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E.L.A 4, le site de lancement pour Ariane 6
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267 tirs cumulés sur les 2 bras cryogéniques, dont 5 en Zone de Lancement, ont permit leur qualification par les équipes de Latesy Groupe ADF, Air Liquide et Cegelec.
12 janvier, la qualification des caissons MANG continue avec les essais de déconnexion nominale sur le caisson MANG LOX. Objectif : 3 tirs en 3 jours ! 17 janvier, arrivée au port de Kourou du navire Eastern Rock transportant les étages d'Ariane 6 pour les essais combinés. Les 2 étages sont déchargés et amenés en ZL 4 dans le BAL le 19 pour les CTLI Combined Tests Launcher Integration.
C'est le ULPM qui rentre en premier dans le BAL. Il sera suivit du LLPM. L'étage supérieur, comparable à un modèle de vol ne sera pas tester en ZL 4 comme l'étage inférieur.
Le hall d'assemblage fait 2800 m2 de surface. A l'intérieur, la zone poste d'assemblage et celle de stockage pour un LLPM.
Déstockage de l'étage LLPM dans le BAL, le 27 janvier avec un véhicule AGV avec 2 skates non motorisés
L'étage LLPM repose sur son charriot de transport dans le BAL et soutenu par 2 véhicules automatiques AGV. Il va être transportés jusqu’au lieu de l’assemblage, les colonnes HAL, en suivant des bandes magnétiques au sol. La canalisation sur le coté de l'étage est la PRCPH, la platine de pressurisation H2 et contrôle du roulis, remplaçant du SCR (Système de Contrôle en Roulis) et PPH (plaque LH2) d'Ariane 5. Au dessous se trouvent les lignes d'alimentation et pressurisation LOX. Le MANG d'hydrogène est au dessus de l'étage, les lignes d'alimentation rentrant directement dans la baie moteur. A l'opposé se trouve la canalisation "technique" qui court le long du lanceur.
Vue d'ensemble du hall d'assemblage avec les 2 étages LLPM et ULPM prêt pour l'assemblage. De février à avril se déroule la campagne ECT Early Combined Test sur la ZL4. La maquette CCA6 installé sur la table a sert de cobaye avec pour objectif la vérification de la bonne circulation de l'air frais qui est aspiré autour du moteur Vulcain pendant l'allumage au cours de 9 essais. Sont ainsi notamment vérifié le dispositif de drainage vers le guide jet de l’hydrogène et de mise en froid de la chambre du moteur avant allumage. Après cette campagne d’essais, l’étape suivante sera de faire fonctionner et d’allumer le moteur Vulcain 2.1 sur le pas de tir. Cette opération sera réalisée lors des essais combinés et consisteront en plusieurs allumages standard effectués à l’issue d’une vraie chronologie, dont un essai de longue durée, ou long firing test, reproduisant un vol complet avec une maquette lanceur restant au sol, durant lequel le moteur fonctionnera jusqu’à ce que les réservoirs soient vidés de tous leurs ergols.
Vue sous la maquette CCA6, au niveau de la table, les "burners" chargés d'allumer le moteur et le tore d'azote chargé d'évacuer l'hydrogène issue de la mise en froids de la chambre du moteur. L'eau de refroidissement du guide jet du Vulcain aspirée par les jets d'azote gazeux du tore.
Vue IR des "burners" en action 7 avril : essai de déconnexion en froid des interfaces bord-sol ULPM côté LH2. Ces essais CCS Cryo (CCS pour cryogenic Connection System) réalisés ce printemps en ZL4 ont pour objectif de tester en configuration représentative les liaisons fluides entre le sol (es bras cryotechniques au niveau de l’étage supérieur ULPM et les caissons MANG au niveau du 1er étage LLPM) et le lanceur (avec la maquette du CCA6 équipée d'une plaque d'interface représentative=. Les essais ont permit de faire circuler l'hydrogène liquide à-250°C pendant 2 heures. Cela permet de mettre en froid l’ensemble de l’équipement pour pouvoir évaluer l’influence de ces conditions sur les efforts supportés par la plaque d’interface et enfin de procéder à un largage comme cela sera réalisé avec le vrai lanceur lors du premier vol. Une fois que les opérations d’avitaillement sont terminées et que le clapet est fermé, le lanceur devient autonome et le sol se prépare à la phase de déconnexion. On évacue tout l’hydrogène qui se trouve dans l’ombilical qui a servi à l’avitaillement et on contrôle l’étanchéité des interfaces. La camapgne s'est déroulé en 2 phases. Elle a démarré par 2 essais sur l’étage supérieur : une circulation d’ergol qui permet de mesurer les efforts et de tester la mise en œuvre du contrôle d’étanchéité, et une chronologie dédiée à la déconnexion avec ouverture du bras. Elle se poursuit ensuite au niveau de l’étage inférieur avec les mêmes opérations, et une chronologie supplémentaire pour vérifier le comportement du système avec une simulation de fuite. Les essais CCS Cryo ne concernent que les moyens dédiés à l’hydrogène, plus compliqués à mettre en œuvre. Le côté oxygène sera testé en conditions thermiques lors des essais combinés avec une maquette représentative du lanceur, à l’occasion d’un essai qui prévoit le largage des interfaces LLPM et ULPM.
4 mai, le CNES valide la Commission de Revue des Essais type 1 des LBS, liaisons bord sol. Les bras Cryogéniques et les caissons MANG sont validés pour 30 ans de service. Cette validation confirme que les spécifications de performance et fiabilité des éléments d’avitaillement des étages supérieur et inférieur sont atteintes. 6 ans de travail acharné, des 2 côtés de l’Atlantique, pour arriver à ce magnifique résultat. Vont suivre dans l'immédiat, des essais combinés des systèmes de connexion cryogéniques CCS CRYO visant à simuler une déconnexion « à froid » des caissons MANG (Module d’Avitaillement Nouvelle Génération) et des pièces interfaces (FCB : Fluidic Connection Box) qui sont montées sur le lanceur. Ces tests permettent de valider la bonne circulation des fluides cryogéniques (Oxygène liquide = -183°C et hydrogène liquide = -253°C), et de vérifier l’influence de ces conditions de températures sur les efforts supportés par les pièces d’interfaces (FCB) du lanceur, avant le décollage. Plusieurs configurations sont testées, en déconnexion nominale (séparation automatique des interfaces via vérin pyrotechnique), et en déconnexion secours (séparation sans déclenchement pyrotechnique des interfaces). Ces essais sont les derniers tests de fonctionnement du pas de tir seul. La prochaine séquence de qualification sera faîte avec la maquette représentative d’Ariane 6, actuellement en cours de montage dans le Bâtiment d’Assemblage Lanceur.  31 mai, qualification des caissons MANG LH2 sur l'ELA 4.
23 juin, le CCA6, Corps Central Ariane 6 est complètement assemblé dans le BAL Fin juin, l'assemblage des 4 boosters ESR débute sur la ZL4. Les maquettes pylônes utilisés lors des opérations précédentes sont remis à contribution; les pylônes 1,2 et 3 présents en ZL et le 4 situé dans le bâtiment de finalisation.
2 juillet, mise en position des maquettes des ESR sur la table en configuration AR64: Avec coté Ouest, les pylônes 3 et 4 (mat) et coté Est, les pylônes 1 et 2 (mat). Le pylône 4 est le P120C DM, Demonstrator Model, équipé comme un vrai ESR de vol mais avec des matériaux inertes.
Les pylônes ESR et le ESR DM à table sous le
portique:
Les pylônes 1, 2 & 3 sur la table pour les essais combinés. 12 juillet, le CCA6 des tests combinés quitte le BAL sur son berceau de transport conduit par 2 véhicules AGV pour la ZL, 800 mètres plus loin à la vitesse de 3km/h. Arrivé devant la table, il est redressé et mis à la verticale par la grue du portique. Le CCA6 est alors monté dans le portique, positionné au dessus des 4 ESR déjà en place sur la table, puis redescendu en leur centre et tourné de 180° pour que les ombilicaux soient à la bonne place. Le CCA6 est alors attaché au bielle des ESR. Les tests combinés ont pour but de vérifier toutes les interfaces et communications entre le lanceur Ariane 6 et son pas de tir. Seront également testés les logiciels de vol, les logiciels de banc de contrôle et les opérations de remplissage et de vidange des réservoirs, indispensables au bon déroulement d'une séquence de lancement. La prochaine étape sera l'installation du composite supérieur - qui se compose principalement du carénage et de la charge utile - directement sur le noyau central. Une fois les réservoirs remplis, le moteur Vulcain 2.1 sera alors allumé, le pas de tir servant pour la première fois de banc d'essai, bien qu'il n'y ait évidemment pas de décollage.
Le CCA6 quitte le BAL, avec à ses cotés la maquette qui a servit aux tests durant la validation de l'ELA4.
Arrivée en ZL, le CCA6 est redressé à la verticale et hissé au sommet du portique. Les portes se ferment, le CCA6 est redescendu entre les 4 ESR, puis tourné de 180° afin de faire correspondre les ombilicaux aux MANG de la table. L’assemblage de l’ensemble a consisté à lever verticalement le corps central de 50 à 70 mm pour le dégager des chandelles, puis à le faire descendre d’une quarantaine de cm pour le poser sur les interfaces supérieures des pylônes et de l’ESR MD (upper attachments). Dans cette configuration avec 4 boosters, il faut que les interfaces soient parfaitement planes. On doit atteindre un niveau de précision époustouflant, de quelques dixièmes de mm, que l’on obtient grâce à la topométrie laser. Dans le cadre des essais CTLI ZL Méca, cette opération a été réalisée plusieurs fois afin de tester différentes situations d’assemblage : une première fois en nominal, puis en simulant plusieurs situations dégradées, telles qu’un décalage de l’ESR MD de 1 mm vers le haut, d’un pylône de 2 mm dans le sens radial puis orthoradial. La dernière configuration testée, qui minimise les efforts au niveau des interfaces, est celle dans laquelle seront effectués les essais à feu. « Pour chaque configuration testée, nous avons mesuré les déformations au niveau des interfaces, afin de valider le modèle d’assemblage et de connaître les efforts qu’elles subissent. Nous avons aussi vérifié qu’elles étaient bien orientées et que la pose était bonne », e. Cette phase d’assemblage se termine par la fixation du corps central à l’ESR MD et aux pylônes au niveau des interfaces supérieures (upper attachment), puis à d’autres interfaces situées plus bas (lower attachment), effectuée fin août. Dans le courant du mois de septembre, c’est le composite supérieur contenant les maquettes de charges utiles qui sera à son tour transféré sur la zone de lancement par le véhicule spécial UCT. La coiffe sera alors posée sur le corps central et fixée par deux brides circulaires pour former le lanceur. Le raccordement des ombilicaux électriques et pneumatiques du mât avec le corps central marquera enfin la dernière opération des essais mécaniques.
Séquence d'assemblage CCA sur la table, les ESR en position arrière: levage du CCA, positionnement entre les ESR, rotation de 180° et abaissement
Succès de la manœuvre, le CCA6 des test combinés est en place 14 octobre, le "composite supérieur" est amené en ZL4 et posé sur le lanceur CTM. Cet ensemble installé sur l’étage supérieur, au sommet du corps central, est constitué de la coiffe et d’un adaptateur structural sur lequel est montée une maquette représentative d’un satellite. La coiffe est longue de 20m pour un diamètre de 5,25m. Le lanceur est prêt pour effectuer des tests de raccordements électriques et fluides avec le pas de tir.
Le "composite supérieur" sur le véhicule de transfert, l’UCT (Upper Composite Trailer) développé spécifiquement pour Ariane 6. Le convoi a roulé sur les 10 kilomètres séparant le bâtiment BAF de la ZL4, à une vitesse moyenne de 5 km/h. Arrivée à destination, la partie haute a été hissée à l’intérieur du portique mobile par un pont roulant, puis assemblée sur le corps central. Une fois cette opération réalisée, le lanceur est en configuration Ariane 64 complète sur son pas de tir.
Ariane 64 sous son portique, le 7 décembre. Noter que le numéro des ESR a été collé sur les pylônes maquettes. Ainsi, devant, au Sud, le pylône P3 devient le ESR1 et P1 le ESR3. Coté mat, le pylône P2 reste l'ESR 2 et P4 DM reste ESR4. En version 62, seul resteront les ESR 1 (P3) et 2 (P2). 2023
Ariane 6, le 18 mars reset du banc fait, lanceur sous tension et raccordements fluide des interfaces sol bord, à commencer par les bras cryo (test étanchéité)
Mai, mai, le raccordement fluide entre le lanceur, les bras cryotechniques et les caissons MANG est réalisé. Cette opération ouvre la voie à l’essai CTLO1 qui déroulera pour la première fois une chronologie complète avec l’allumage du moteur Vulcain 2.1 du premier étage pendant 4 secondes. 15 juin, le comité directeur de la qualification sol, composé d’experts du CNES, de l’ESA et d’ArianeGroup, a prononcé la qualification des moyens sol de l’ELA-4. Cette décision intervient au terme d’un long processus de revue qui a permis de démontrer que les installations sol sont conformes aux exigences définies par l’ESA à la fois pour les interfaces avec le lanceur et pour la sûreté de fonctionnement des systèmes. Une première phase de qualification avait été réalisée en début d’année, analysant les dossiers industriels et l’ensemble des rapports d’essais déroulés au long de la qualification technique des moyens sol. Ceux-ci intègrent les campagnes effectuées sur les systèmes mécaniques, les opérations d’assemblage de maquettes représentatives de lanceur au BAL, l’intégration du composite supérieur au BAF-HE et les essais des différents moyens de transfert et d’intégration sur la zone de lancement. Pour parvenir à la qualification complète des moyens sol, il fallait encore finaliser les essais G4 sur le banc de contrôle. La campagne G4 s’est basée sur l’analyse des risques du banc de contrôle et sur une cartographie des pannes possibles. Elle a consisté à placer le banc dans les conditions d’un vrai lancement, et à mettre en œuvre les différentes phases, y compris la séquence synchronisée finale qui aboutit à l’allumage du moteur et au décollage, en provoquant volontairement des pannes. Les essais G4 simulent la séquence synchronisée du lancement, selon plusieurs scénarios nominaux et dégradés, dans des conditions réelles mais sans que le lanceur soit connecté. La première phase des essais, au mois d’octobre dernier, avait permis de lever un certain nombre de faits techniques qui ont été analysés et exploités. La seconde phase a eu lieu au mois d’avril pendant 10 jours, permettant de finaliser le plan composé d'une cinquantaine d’objectifs d’essais. 22 juin, roulage du portique laissant apparaitre Ariane 6 au complet, l'opération a duré environ une demi-heure. Un premier roulage puis la remise en place du portique a également permis de valider l'infrastructure au sol d'Ariane 6.
2 "dry rehearsals", sans remplissage des réservoirs en ergols ont également été réalisés permettant de passer à l'étape suivante : déroulement de chronologies avec ergols avant la mise à feu du Vulcain 2 au sol prévu d'ici la fin du mois de juin selon la directrice du CSG. L'opération, qui dure environ une demi-heure, était un galop d'essai en vue d'une série de tirs d'essai du moteur Vulcain 2.1. Ces tirs d'essai seront effectués sur le pas de tir dans le cadre des préparatifs en cours du premier vol d'Ariane 6. 18 juillet, première répétition de chronologie avec remplissage des réservoirs du lanceur sur l'ELA4. L'opération débute tôt le matin, objectif préparation des installations sol, remplissage des 2 étages du lanceur, allumage de la chambre de combustion du Vulcain 2.1 puis allumage complet, vidange des réservoirs et remise en condition. En fin d'après midi, les équipes au CDL 3 atteignent le premier H0, l'allumage de la chambre par les allumeurs au sol sous la table. Le second objectif, l'allumage complet du moteur n'est pas atteint. Après avoir rempli pour la 1ère fois le lanceur, les opérations de vidange débutent. Les équipes travailleront jusqu’au bout de la nuit pour remettre en configuration le lanceur et le sol : vidange des réservoirs, purge des canalisations au sol, retour du portique mobile. "La simulation de lancement comprenait la dépose du portique mobile, le refroidissement des circuits fluidiques sol et lanceur, le remplissage des réservoirs de l'étage supérieur et central en hydrogène liquide (–253°C) et en oxygène liquide (–183°C), et en fin d'essai, la réussite d'une chronologie de lancement jusqu'à l'allumage de la chambre de poussée du moteur Vulcain 2.1 par le système sol. Au cours de l'exercice de 26 heures, les équipes ont testé avec succès de nombreux modes dégradés et de contingence, démontrant que le lanceur et la base de lancement s'emboîtaient correctement. Les procédures opérationnelles, les étages inférieur et supérieur, l'avionique, les logiciels, la base de lancement et le banc de contrôle ont fonctionné correctement ensemble, et les performances du système de lancement complet ont été mesurées avec d'excellents résultats. La dernière partie du test – un court allumage du moteur Vulcain 2.1 – a dû être reportée à la prochaine séance d'essais faute de temps. Les équipes travaillent maintenant à la poursuite de l'exercice, en vue d'un test de tir à chaud de longue durée plus tard cet été". 2 répétitions "humides" sont prévus avant un premier tir statiques court puis un essais du Vulcain nominal correspondant à la durée de la mission, soit 460 secondes.
Aout, Ariane 6 dispose de deux transporteurs à 9 essieux pour le transport vertical des propulseurs P120 vers la nouvelle zone de lancement ELA4, spécialement créée pour le lancement d'Ariane 6. Les deux véhicules sont respectivement équipés de deux moteurs Volvo de 235 kW et de deux moteurs Scania de 566 kW et peuvent fonctionner dans deux configurations de transport : une pour le lanceur de l'Agence spatiale européenne, Vega-C, et une pour la nouvelle Ariane 6. Ces deux configurations différentes fournissent des accélérations, des vitesses à vide et en charge et des décélérations spécifiques pour chacune des deux configurations. La mise en œuvre d'exigences particulièrement strictes est une autre réalisation exclusive de l'ingénierie Cometto. Outre la qualité et le progrès technologique, le service est l'une des clés du succès de Cometto. Une équipe de service spécialisée de Cometto a visité CSG en Guyane française pendant trois semaines pour donner des instructions détaillées sur les nouveaux véhicules. Les équipes ont parfaitement travaillé ensemble et CSG est désormais prêt pour les missions à venir.
29 aout, la première chronologie complète d’Ariane 6,CTO1c, C Combined Test LOading 1 3eme essai, qui devait déboucher sur un court allumage du moteur Vulcain 2.1 sur l'ELA 4 a été reporté au 5 septembre suite à un problème sur le banc de contrôle régissant les opérations fluidiques critiques (remplissage du lanceur et compte à rebours automatisé). A venir pour le mois de septembre, à Lampoldshausen mise à feu statique du moteur Vinci le 1er, conférence de presse le 4 septembre, mise à feu statique courte du premier étage le 5 et mise à feu statique longue du premier étage le 26. 4 septembre, mise à feu durant 4 secondes du moteur Vulcain 2.1. Le tir statique a eu lieu après une simulation de l'intégralité de la séquence de lancement. Une première simulation a été réalisée le 18 juillet, à Kourou, jusqu'à l'allumage de la chambre de poussée du moteur Vulcain 2.1. La réussite de cet essai permet de qualifier toutes les opérations d'une séquence de lancement d'Ariane 6, depuis le remplissage des réservoirs jusqu'à 4 secondes de fonctionnement stabilisé du moteur Vulcain 2.1 de l'étage central.
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Remerciement ESA, CNES,
