Ariane 6 a été initialement conçue au début des années 2010 comme un lanceur de remplacement pour Ariane 5, et un certain nombre de concepts et de conceptions de haut niveau ont été suggérés et proposés au cours de la période 2012-2015. Le financement du développement de plusieurs gouvernements européens a été initialement obtenu au début de 2016, et des contrats ont été signés pour commencer la conception détaillée et la construction des articles de test. Alors qu’en 2019, le vol orbital inaugural était prévu pour 2020, en mai 2020, la date de lancement initiale prévue avait été repoussée à 2021. En octobre 2020, l’ESA a officiellement demandé un financement supplémentaire de 230 millions d’euros aux pays parrainant le projet pour achever le développement de la fusée et amener le véhicule à son premier vol d’essai, qui avait glissé au deuxième trimestre 2022.

Concept et développement précoce: 2010-2015modifier

Dessin en coupe Ariane 6 PPH

Après des études de définition détaillées en 2012, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a annoncé le choix de la configuration  » PPH  » (premier étage de trois moteurs-fusées P145, deuxième étage d’un moteur-fusée P145 et étage supérieur cryogénique H32) pour Ariane 6 en juillet 2013. Il serait capable de lancer jusqu’à 6 500 kg (14 300 lb) en orbite de transfert géostationnaire (GTO), avec un premier vol prévu dès 2021-2022. Le développement devrait coûter 4 milliards d’euros en mai 2013. Une étude de 2014 a conclu que le coût de développement pourrait être réduit à environ 3 milliards d’euros en limitant les entrepreneurs à cinq pays.

Alors que l’Ariane 5 lance généralement un satellite grand et un satellite moyen à la fois, la proposition PPH pour l’Ariane 6 était destinée à des charges utiles uniques, avec un prix estimé début 2014 à environ 95 millions de dollars américains par lancement. Le Falcon 9 de SpaceX et le Long March 3B chinois lancent tous deux des charges utiles plus petites mais à des prix inférieurs, environ 57 millions de dollars américains et 72 millions de dollars américains respectivement au début de 2014, ce qui rend le lancement du Falcon 9 d’un satellite de taille moyenne compétitif avec le coût de la fente inférieure d’une charge utile double Ariane 5. Pour les satellites tout électriques légers, Arianespace a prévu d’utiliser le moteur Vinci redémarrable pour livrer les satellites plus près de leur orbite opérationnelle que ne le pouvait le Falcon 9, réduisant ainsi de plusieurs mois le temps nécessaire au transfert en orbite géostationnaire.

Ariane 6.Propositions 1 et Ariane 6.2modifier

En juin 2014, Airbus et Safran ont surpris l’ESA en annonçant une contre-proposition pour le projet Ariane 6 : une coentreprise à 50/50 pour développer la fusée, ce qui impliquerait également le rachat de la participation du gouvernement français dans Arianespace par le CNES.

Ce système de lancement proposé se déclinerait en deux variantes, Ariane 6.1 et Ariane 6.2. Alors que les deux utiliseraient un étage principal cryogénique alimenté par un moteur Vulcain 2 et deux boosters solides P145, Ariane 6.1 comporterait un étage supérieur cryogénique alimenté par le moteur Vinci et porterait jusqu’à 8 500 kg (18 700 lb) à GTO, tandis qu’Ariane 6.2 utiliserait un étage supérieur hypergolique à moindre coût alimenté par le moteur Aestus. Ariane 6.1 aurait la capacité de lancer deux satellites à propulsion électrique à la fois, tandis qu’Ariane 6.2 se concentrerait sur le lancement de charges utiles gouvernementales.

Le journal français La Tribune s’est demandé si Airbus Space Systems pouvait tenir les coûts promis pour sa proposition Ariane 6, et si on pouvait faire confiance à Airbus et au Groupe Safran lorsqu’ils ont été jugés responsables d’une défaillance du vol 517 d’Ariane 5 en 2002 et d’une défaillance plus récente du missile balistique M51 en 2013. Les entreprises ont également été critiquées pour ne pas vouloir encourir de risques de développement et pour avoir demandé un financement initial plus élevé que prévu initialement – 2,6 milliards d’euros au lieu de 2,3 milliards d’euros. Prix de lancement estimé à 85 M€ pour Ariane 6.1 et 69 millions d’euros pour Ariane 6.2 ne se comparent pas favorablement aux offres de SpaceX. Lors de la réunion des ministres de l’UE à Genève le 7 juin 2014, ces prix ont été jugés trop élevés et aucun accord avec les fabricants n’a été trouvé.

Propositions Ariane 62 et Ariane 64modifier

Ariane A62 et Ariane A64 initialement proposées

Suite aux critiques sur la conception d’Ariane 6 PPH, la France a dévoilé une proposition révisée d’Ariane 6 en septembre 2014. Ce lanceur utiliserait un étage principal cryogénique alimenté par le Vulcain 2 et un étage supérieur alimenté par le Vinci, mais varierait le nombre de boosters solides. Avec deux boosters P120, Ariane 6 lancerait jusqu’à 5 000 kg (11 000 lb) vers GTO pour un coût de 75 millions d’euros. Avec quatre boosters, Ariane 6 serait en mesure de lancer deux satellites totalisant 11 000 kg (24 000 lb) vers GTO pour un coût de 90 millions d’euros.

Cette proposition, contrairement à Ariane 6 PPH, offrait un lanceur évolutif tout en conservant la capacité de lancement double d’Ariane 5. La proposition comprenait également une simplification de l’organisation industrielle et institutionnelle ainsi qu’une version meilleure et moins chère du moteur Vulcain 2 pour l’étage principal. Bien qu’Ariane 6 devrait avoir « des coûts de production récurrents estimés inférieurs », elle devrait avoir « un coût de développement global plus élevé en raison de la nécessité d’une nouvelle rampe de lancement dédiée à Ariane 6 ».

Les ministres de l’Espace italien, français et allemand se sont réunis le 23 septembre 2014, afin de planifier la stratégie et d’évaluer la possibilité d’un accord sur le financement du successeur d’Ariane 5, et en décembre 2014, l’ESA a sélectionné les modèles Ariane 62 et Ariane 64 pour le développement et le financement.

Développement du véhicule d’essai: 2016-2021Edit

En novembre 2015, une conception mise à jour d’Ariane 64 et 62 a été présentée, avec de nouveaux cônes de nez sur les boosters, un diamètre de l’étage principal porté à 5,4 m (18 pi) et une hauteur réduite à 60 m (200 pi). La conception de base a été finalisée en janvier 2016, avançant le développement dans les phases de conception détaillée et de production, avec les premiers contrats importants déjà signés. Contrairement aux précédentes fusées Ariane qui sont assemblées et alimentées verticalement avant d’être transportées sur la rampe de lancement, les étages principaux d’Ariane 6 seront assemblés horizontalement dans le nouveau hall d’intégration des Mureaux, puis transportés en Guyane, où ils seront érigés et intégrés avec des boosters et de la charge utile.

Le processus d’assemblage horizontal s’inspire de la tradition russe des lanceurs Soyouz et Proton – qui a été plus récemment appliquée aux boosters américains Delta IV et Falcon 9 — avec un objectif déclaré de réduire de moitié les coûts de production.

Le processus de production industrielle a été complètement revu, permettant un flux de travail synchronisé entre plusieurs sites de production européens se déplaçant à une cadence mensuelle, ce qui permettrait douze lancements par an, doublant la capacité annuelle d’Ariane 5. Pour abaisser encore le prix, les moteurs Ariane 6 utiliseront des composants imprimés en 3D. Ariane 6 sera la première grande fusée à utiliser un système d’allumage par laser développé par le Centre autrichien de recherche en Carinthie (CTR), auparavant déployé dans les moteurs automobiles et à turbine. Un laser à semi-conducteurs offre un avantage par rapport aux systèmes d’allumage électrique en ce qu’il est plus flexible en ce qui concerne l’emplacement du plasma dans la chambre de combustion, offre une puissance d’impulsion beaucoup plus élevée et peut tolérer une plus large gamme de rapports de mélange air-carburant.

La réorganisation de l’industrie derrière un nouveau lanceur, conduisant à la création d’Airbus Safran Launchers, a également lancé un examen par le gouvernement français, en matière fiscale, et la Commission européenne sur un éventuel conflit d’intérêts si Airbus Defence and Space, un fabricant de satellites, achetait des lancements à ASL.

Alors que le développement devait initialement être pratiquement achevé en 2019, avec un lancement initial en 2020, la date de lancement initiale a reculé à deux reprises: d’abord à 2021, puis au deuxième trimestre de 2022.

Autres options de développementModifier

Article principal : Adeline (étage de fusée)

Le CNES a commencé des études en 2010 sur un premier étage alternatif et réutilisable pour Ariane 6, utilisant un mélange d’oxygène liquide et de méthane liquide plutôt que d’hydrogène liquide utilisé dans la conception du premier étage d’Ariane 6 en 2016. Le cœur alimenté au méthane pourrait utiliser un ou plusieurs moteurs, correspondant aux capacités d’Ariane 64 avec seulement deux boosters au lieu de quatre. En janvier 2015, la faisabilité économique de réutiliser une étape entière restait en question. Parallèlement à la recherche sur les propulseurs d’appoint liquide à la fin des années 1990 et au début des années 2000, le CNES et la Russie ont conclu à des études indiquant que la réutilisation du premier étage n’était pas économiquement viable car la fabrication de dix fusées par an était moins coûteuse et plus réalisable que la récupération, la remise à neuf et la perte de performance causée par la réutilisabilité. Il a été suggéré qu’avec un calendrier de lancement d’Arianespace de 12 vols par an, un moteur pouvant être réutilisé une douzaine de fois ne produirait une demande que pour un seul moteur par an, ce qui rendrait non viable la prise en charge d’une chaîne d’approvisionnement de fabrication de moteurs en cours.

En juin 2015, Airbus Defence and Space a annoncé que le développement d’Adeline, un premier étage partiellement réutilisable, serait opérationnel entre 2025 et 2030, et qu’il serait développé en tant que premier étage ultérieur pour Ariane 6. Plutôt que de développer un moyen de réutiliser un premier étage entier (comme SpaceX), Airbus a proposé un système où seules les pièces de grande valeur seraient retournées en toute sécurité à l’aide d’un module ailé au bas de la pile de la fusée.

En août 2016, Airbus Safran Launchers a donné plus de détails sur les futurs plans de développement s’appuyant sur la conception d’Ariane 6. Le PDG Alain Charmeau a révélé qu’Airbus Safran travaillait désormais sur deux axes principaux: premièrement, poursuivre les travaux (aux frais de l’entreprise) sur le module moteur et avionique Adeline récupérable; et deuxièmement, commencer le développement d’un moteur de nouvelle génération qui s’appellera Prometheus. Ce moteur aurait à peu près la même poussée que le Vulcain 2 alimentant actuellement Ariane 5, mais brûlerait du méthane au lieu de l’hydrogène liquide. Charmeau ne s’est pas engagé à savoir si Prometheus (encore seulement dans les premiers mois de développement) pourrait être utilisé comme remplaçant consommable du Vulcain 2 dans Ariane 6, ou s’il était lié au design réutilisable d’Adeline, disant seulement que « Nous sommes prudents, et nous préférons parler quand nous sommes sûrs de ce que nous annonçons… Mais certainement ce moteur pourrait très bien s’adapter un jour au premier étage d’Ariane 6 « , une décision sur l’opportunité de poursuivre avec Prometheus dans un rôle consommable ou réutilisable pourrait être prise entre 2025 et 2030. En 2017, le projet moteur Prometheus s’est révélé avoir pour objectif de réduire le coût unitaire du moteur des 10 millions d’euros du Vulcain2 à 1 million d’euros et de permettre la réutilisation du moteur jusqu’à cinq fois. Le développement du moteur s’inscrirait dans un effort plus large – nom de code Ariane NEXT – visant à réduire les coûts de lancement d’Ariane d’un facteur 2 au-delà des améliorations apportées par Ariane 6. L’initiative Ariane NEXT comprend une fusée-sonde réutilisable, Callisto, pour tester les performances de divers carburants dans les nouvelles conceptions de moteurs.