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Découvrez les missions de Vega, le lanceur du IXV

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Initialement prévu le 18 novembre, le lancement du démonstrateur de rentrée atmosphérique IXV de l'Esa aura lieu le 11 février 2015. Il a été reporté en raison d'un problème de sécurité lié à la trajectoire du lanceur Vega. Ce décollage se fera dans le cadre de Verta, un programme qui doit démontrer toute la flexibilité de cet engin, comme nous l'explique Renato Lafranconi.

Vue d'artiste de la séparation de la coiffe de Vega. © Esa, J. Huart

Le lancement du démonstrateur IXV par Vega fait partie du programme Verta de l'Agence spatiale européenne (Esa) qui vise à démontrer « toute la flexibilité de ce lanceur », nous explique Renato Lafranconi, le responsable des programmes pour l'exploitation de Vega à l'Esa.

Vega, « qui complète pour les petites charges utiles la famille des lanceurs européens, à côté d'Ariane 5 (lanceur lourd) et Soyouz (lanceur moyen) », a été conçu pour répondre à des besoins institutionnels et commerciaux. Il vise le marché des satellites légers de quelque 1.500 kg et celui des petits modèles comme les microsatellites (entre 10 et 500 kg) qui peuvent être lancés en configuration multiple. Vega représente aussi une opportunité pour les nanosatellites de moins de 10 kg sur des orbites basses.

Lorsqu'il entre en service lors de son premier lancement en février 2012, ce vol à lui seulne suffit pas à démontrer toute sa « flexibilité et la multitude de missions qu'il est susceptible de réaliser ». D'où la décision de l'Esa de démontrer l'étendue de ses capacités « lors de cinq vols Verta, différents les uns des autres ».

Mai 2013, le lanceur Vega, avec à son bord le satellite Proba V, dans le portique mobile de son pas de tir. © Esa, S. Corvaja

Quid des vols Verta ?

Ainsi, le premier vol Verta (deuxième lancement de Vega) avec le satellite Proba V a-t-il « permis beaucoup de qualifications majeures dont l'adaptateur multiple de charges utiles pour le lancement de plusieurs satellites » et d'autres qui concernaient la stratégie de tir. Après le premier vol entièrement commercial, lancé le 29 avril 2014 avec succès par Arianespace dans un schéma d'exploitation type, le deuxième vol Verta est donc celui de l'IXV. Le troisième lancement Verta, prévu pour l'été 2015 avec le lancement du démonstrateur scientifique Lisa Pathfinder, est une mission encore différente puisqu'il s'agira de mettre en orbite le satellite « sur une trajectoire de transfert pour rejoindre, grâce au système de propulsion du satellite, son orbite lagrangienne (point de Lagrange 1) ».

À cela s'ajoute que ces vols Verta sont autant d'occasion d'apporter et d'introduire progressivement de nombreuses petites améliorations « pour optimiser la performance du lanceur, traiter les anomalies sortantes de l'exploitation initiale et réduire les coûts du service de lancement », de sorte de raccourcir les campagnes, par exemple. Il s'agit de tendre vers une « stabilité du système de lancement de Vega » de façon à effectuer des « campagnes de lancement qui génèrent peu d'anomalies » et ainsi permettre une exploitation balancée.

Dans le détail, le vol de l'IXV a seulement des objectifs de qualification. Il se « différencie d'un lancement typique de satellite par l'injection de la charge utile sur une trajectoire de retour à la place de l'injection dans une orbite » et que ce lancement « se fait vers l'est alors que la plupart des clients de Vega l'utiliseront pour lancer vers le nord ». Et pour cela, ce lancement « présente toute une série de spécificité surtout pour les activités dites de sauvegarde », ce qui explique le report du lancement, initialement prévu le 18 novembre.

Le radar et la station de télémesure. © Esa, Cnes, Arianespace / Service Optique CSG

On citera le système additionnel permettant de localiser le lanceur en temps réel (ALS) qui sera qualifié lors du prochain lancement Vega. En effet, afin de se conformer aux exigences de la loi française de juin 2008 légiférant sur les opérations spatiales effectuées depuis le Centre spatial guyanais, le système fonctionnel IRS actuellement embarqué sur le lanceur ne suffit pas en lui-même aux besoins de sauvegarde.

Un autre élément additionnel introduit pour ce vol, bien que seulement dans une première étape de qualification, est un radar de flanquement. « Il s'agit d'une station qui voit le lanceur sur le côté pour éviter d'être gênée par l'effet des flammes ». Ce radar assure la localisation du lanceur sans le besoin de faire des manœuvres spécifiques et donc sans impacter la performance du lanceur. En effet, lors du vol inaugural de Vega, le 13 février 2012, « les liens radiofréquences (RF), qui permettent de communiquer avec le lanceur, ont été perdus pendant une partie de la première phase du vol ». En cause : les effets de flammes, engendrés par la combustion des étages à propergol solide qui provoque des émissions de particules métalliques et atténue les signaux RF.

Comme nous l'explique Jon Harr, ingénieur du Service acquisition mesures au CSG, « en respectant la limite d'un angle d'aspect thêta (l'angle de vue sur le lanceur depuis la station sol), nous n'allions pas avoir de problème d'effets de flamme ». La station de flanquement peut être utilisée seulement si la trajectoire du lanceur le nécessite. Par exemple, lors du vol VV02 cela n'a pas été nécessaire. La qualification d'un radar de flanquement permettra à l'opérateur de lancement en exploitation d'avoir à sa disposition des moyens très flexibles pour répondre à tous les besoins spécifiques de chaque mission.

Les ambitions de Vega

Bien que la phase d'exploitation commerciale de Vega n'a pas débuté, l'Agence spatiale européenne et les partenaires de ce projet réfléchissent d'ores et déjà à sa version évoluée. « Il s'agit de répondre à une demande de clients potentiels qui souhaitent plus de performances. » L'idée est « d'augmenter la performance de référence », actuellement de 1.500 kg sur une orbite circulaire polaire à 700 km d'altitude, inclinée à 90° par rapport à l'équateur et de la « porter dans une première étape (Vega-C) à environ deux tonnes et donc d'augmenter l'attractivité commerciale du lanceur ».

L'élément principal de cette évolution est le premier étage. Il est actuellement propulsé par un gros moteur monolithique (P80) et contient 87.732 kg de propergol solide HTPB 1912. Ce moteur délivre une poussée maximale de 3.015 kN dans le vide. L'idée est de le doter d'un nouveau moteur qui serait à développer en synergie avec Ariane 6, de sorte que le premier étage de Vega évolué serait également utilisé comme boosters d'appoint de la nouvelle version d'Ariane.

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