ARIANE 6, LA PREMIÈRE ÉTAPE D'UNE RÉVOLUTION
Vernon, le 10 décembre : ultime test de qualification de 2019 pour le moteur Vinci d'Ariane 6 (Crédit photo : ArianeGroup).
Alors que nous fêterons dans quelques jours le 40 ème anniversaire du tir inaugural d’Ariane 1, les premiers éléments pour la potentielle succession d'Ariane 6, qui ne doit effectuer son vol inaugural qu'à fin 2020, se mettent également en place.
L’arrivée d’Ariane 6 sur son pas de tir sera l’un des événements majeurs de l’année spatiale 2020. Un lanceur qui a demandé un peu plus de cinq ans de préparation. « Ce qui constitue un record mondial », souligne André-Hubert Roussel, le patron d’ArianeGroup. Mais il reste toutefois quelques étapes à franchir avant la « première » du nouveau lanceur européen dont notamment un nouvel essai du propulseur d’appoint à poudre P120 (commun à Vega-C dont il constitue le premier étage). Deux ont été réalisés en 2019, un troisième est prévu début 2020 au centre spatial guyanais (CSG) à Kourou. Le moteur Vulcain 2.1, prévu pour équiper l’étage principal d’Ariane 6, est en intégration pour des tests combinés à Kourou. Pour sa part, le moteur cryotechnique Vinci, « la révolution d’Ariane 6 », a passé le 10 décembre un dernier essai de qualification sur le banc d’essais PF 52 de Vernon en Normandie. Autre point important : le logiciel de vol du lanceur. Celui-ci devrait être disponible dans "moins d'un an". Aujourd'hui en production, Ariane 6 dispose également du financement nécessaire à son déploiement. La conférence ministérielle de Séville, les 27 et 28 novembre, a notamment permis de valider le budget nécessaire d’une part à la transition d’Ariane 5 à Ariane 6 (950 millions d’euros) mais également à la préparation de l’avenir des lanceurs Ariane (650 millions d’euros). « C’est trois fois plus que lors de la ministérielle de 2016 », rappelle le dirigeant.
Le futur étage supérieur composite d'Ariane 6 devrait à terme permettre de gagner environ 2 t pour une charge utile prévue pour l'orbite géostationnaire (Crédit Image : ArianeGroup).
Préparation du futur
Bien qu’il n’y ait pas encore de calendrier, et sans doute pas avant un moment, la succession d’Ariane 6 se prépare déjà, tout du moins les pièces d’un ensemble réutilisable qui sera peut-être disponible à la fin de la prochaine décennie. L’une des premières briques technologiques majeures, c’est le futur étage supérieur composite #Icarus (Innovative Carbon Ariane Upper Stage) d’Ariane 6 dont la première étape s’appelle PHOEBUS (Prototype of Highly OptimisEd Black Upper Stage). Dans l’optique de PHOEBUS, l’#ESA a signé en mai 2019 deux contrats avec MT Aerospace AG (filiale de OHB SE) et ArianeGroup. PHOEBUS doit notamment permettre de réduire les coûts et le poids de l’étage supérieur par l’emploi de matériaux composites afin d’augmenter les performances de l’étage supérieur. ArianeGroup annonce un gain de masse pour la charge utile d’environ 2 tonnes pour l’orbite géostationnaire. Un démonstrateur pourrait intervenir à partir de 2021 pour démontrer que le système est compatible sur une grande échelle. Mais l’ambition c’est aussi de préparer d’ici une décennie l’arrivée d’un potentiel lanceur réutilisable européen. Ce qui passe par le développement d’un premier prototype comme le démonstrateur de 1er étage Callisto conjointement développé par le #CNES, le #DLR et la #JAXA. Jean-Marc Astorg, le directeur des lanceurs de l’agence spatiale française l’a annoncé hier dans un tweet qu’un essai depuis Kourou est maintenant planifié pour 2022. Avec Callisto, il s’agit d’arriver à un modèle « toss-back », c’est-à-dire exactement ce que fait le Falcon 9 de Space X en revenant se poser sur une barge positionnée dans l’Atlantique. Callisto devra toutefois revenir se poser sur la terre ferme. Callisto doit servir d’étape préparatoire à un autre démonstrateur que développe ArianeGroup, en l’occurrence Thémis. Si #Callisto disposera d’un seul moteur (japonais), Themis, qui a reçu une dotation de 36 millions d’euros lors de la ministérielle, devrait être équipé de trois propulseurs de classe Prometheus. Un premier tir de #Themis pourrait avoir lieu en 2025. Lancé en 2016, Prometheus, qui signifie Precursor Reusable Oxygen METHan cost Effective Engine (moteur précurseur réutilisable méthane et oxygène rentable), a passé une revue de définition en 2019. Prometheus, qui doit développer jusqu’à 100 t de poussée et dont le coût (1m$) doit être dix fois moindre que Vulcain, aura recours à la production additive et l’impression 3D. D’ici la fin 2020, un exemplaire de test doit être produit par ArianeGroup dans les ateliers de Vernon. Dans l’enveloppe budgétaire acquise pour les lanceurs au cours de la ministérielle, le moteur Prometheus dispose d’un budget de 153 millions.
Themis, prévu pour succéder à Callisto, doit effectuer son 1er vol vers 2025 (Crédit image : ArianeGroup)
Obtenir un consensus
Le futur des lanceurs européens passe donc déjà par la mise au point des technologies nécessaires à ce futur qui se matérialisera peut-être dans une décennie par un lanceur européen réutilisable. Cela nécessite également de démontrer aussi la viabilité technique et économique du concept. Sur ce point, rappelons que sur les coûts de remise en état d’un 1er étage de Falcon 9, Space X observe le silence radio. Mais comme l’a d’ailleurs rappelé lui-même Jan Worner, le directeur général de l'ESA, « la #NASA n’a que l’Amérique à coordonner alors que l’ESA a 22 pays ». Ce qui implique des compromis de la part de chaque participant comme l’a démontré la conférence ministérielle européenne sur l'espace. Un événement qui, avec un budget récolté plus important que prévu, montre l’importance que revêt aujourd’hui le spatial en Europe.
Antoine Meunier