Ariane 1 à 3

Historique

A la fin des années 60, l’Europe souhaite disposer d’un lanceur afin d’accéder à l’espace par ses propres moyens. Constituée à partir d’étages conçus dans plusieurs pays, la fusée Europa s’avère être un désastre logistique et technique. Sur les quatre tentatives de mise sur orbite réalisées, aucune n’aboutira.

A la même époque, la France et l’Allemagne développent conjointement un programme de télécommunications qui comprend les satellites Symphonie 1 et 2. Ils souhaitent les lancer à l’aide d’Europa II depuis le Centre Spatial Guyanais. Les échecs répétés de la fusée les obligent à se tourner vers la Nasa. Cette dernière se dit prête à les lancer à condition que les satellites restent au stade expérimental et qu’aucune exploitation commerciale ne soit prévue. Les Etats-Unis voyaient d’un mauvais œil l’arrivée d’un concurrent à la compagnie Intelsat, majoritairement financée par l’Oncle Sam. L’offre est acceptée à contrecœur. L’Europe ne tolère pas de pouvoir bénéficier de la manne financière que pourrait représenter l’exploitation commerciale des satellites de télécommunications. Raison qui la pousse à se remettre au travail pour garantir son autonomie de l’accès à l’espace.

L’Europe spatiale est en crise. Europa ne marche pas et plusieurs pays se désengagent du programme, les Etats-Unis dictent leurs conditions pour lancer les satellites européens, la Nasa tente d’appâter l’Allemagne en lui proposant de participer au programme de sa navette spatiale. C’est dans cette ambiance morose que se déroule la Conférence Spatiale Européenne en décembre 1972. Alors que les spécialistes pronostiquaient l’échec des négociations, les pays européens s’accordent sur plusieurs sujets :

  • La réunification de l’ESRO (European Space Research Organization) et de l’ELDO (European Launchers Development Organization) pour donner naissance à l’ESA (European Space Agency);
  • Le développement du lanceur L3S (Lanceur de 3ème génération de Substitution) sous la houlette de la France, qui prendra plus tard le nom d’Ariane;
  • La mise au point du laboratoire Spacelab destiné à voler dans la soute de la navette spatiale avec l’Allemagne comme principal fournisseur;
  • La construction des satellites OTS (Orbital Test Satellite) et MarOTS (Maritim Orbital Test Satellite) par l’Angleterre.

Le vol inaugural d’Ariane est repoussé une première fois le 15 décembre 1979 suite à un problème technique. Le 23 décembre, les caprices de la météo obligent à un nouveau report. Finalement, la belle Ariane prend son envol le 24 décembre 1979 avec succès. Un beau cadeau pour l’Europe spatiale qui agonisait depuis 10 ans. Ce vol d’essai est suivi par trois autres dont un échouera en mai 1980.

A l’époque où Ariane est conçue, les responsables du programme envisageait trois à quatre vols par an pour répondre aux besoins européens. Avec l’émergence de satellites de télécommunications, certains d’entres eux imaginent une carrière plus ambitieuse pour la fusée européenne. Ils souhaitent vendre des lancements à des clients étrangers. En mars 1980, Arianespace est créée pour répondre à ce besoin.

Ariane 1, c’est 1 850 kg expédiés sur l’orbite de transfert géostationnaire. C’est un peu juste si Arianespace veut lancer deux satellites de télécommunications en même temps, sachant que leur masse moyenne à l’époque était de 1 000 kg environ. C’est la raison pour laquelle l’ESA décide de développer Ariane 2 équipée de moteurs plus puissants ce qui porte la charge à 2 275 kg. Dotée de deux boosters à poudre, Ariane 2 devient Ariane 3 dont la performance orbitale est de 2 700 kg. Pour répondre au souhait de lancer deux satellites en même temps, une structure spéciale est conçue à cet effet. SYLDA est l’acronyme de SYstème de Lancement Double Ariane. La SYLDA, bien que déjà utilisée sur Ariane 1, a surtout été développée pour Ariane 3 dont le volume sous coiffe permettait de transporter 2 satellites. Le premier satellite est fixé sur la SYLDA, tandis que le second se trouve à l'intérieur.

La carrière des Ariane 1 à 3 aura été courte puisque ces versions de la famille Ariane auront été en service qu’une petite dizaine d’années avant de céder la place à Ariane 4.

Fiches techniques

Ariane 1

Ariane 2

Ariane 3

Ariane 4

Historique

Au début des années 80, l’Agence Spatiale Européenne entreprend le développement d’une fusée qui allait marquer l’actualité astronautique pendant quinze ans. Si lancer un satellite coûte cher, pourquoi ne pas en lancer deux en même temps ? Une étude du marché réalisé à l’époque montrait que dans les années 90, la masse moyenne des satellites de télécommunications avoisinerait deux tonnes.

L’idée était de partir d’un lanceur de base avec une capacité équivalente à celle d’Ariane 1, soit 1,9 tonne et d’adjoindre le nombre de propulseurs d’appoint nécessaire (0, 2 ou 4) pour atteindre les performances requises. Ces propulseurs sont soit à poudre (notés P) soit à carburants liquides (notés L). Six configurations d’Ariane 4 sont possibles : Ariane 40 est la moins puissante puisque dépourvue de boosters. Elle est spécifiquement utilisée pour les orbites basses. Ariane 44L est la plus performante avec ses quatre boosters à ergols liquides. Entre les 2, on retrouve Ariane 42P, 44P, 42L et 44LP.

Au cours de sa carrière, Ariane 4 a connu plusieurs modifications qui ont permis d’améliorer sa fiabilité (113 succès pour 116 vols) et d’accroître ses capacités. En 1989, Ariane 44L pouvait lancer une charge de 4,2 tonnes sur l’orbite de transfert géostationnaire. En 2003, ce même modèle lançait un satellite de 4,9 tonnes, soit un gain de 17 %.

Ariane 4 arrive sur le marché des satellites de télécommunications à une époque propice à son succès commercial. Les Etats-Unis, les rivaux de la fusée européenne, renoncent à l’exploitation commerciale de sa navette au lendemain de l’accident de Challenger. De plus, la stratégie du « tout navette » a conduit le pays à stopper ses chaînes de production des lanceurs classiques au profit de sa flotte de navettes. Les Occidentaux n’ayant plus d’autre choix possibles, ils se sont tournés naturellement vers le seul lanceur encore disponible pour lancer les satellites. Il faudra attendre le milieu des années 90 pour qu’Arianespace soit face à de la concurrence, notamment le tandem Atlas/Proton exploité par ILS et Sea-Launch. Malgré ces nouveaux venus sur le marché, Ariane maintient sa place de leader.

Fiches techniques

Ariane 40

Ariane 42P

Ariane 44P

Ariane 42L

Ariane 44LP

Ariane 44L

Ariane 5

Historique

En novembre 1987, les Ministres européens des pays membre de l’ESA adoptent un programme spatial d’envergure qui s’articule autour de la dernière née de la famille Ariane.

Fondamentalement différente des ses aînées, Ariane 5 est constituée d’une architecture proche de celle de la navette spatiale. Pour réduire les risques d’accident, le nombre de moteurs a été réduit au maximum. Il n’y en aura plus que 3, dont deux à propergols solides, contre 8 à ergols liquides pour Ariane 44L. Dès le départ, les responsables du programme ont souhaité atteindre un taux de fiabilité de 98,5 %, soit un échec tous les 75 vols. Parce que avec Ariane 5, ils voient très grand, trop grand même.

Ariane 5 ne sera pas uniquement le successeur désigné d’Ariane 4 pour le lancement des satellites en orbite géostationnaire. Elle sera la pierre angulaire d’un vaste programme habité européen. Lors de la Conférence ministérielle de 1987, il est décidé de développer l’avion orbital Hermès dans lequel embarqueront trois astronautes. Il effectuera jusqu’à deux vols par an pour desservir le laboratoire autonome européen Columbus ou la station spatiale internationale appelée Freedom voire même la station soviétique Mir 2. Le premier vol d’Ariane 5 est annoncé pour 1995 et celui d’Hermès pour 1997.

En 1992, la carte politique et économique change. L’URSS s’écroule en emportant avec elle les ambitions spatiales russes. En occident, c’est l’heure des restrictions budgétaires. Les premières victimes sont Hermès et le laboratoire autonome Columbus. Quant à la station russe Mir 2, elle est intégrée à Freedom pour devenir l’International Space Station (ISS) dont la construction débute en novembre 1998.

Malgré le coup d’arrêt dans le rêve européen d’une autonomie en matière de vols habités, l’exigence de fiabilité d’Ariane 5 est maintenue. La confiance est telle qu’Arianespace est disposée à relancer un satellite perdu en cas d’échec une fois la fusée opérationnelle.

Le lanceur a souffert de débuts difficiles, avec deux échecs totaux et deux échecs partiels sur les quatorzes premiers lancements. Pour le leader sur le marché commercial, il est inconcevable d’avoir un taux d’échecs aussi élevé pour une fusée réputée très fiable. Un programme de fiabilisation est entrepris au lendemain de l’échec vol 157 en décembre 2002.

Les différentes versions d'Ariane 5

L’architecture de base d’Ariane 5 est constituée d’un Etage Principal Cryogénique (EPC) auquel sont accolés deux propulseurs d’appoint (EAP). L’EPC est surmonté d’un étage supérieur qui varie en fonction de la version d’Ariane 5 (EPS ou ECA). La charge utile est fixée sur le sommet de cet étage et encapsulée sous une coiffe.

EPS : Il est équipé d’un moteur Aestus à ergols hypergolites. C'est-à-dire que le carburant et le comburant s’enflamment au contact de l’un de l’autre sans l’intervention d’un système d’allumage. Cette particularité offre la possibilité d’accéder à des plans de vol qui nécessite plusieurs allumages du moteur. C’est le cas notamment lorsqu’il s’agit de lancer le ravitailleur ATV à destination de la station spatiale internationale ou encore l’envoi d’une grappe de satellites sur des orbites différentes (satellites de la constellation Galileo).

ECA : C’est un étage cryogénique équipé d’un moteur HM-7B hérité d’Ariane 4. La dimension de son réservoir d’hydrogène a été adaptée à celui de la fusée.

Ariane 5: Lanceur de base équipé d’un étage supérieur EPS et capable de placer sur orbite de transfert géostationnaire une masse de 5,9 tonnes ou 20 tonnes sur orbite basse.

Ariane 5G: Ariane 5 qui a subi une cure d’amincissement dans le cadre du programme « Perfo 2000 ». Les allègements concernent les structures mais aussi le système de lancement double ce qui autorise le lancement d’une charge de 6,8 tonnes.

Ariane 5G+: Ariane 5G améliorée, notamment avec un étage EPS transportant 300 kg d’ergols supplémentaires. Il s’agit plus d’un lanceur de transition qui n’a été utilisé qu’à trois reprises, dont celui du lancement de la sonde Rosetta.

Ariane 5GS: C’est une version d’Ariane 5ES dont l’étage EPC est équipé d’un moteur Vulcain 1.

Ariane 5ES: L’étage EPC est remplacé par celui d’une nouvelle génération équipé d’un moteur Vulcain 2. La quantité du propergol solide des EAP a été augmentée afin d’accroître la poussée. L’étage EPS a subi quelques modifications afin qu’il puisse répondre à certaines exigences notamment des allumages multiples en vol du moteur Aestus.

Ariane 5ECA: Il s’agit d’une Ariane 5ES dont l’étage EPS est remplacé par un ECA.

Fiches techniques

Ariane 5G

Ariane 5G+

Ariane 5GS

Ariane 5ES

Ariane 5ECA

Les sources

  • Internet Reference Guide to Space Launch Vehicles
  • Ariane
  • Ariane 4
  • Ariane, un succès pour l'Europe