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| 11.09.07 |
L'après
Ariane 5 en question |
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est le leader incontesté sur le marché des lancements commerciaux
de satellites. D'Ariane 1 à Ariane 5, la firme européenne s'est
imposée comme un acteur incontournable sur le marché des
lancements commerciaux.
Elle s'appuie sur la famille de lanceur Ariane 5 et s'apprête à
mettre en service 2 nouveaux lanceurs exploités depuis Kourou. La
fusée russe Soyouz (Soyouz 2-1b et 2-1a) et Vega, un petit lanceur
européen en cours de développement.
Avec ces trois lanceurs, Arianespace s'ouvre toutes les orbites
commerciales de l'espace, de la plus basse à la plus haute.
- Ariane 5 ECA est dédiée aux lancements simples et doubles de satcom
sur l'orbite de transfert géostationnaire ;
- Ariane 5 ES sera utilisée pour lancer l'ATV, le vaisseau cargo
européen de l'ISS ;
- Soyouz pour les charges moyennes en GTO ;
- Et Vega pour les charges de 1500 kg sur les orbites basses, polaires
et héliosynchrones.
Pour information, la version Soyouz 2-1b est une version modifiée
de la Soyouz 2-1a elle-même version améliorée du lanceur russe de
'base'. Ces nouvelles versions disposent d'une coiffe plus grande
et d'un système de contrôle numérique. Quant à la Soyouz 2-1b, elle
sera équipé d'une nouvelle télémétrie, d'un système embarqué de
liaison avec le sol et surtout sera conçu pour être mis en oeuvre
verticalement. La version 2-1a a déjà volé et a été qualifiée en
2004 / 2005.
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1ère Ariane 1
(24 décembre 79) |
1ère Ariane 3
(4 août 1984) |
1ère Ariane 4
(15 juin 1988) |
2ème Ariane 5G
(30 octobre 1997) |
2ème Ariane 5 ECA
(12 février 2005) |
Crédits ESA / CNES / Arianespace - Service optique
CSG |
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Ariane 5, un lanceur versatile
Ariane 5 est un lanceur évolutif. Il a été conçu de façon à être
amélioré pour s'adapter aux besoins du marché et partant de là,
pérenniser son utilisation pendant plusieurs décennies. Depuis son
entrée en service en juin 1996, Ariane 5 a subit quelques améliorations
et modifications faisant passer sa capacité d'emport de 5,970 tonnes
à plus de 9 tonnes en orbite de transfert géostationnaire (GTO).
Et ce n'est pas fini. D'autres évolutions sont possibles !
Arianespace projette d'utiliser Ariane 5 jusqu'au début des années
2020. La commande faite au Salon du Bourget 2007 d'un nouveau lot
de lanceur Ariane 5 ECA garantit la continuité des livraisons des
lanceurs au-delà de 2010 et pérennise l'activité industrielle des
entreprises impliquées dans la construction de ce lanceur.
3 programmes d'évolution
De Perfo2000, à Ariane 5 Evolution et Ariane 5 Plus ces trois programmes
sur l'initiative d'Arianespace pour Perfo2000 et du CNES et de l'ESA
pour les 2 suivants ont donné naissance à de nouvelles versions
du lanceur, aux capacités augmentées.
Avec Perfo2000 les performances GTO ont été augmentées d'environ
300 kg, passant de 5970 à 6300 kg. Ariane 5 Evolution a permis d'augmenter
les performances GTO de quelque 1400 kg, passant alors de 5970 kg
à 7,4 tonnes. Cela a été rendu possible par une augmentation de
la performance du moteur Vulcain (Vulcain 2) et l'allègement de
certaines structures. Vulcain 2 fournissant 20 % de poussée supplémentaire
et une impulsion spécifique accrue de 3 secondes par rapport à son
prédécesseur Vulcain 1
Quant à Ariane 5 Plus, il a été lancé afin d'améliorer les performances
et de développer la polyvalence de l'étage supérieur. Il a donné
naissance aux lanceurs Ariane 5 ECA, un des lanceurs les plus performants
de l'histoire d'Arianespace (en terme de puissance et de la précision
de la mise à poste). Il se caractérise par un nouvel étage supérieur
Cryotechnique qui remplace l'Étage à Propergols stockables (EPS)
d'Ariane 5G. Cet étage utilise le moteur HM7B d'Ariane 4 ayant volé
plus de 100 fois. La dernière modification significative concerne
l'augmentation de la masse de propergols des 2 Etages d'Accélération
à Poudre (+ 2400 kg)
Ariane 5 ECB
Une dernière évolution est possible. Elle prévoit l'utilisation
d'un nouvel étage supérieur cryotechnique et réallumable qui se
différenciera de l'étage ECA par le remplacement du moteur HM7B
par Vinci, un moteur réallumable en cours de développement chez
Snecma. Ariane 5ECB sera capable de lancer jusqu'à 12 tonnes en
orbite de transfert géostationnaire.
Cette version sera lancée lorsqu'on aura besoin de lancer 2 satellite
de 6 tonnes en GTO, ce qui finira bien par arriver.
L'après Ariane 5
Conscient des enjeux stratégiques et économiques inhérents à l'utilisation
de l'espace à des fins civils et militaires, l'Europe se doit de
garantir e t
pérenniser son accès à l'espace et donc se préparer à l'après Ariane
5.
Concept exploratoire TSTO (Two Stage To Orbit,
lanceur orbital à 2 étages)
Ce lanceur de nouvelle génération (NGL) n'est pas clairement défini.
Ses performances pour l'orbite GTO seront vraisemblablement similaires
à celles d'Ariane 5 ECA / ECB. Une augmentation significative des
performances pour l'orbite basse est néanmoins attendue en raison
d'une utilisation croissante de cette orbite ces prochaines années.
La recherche d'une fiabilité accrue et d'un coût opérationnel plus
bas qu'Ariane 5 sont l'un des axes majeurs de la réflexion sur les
futurs lanceurs. De nouveaux modes de propulsion sont également
envisagés, en particulier pour les étages supérieurs.
L'ESA a mis en place en 2004 FLPP, un programme à même de définir
une feuille de route menant à la définition du NGL Le CNES et d'autres
pays européens comme l'Allemagne et l'Italie ont également engagé
des ressources menant à des études liées à ce lanceur de nouvelle
génération. Cela se traduit notamment par une coopération étroite
avec la Russie (Oural) et la mise en place d'une coopération européenne
avec l'Allemagne et l'Italie.
Les contrats passés auprès des industriels européens du secteur
visent avant tout à donner du travail aux équipes de façon à maintenir
autant que possible, les compétences, une activité économique et,
dans une moindre mesure, une motivation. Ces contrats portent généralement
sur la définition et le développement de démonstrateurs conçus pour
explorer un domaine de vol ou une phase de vol particulière et défricher
le terrain d'une nouvelle technologie. Le financement de ces programmes
généralement nationaux ne demandent qu'à être européanisés, gage
de leur pérennisation.
Ariane face à la concurrence
Le durcissementde la concurrence d'Ariane sur le marché des lancem ents
commerciaux est également un axe de réflexion. Aux Etats-Unis, bien
que la position dominante d'Arianespace agace, le risque de perte
de part de marché se trouve en Europe de l'Est et dans la région
Asie-Pacifique, où des ambitions émergent.
Delta 4 et Atlas 5 (droite)
Du coup, les américaines, Proton russes et Zénith ukrainiennes,
H2A japonaises, Longue Marche chinoises et GSLV indiennes pénètrent
le marché commercial avec plus ou moins de réussites.
La position d'Arianespace pour les lancements GTO est guère menacée
par ces lanceurs. Les Delta 4 et Atlas 5, seuls lanceurs américains
capables d'inquiéter Arianespace sont utilisés seulement pour le
lancement de satellites institutionnels, scientifiques ou militaires
pour le seul compte des Etats-Unis.
Quant aux lois américaines visant à restreindre l'exportation de
certains composants de satellites vers la Chine, elles jouent à
plein leur rôle en empêchant les lanceurs chinois d'être compétitifs
sur le marché. L'avantage que leur procure leur faible coût sur
le marché est effacé par l'augmentation du coût de fabrication des
satellites.
Les axes de recherche
Le système de transport qui succédera à Ariane 5 sera choisi parmi
les trois architectures suivantes. L'idée d'un lanceur entièrement
réutilisable semble abandonnée au profit d'une de ces solutions.
Evolutions d'Ariane 5 (projet Bargouzine, par exemple) ; Versions
dérivées d'Ariane 5 et Vega ; Nouveau concept de lanceur partiellement
réutilisable.
La réutilisation des lanceurs à l'étude
Un des concepts étudiés par le CNES s'appuie sur un lanceur à 2
étages entièrement réutilisable. Baptisé Everest pour Evolved European
Reusable Space Transportation, ce lanceur s'articule autour de l'architecture
dite à deux étages vers l'orbite (Two Stage To Orbit). Le lanceur
serait composé d'étages superposés, dotés d'ailes et alimentés par
de l'hydrogène-oxygène liquides. Ce projet, un des plus novateurs,
se heurte à de nombreux gaps techniques à franchir dont le retour
des étages à Kourou ou encore la conception des réservoirs.
Les évolutions possibles d'Ariane 5
On l'a vu, Ariane 5 est un lanceur versatile. Si  la
version ECB peut apparaître pour certains comme l'ultime développement
d'un lanceur, conçu au début des années 90, rien n'est moins sur.
Des évolutions sont possibles à partir de Vega et plusieurs évolutions
du lanceur sont à l'étude. Elles visent toutes à augmenter les capacités
d'emport d'ergols et donc d'augmenter la masse des charges à lancer.
La première d'entres-elles consisterait à renforcer la puissance
des 2 boosters d'appoints (les EAP).
En l'état, ces boosters ont une capacité d'emport de 240 tonnes
d'ergols. L'étage central pourrait également être modifié et emporter
jusqu'à 500 tonnes d'ergols (contre un peu plus de 173 tonnes aujourd'hui).
Une autre alternative s'appuie sur l'utilisation d'un premier étage
cryogénique, similaire à l'étage central d'Ariane 5, propulsé par
un Vulcain 2 et, si nécessaire, l'utilisation de boosters de type
P80 (Vega) ou P60
Le projet Bargouzine
Des études sont en cours sur un concept d'évolution d'Ariane 5 s'ap puyant
sur le remplacement des 2 propulseurs à poudre EAP par deux propulseurs
d'appoint à ergols liquides réutilisables qui comme leur nom l'indique,
reviendront de façon automatique se poser sur piste après leur fonctionnement,
afin d'être à nouveau réutilisés.
Concept exploratoire de
lanceur Bargouzine
Ces boosters RFBB utiliseraient un mélange d'oxygène et d'hydrogène
liquide (LOX / LH2).
Ils seraient propulsés par 3, voire 4 moteurs dérivés du Vulcain
2, le moteur de l'étage principal d'Ariane 5.
A la différence des propulseurs dépensables, ces RFBB auront une
configuration aérodynamique en ligne avec leur retour sur Terre
dite 'canard' qui se traduit par des ailes delta à l'arrière et
des plans canards à l'avant.
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