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Ariane V

Ariane V est une fusée (on parle aussi de lanceur) permettant de placer des satellites en orbite autour de la Terre.

Histoire

Le programme Ariane V a été initié en 1987 par les ministres européens des affaires spatiales réunis à La Haye. Il est dirigé par l'ESA, mais sa réalisation est assurée par le CNES.

Environ 1100 industriels participent au projet.

Par rapport à Ariane IV et à ses concurrents, elle est capable d'emmener des charges particulièrement lourdes en orbite (jusqu'à 11 tonnes).

De conception entièrement nouvelle, elle était aussi destinée à lancer la navette européenne Hermès. Lorsque l'ESA abandonna ce projet, Ariane V demeura un simple lanceur commercial. Ce projet a cependant influé sur la conception du lanceur, qui doit allier puissance, simplicité, et surtout fiabilité afin de pouvoir embarquer des passagers.

Structure

Ariane 5, V160 sur le pas de tir.

La fusée est composée d'un étage principal, comportant un seul moteur cryogénique, dénommé Vulcain, utilisant 160 tonnes d'hydrogène et d'oxygène liquides refroidis, et d'un étage supérieur à moteur à ergols.

Ce second étage est modulable selon la performance demandée. Il est propulsé par un seul moteur: Aestus, HM7-B ou Vinci. Il peut éventuellement être équipé du module SPELTRA (Structure Porteuse Externe pour Lancements Multiples), utilisée uniquement en cas de lancement double. Elle permet de placer en orbite 2 charges distinctes. Il intègre également une case à équipement, qui est le cerveau électronique du lanceur, lui permettant de garder en mémoire toutes les instructions nécessaires au vol. Il contrôle et rectifie, si besoin, la position du lanceur, commande l’extinction des moteurs, la séparation des étages, etc.

A l'étage principal, sont accolés deux boosters à poudre. Nommés P230, ces propulseurs mesurent chacun 31 mètres de haut, 3 mètres de diamètre. Embarquant 237 tonnes de poudre, ils délivrent plus de 90 % de la poussée totale du lanceur au décollage. Leur durée de fonctionnement n'est que de 2 minutes. Après épuisement de la poudre, ils sont largués à 60 kilomètres d'altitude, au-dessus de l'océan Atlantique.

Essais

Maquette d'Ariane 5, à la Cité de l'Espace à Toulouse. (Taille exacte : 53 mètres.)

Premier vol

Le premier tir eut lieu le 4 juin 1996 à Kourou, mais le lanceur fut détruit après approximativement 40 secondes de vol. L'échec était dû à une erreur informatique, un programme d'un composant (un gyroscope) provenant d'Ariane IV n'ayant pas été re-testé.

L'erreur

La conversion d'un nombre de 64 bits vers un nombre de 16 bits provoqua un dépassement. La routine de gestion de cette erreur avait également été supprimée pour des raisons de temps d'exécution; sur Ariane IV on pouvait prouver que l'occurrence d'un tel dépassement était impossible compte tenu des trajectoires de vol possibles. Toutefois les trajectoires de vol envisageables avec Ariane V, notamment en phase de décollage, diffèrent notablement de celles d'Ariane IV. Le programme du composant concerné, pourtant lui-même redondant (deux gyroscopes sont présents dans la cellule de la fusée), déclencha donc successivement deux dépassements pour finir par signaler sur les sorties du système la défaillance des systèmes gyroscopiques. De toute façon, le gyroscope étant un système critique, le calculateur de pilotage de la fusée (lui conçu spécifiquement pour Ariane V) ne tenait pas compte de ce signal d'erreur! Il interpréta donc les valeurs d'erreurs (probablement négatives) du deuxième gyroscope comme une information d'attitude (indiquant probablement que, brutalement, la fusée s'était mise à pointer vers le bas). Bien entendu, la réaction du calculateur de pilotage (braquer les tuyères au maximum pour « redresser ») provoqua la destruction de la fusée ... Il s'agit certainement là d'une des erreurs informatiques les plus coûteuses de l'histoire.

Le dernier point à noter dans ce malheureux enchainement c'est que le programme mentionné initialement était destiné à recalibrer les gyroscopes dans le cas d'un court retard de tir (quelques minutes) pour permettre une reprise rapide du compte à rebours - par exemple en raison de variations rapides des conditions météo du site de lancement à Kourou. Ce cas de figure, envisagé initialement pour Ariane III, était depuis longtemps exclu des procédures de tir. L'erreur en question a donc aussi été provoquée par un programme qui ne servait à rien.

Second vol

Le second vol eut lieu le 30 octobre 1997. La mission parvint à son terme, mais malheureusement, l'altitude désirée ne fut pas atteinte, par suite d'un mouvement de rotation du lanceur sur lui-même dont l'intensité avait été sous-estimée.

Troisième vol

Le troisième essai fut une réussite.

Utilisation commerciale

Le premier vol commercial eut lieu le 10 décembre 1999, avec la mise en orbite du satellite d'observation en rayons X XMM.

Un autre échec partiel eut lieu le 12 juillet 2001. À nouveau, deux satellites ne purent être placés sur l'orbite désirée. Artémis, le satellite de communication de l'ESA, atteignit son orbite définitive par ses propres moyens, en utilisant son combustible destiné aux corrections d'orbite, ainsi qu'une unité de propulsion ionique qui n'avait pas été conçue à cet effet. Ceci nécessita une reprogrammation complète du programme de bord depuis le sol.

Le vol suivant n'eut lieu que le 1er mars 2002, avec la mise en orbite réussie du satellite environnemental de 8,5 tonnes Envisat, à une altitude de 800 kilomètres.

Record

Dans la nuit du 17 au 18 juillet 2004, elle met en orbite le plus gros satellite de télécommunications du monde, le canadien Anik-F2, pesant 5 950 kilogrammes.