's Scientific Research
Institute for Parachute Construction (SRIPC), qui a beaucoup d' expérience en
système de récupération a été appelé pour développer le système pour
Ariane 5. La société est déjà associé à la récupération des cabines
Soyouz.
Un des défis Du Booster Recovery System (BRS)
a été le travail avec de nombreuses organisations utilisant différentes
méthodes de travail. Une coopération étroite avec les différents industriels
et organisations pour les tests au sol et simulations a permis un développement
précis du système.
Fokker Space & Systems a été responsable
pour les études du BRS et le développement du matériels associé. SRIPC et
Spain's Confecciones Industriales Madrilenas (CIMSA), dans leur association
Union Temporal de Empresas (UTE) ont développé, qualifié et produit les
parachutes, les casiers de rangement et les boite de contrôle.
Pour le nez du booster, des pistons
pyrotechniques ont été développé par EADS et la chaîne pyro par Dassault.
Le segment maritime a été dessiné par la
compagnie allemande Harms- Bergung et les opérations en mer en Guyane par le
CNES.
La réduction de la masse satellisable due au
transport du BRS est petite et il peut être enlevé quand c' est nécessaire
pour une charge maximale. Tous les éléments du BRS sont empaquetés dans la
jupe avant du booster. Le BRS est équipé de ses propres systèmes d'
alimentation et de contrôle limitant ses connections avec l' étage. Le
système de contrôle maintient le BRS dans un "état dormant"
pendant le vol propulsé et se réveillé 10 secondes après la séparation (ce
qui évite toute interférences électrique avec le lanceur).
Avant l' amerrissage, l' EAP est ralenti à
une vitesse de 27 m/s et réorienté pour que la tuyère soit placé en bas, le
booster formant un angle de 10° maxi à l' impact. Un système de quatre
parachutes est utilisé, comprenant un auxiliaire, un caisson de trois
stabilisateur, un principal et un additionnel qui limite la vitesse durant la descente.
_0 Lancement (1)
_+/- 10 km Suppression de la première barrière par contrôle du
système de pression. (commutation par relais barométrique) (1)
_59 km Séparation des EAP(2) Signal électrique de suppression de la
seconde barrière du système de pression. (commutation du BSA).
_150 km Point de culmination maximale des boosters (3)
_8.5-27 km Suppression de la troisième barrière du système de
contrôle de pression (par relais baro) initiation du ADS (Altitude
Determination System) (3)
_4.8-5.2 km Allumage du cône de nez par les tubes (4) Séparation du nez
et dépliement du parachute auxiliaire, des trois stabilisateurs
contrôlé par le ADS.
_Coupure des câbles de soutien par pyro (5).
_1320-2770 m Extraction du parachute principal (6)
_1200-2640 m Déploiement du parachute principal (7 & 8)
_0 Amerrissage à 27 m/s (10) |
Les 6 parachutes sont emballes dans des sacs
séparés et compressé afin de tenir dans un minimum de volume dans le
"canister". Le parachute auxiliaire est relié au nez du booster par
un câble de 15 m. Les parachute stabilisateur est connecté au booster par une
attache démontable. Le principal et l' additionnel sont connectés au booster à
la jupe par un crochet fixe. Tous ces éléments, ainsi que les parties mobiles
sont livrés en kit pour une utilisation facile.
Le canister est réalisé en panneau d'
aluminium avec structure renforcée sur la base et 4 crochets d' attache sur la
partie supérieure. Quatre structures en V sont attachées sur le milieu afin de
limiter les mouvements latéraux qui peuvent atteindre 18 g pendant l' ascension
et la rentrée.
Les crochets d' attaches des parachutes sont
eux en titanium afin de résister à des charges de près de 132 tonnes lorsque
les parachutes s' ouvrent.
Le nez du booster utilise des tubes pour
casser l' anneau de connections du cône et éviter tous fragments pouvant tomber
sur les parachutes. Le nez est éjecté à 27 m-s grâce à 4 pistons
pyrotechniques installés dans la structure supérieure du booster. Ils sont
activés ensemble par une chaîne pyro. Le système de commande pyro est
généré par un système de contrôle et sécurisé par un bras BSA. Sa
position est maintenue pendant et jusqu' à la fin de l' ascension afin de
prévenir tout risque de séparation prématuré.
Le système de contrôle est composé d' un
boite de contrôle, un altimètre ADS et une alimentation. Les trois sous
systèmes sont totalement redondant afin d' assurer un haut degré de
fiabilité. L' énergie électrique est assuré par deux batteries nickel-cadnium.
Le système de parachute est intégré dans le
booster juste avant l' assemblage final à Kourou dans le BIP.
Cet opération est réalisé en
utilisant un outil spécial qui donne au BRS l' inclinaison de 12° dans le cone
de nez du booster. Deux guides évitent tout contact entre le système parachute
et le booster pendant l' installation et permettent l' alignement pour les
connections. Les deux crochets du parachute stabilisateur et principal sont
connectées au sommet de la structure. Quand la chaîne pyro est connectée, le
nez est refermé sur le booster.
La qualification du système de
parachute s' est déroulée avec trois lests de 5 tonnes largués d' un
hélicoptère et avec 5 essais d' une masse représentant un booster par la
qualification du parachute principal.
Un incident durant un des tests
a obligé à redessiner une partie du parachute principal et à réaliser d'
autre essai de qualification. la qualification du canister et des boite de
contrôle quand à elle s' est déroulé sans problème. Les tests de
séparation pyro ont été réalisé en Russie
Les deux boosters tombent en mer dans l'
Atlantique à environ 500 km de la cote. La tuyère touche la mer en premier
avec les parachutes attaché à l' autre bout. Après impact, ils sont
stabilisés en position verticale dépassant de 10 m au dessus de l' eau. Des
bateaux spéciaux attendent à 8 km du point de chute pour tracter les deux
boosters à Kourou afin d' âtre démantelé pour examen en Guyane puis en
Europe. Afin de faciliter les recherches, ils sont équipé du système de
localisation SARSAT.
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Avant tractage, les EAP sont mis en position
horizontale en utilisant une bouée gonflable installée par des plongeurs dans
la tuyère. L' air soufflé fait s' échapper l' eau de la carcasse. L'
opération de récupération dure au total 80 heures à l' arrivée à
Kourou. |
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Il était prévu un essai de récupération
pour le premier vol 501, mais l' explosion du lanceur en vol a fait échoué la
tentative.
Un second kit est installé sur le vol 503 mais un seul EAP a été
récupéré. Le 21 octobre 1998, 1h30 après le lancement d’Ariane 5, le
navire Neftegaz 66 se trouve à moins de 5 km du point prévu de retombée.
Malgré une importante dérive, l’étage est rejoint très rapidement.
Commence alors une première inspection visuelle par les opérationnels en phase
maritime, puis il est sécurisé à l’aide de quatre bouées fixées à la
sangle du parachute. Néanmoins les conditions météorologiques, quelque peu
perturbatrices, et les courants marins relativement forts ont rendu certaines
opérations dangereuses. Le 27 octobre, enfin, l’EAP est remorqué au moyen d’une
aussière au niveau de la ligne de flottaison du bateau. Relié par un câble de
300 mètres, il entame son retour vers Kourou. De nombreuses corrections
permettent de le maintenir dans une bonne position et, le 12 novembre vers 14 h, le
navire est en approche de Kourou afin que la drague Hénares prenne le relais. Remorqué
par un câble de 40 mètres, il arrive à bon port le samedi 14 novembre. Mission
accomplie ! Ariane 5, récupération réussie de l’Etage d’Accélération
à Poudre (EAP)
Récupération d' un des deux EAP
du vol 503 Photos ESA.
La seconde tentative a lieu pour 508 en
décembre 2000, mais les parachutes n'ont pas fonctionné correctement, si bien
que les deux EAP ont coulé. Une troisième est prévu sur 517 en novembre
2002.
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Récupération
de l'EAP 1 du vol 517 le 19 décembre 2003 |
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