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ARIANE 5 G+ V163
Le lancement prévu le 12 juillet est
repoussé en raison d'une "anomalie" constatée sur le lanceur, a-t-on
appris auprès d'Arianespace. Le lanceur qui avait été acheminé vers l'ELA 3
a du être ramené au bâtiment d'assemblage sans autre précision.
Le 14 juillet, Arianespace annonce qu'une nouvelle tentative de lancement
d'Ariane 5 V163 est prévu dans la nuit du 15 au 16 entre 0h43 et 1h29 GMT. Le
lancement avait été reporté de 48 heures suite à la défaillance d'un
gyromètre dans l'un des deux boosters EAP, le lanceur ayant été ramené dans
son bâtiment d'assemblage.
Le 15 juillet, le lancement est à nouveau reporté à cause de la météo
(risque d'orage). Une autre tentative est prévu dans la nuit du 16.
La 4eme tentative est la bonne, Ariane 5 V163 s'élève du CSG le 17 juillet à
00 h 44 TU avec dans sa coiffe Anick F2 qu'elle largue au bout de 28 mn sur une
orbite GTO à 6000 km d'altitude de périgée. Construit
par Boeing Satellite Systems (BSS) à El Segundo, en Californie, Anik-F2 est un
satellite de 5.950 kg au lancement, qui atteindra 48 mètres d'envergure une
fois les panneaux solaires déployés. Depuis son orbite géostationnaire
définitive, par 111,1 degrés ouest (au-dessus du Pacifique), il doit assurer,
pendant quinze ans, l'accès à Internet haut débit ainsi que des services de
télécommunications et de liaisons numériques (télémédecine,
téléapprentissage, commerce électronique...) et l'acheminement d'images sur
toute l'Amérique du Nord.
Anik-F2 est le cinquième satellite confié
par Télésat, filiale à part entière de Bell Canada Entreprise (BCE), basée
à Ottawa, au lanceur européen, après Anik-E2, lancé en avril 1991, Anik-E1
(septembre 1991), MSAT (avril 1996) et Anik-F1 (novembre 2000). En tout, ce
nouveau satellite est le treizième Anik ("Petit frère" dans la
langue des Inuit) lancé pour le compte de Télésat.
A l'issu de ce nouveau succès, Jean Yves
Legal, le PDG d'Arianespace annonce que les deux prochains lancements
utiliseront la version "10 tonnes" d'Ariane 5. Après l'échec du vol
de la première ECA en décembre 2002, Arianespace n'aura plus droit à
l'erreur. La campagne V 164 qui doit démarrer d'ici quelques jours permettra
de qualifier le lanceur en mettant sur orbite le satellite de télécommunications
américano-espagnol XTAR et une maquette de charge utile, destinée à tester
"in situ" ses performances, soit à peu près 9 tonnes au total. Le
dernier vol de l'année, en décembre devra permettre de placer sur orbite le
satellite militaire français Helios 2A (4200 kg) au cours de la mission V 165
et des petits passagers Essain, 6 satellites de 120 kg du ministère de la
défense et PARASOL -Polarization and Anisotropy of Reflectances for Atmospheric
Science coupled with Observations from a LIDAR- du CNES 120 kg.
Malgré les déboires dus à l'échec de décembre
2002 et la pénurie de satellites sur le marché international, Arianespace
"résiste bien" à la situation. Le carnet de commande atteint 33
satellites à lancer pour un montant global de plus de 3 milliards d'euros.
22 juillet, début de la campagne de lancement
du vol V164 avec l'arrivée du N% Toucan porteur de l'étage cryogénique EPS,
de l'étage ECA, de l'adaptateur et de la coiffe.
Mise en place de l'étage EPC et
du premier EAP sur la table de lancement.
| LES
CHARGES UTILES DU VOL V164 |
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Le satellite SLOSHSAT
Flevo (Facility for Liquid Experimentation and Verification in Orbit)
en salle blanche à Kourou. C'est un petit satellite expérimental pour
l'étude de la dynamique des liquides dans l'espace. De l'eau
transporté dans le satellite sera filmé afin de comprendre ses effets
sur le contrôle d'attitude des vaisseaux spatiaux. D'une masse de 128
kg, Sloshsat transporte 33,5 kg d'eau dans un réservoir de 87 litres.
Flevo est un programme ESA, les PAys Bas et l'Allemagne. Originellement,
Sloshsat devait voler sur le Shuttle, mais n'ayant pas trouvé de place,
il a été transféré sur Ariane 5. |
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MaqSat
B2, Maquette Satellite - Bas 2, 3500 kg, simule un satellite passager et
sert de support technologique pour Sloshsat, les expériences
françaises Boucle-Fluide, DVCAM (caméra filmant les évènements du
lancement) et TMA (Telemetry Assembly), un appareillage de 60 senseurs
destinés à enregistrer des paramètres de vol de l'ECA.
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3 septembre, V164, mise en place
de l'étage ECA sur le composite inférieur.
9 septembre, Arianespace remporte 3 nouveaux
contrats de lancement de satellites de télécommunications, avec l'opérateur
américain DirecTV, et PanAmSat. Ces contrats concernent le lancement de deux
satellites de télécommunication TV directe pour Direct TV dont SpaceWay 2
(6100 kg) en avril 2005 et d'un satellite Galaxy 17 (4100 kg) pour PanamSat en
2006. Arianespace a signé depuis le début de
l'année 7 contrats de lancements et comptabilise sur son carnet de commande 36
satellites à lancer. Pour 2005, la société a prévu 5 lancements avec 3
Ariane 5 GS et deux Ariane ECA (second vol de qualification et ATV 1). Il reste
actuellement 11 lanceurs GS.
15 septembre, mise en place de la
VEB
21 septembre, transfert du BIL au
BAF
24 septembre, Arianespace signe
un contrat de lancement avec Air TV pour le lancement d'un satellite en 2007.
4 octobre, à l'occasion du 55eme
congrès astronautique à Vancouver, Canada, Arianespace annonce le lancement en
2007 de 50 nano-satellites pour fêter les 50 ans du lancement de Spoutnik.
D'une masse de un kilogrammes chacun, chaque satellite sera dédié à diverses
expériences scientifiques et réalisés par des universitaires, centre de
recherches et autres organisations.
5 octobre, la satellite X Star
arrive à Kourou à bord d'un avion russe An 124. transporté pâr route dans
son container, il est enfermé dans le bâtiment S5 du CSG. Il sera monté sur
sa virole d'adaptation et monté sur le lanceur V164.
6 octobre, le lanceur V164 est
transféré en zone de lancement pour des tests. A l'issue d'une simulation de
compte à rebours, l'étage cryogénique ECA sera rempli en propergols. Cette
RSL (répétition système lanceur) permettra de valider la date de lancement
maintenant prévue pour le 4 novembre prochain. Pour Ariane 5, il y a les RAL Revue
d'Aptitude au Lancement, la grande réunion qui se tient à J-2, qui passe en
revue tous les sous-systèmes du lanceur des charges utiles et de la base de
lancement afin de donner le feu vert pour la chronologie finale. Les RSL
(Répétition Système Lanceur), principalement pour les vols de qualification (il
y a eu deux RSL pour V157-L517), permettent de remplir l'étage principal
cryotechnique (EPC) et à le mettre en condition de vol, puis à dérouler une
chronologie réelle, y compris la séquence synchronisée jusqu'à H0. Les RCL Répétition
Chronologie Lanceur était un terme dédié à Ariane 4.
14 octobre, le lanceur V164 est
ramené en dans le BAF pour terminer sa préparation de vol. Le lancement est
prévu pour le 8 novembre.
| Après de long mois de travaux
suite à l'échec du vol 157, les ingénieurs de la Snecma ont réussit à
qualifier le moteur Vulcain 2 dont la défaillance avait été la cause de
la perte du premier lanceur Ariane 5 10 tonnes. Ce moteur est en effet la
cause principale de l'échec de décembre 2002, sa tuyère s'étant
déformée à cause des très haute températures de fonctionnement.
Les pressions extérieures sur la tuyère
au niveau du sol ne sont pas représentative de celle rencontrées dans le
vide spatial. La partie haute de la tuyère à été soumise à des
conditions extrêmes et s'est déformée. Ce changement a entraîné la
circulation du flux thermique et la température extrême ont fondu
la tuyère. Le lanceur hors contrôle a du être détruit en vol.
Les causes connues, les ingénieurs de la
Snecma et d'Arianespace sont alors mis au travail pour modifier la
tuyère. Juillet 2003, après 7 mois d'effort, les solutions techniques
sont validées. Des renforts ont été soudé sur la partie supérieure.
Le système de refroidissement par circulation d'hydrogène liquide a
été amélioré et un enduit spécial a été déposé à l'intérieur de
la tuyère.
Le divergent du Vulcain 2, dont la masse
avoisine les 450 kg, est la partie la plus exposée aux facteurs de charge
en vol. Ces forces ne pouvant pas, à l’époque, être simulées lors de
tests au sol, les ingénieurs se sont appuyés sur des calculs qui
justifiaient leurs choix. Cependant, malgré le nombre de calculs
effectués sur le divergent, supérieur à ceux faits sur le moteur, «le
mode de défaillance par flambage rencontré sur le vol 157 reste unique.
Il n’avait été identifié ni par les industriels ni par l’autorité
de conception et ne faisait pas partie de l’état de l’art de la
conception des divergents. Et c’est un mode qui ne peut pas apparaître
lors des essais au sol. Personne n’avait, à l’époque, pris la mesure
de la différence entre les efforts subis par le divergent au sol et en
vol.» Pour modéliser un possible flambage du divergent, il a donc été
nécessaire de développer des nouvelles méthodes de calcul,
principalement pour évaluer les contraintes thermiques et mécaniques. L’unité
de conception des organes de combustion, qui avait, entre autres, conçu
le générateur de gaz du Vulcain 2, s’est attelée à la tâche. Ses
ingénieurs ont pu définir une méthode exhaustive de traitement des
contraintes sur le divergent. Quelque 1300 cas de charge ont été
identifiés en fonction de la poussée, de la température, des
vibrations, de l’ovalisation du divergent – dont la jupe tend à
«pulser» à basse fréquence –, du pilotage, etc. Il a fallu ensuite
repérer quels étaient les cas de charge les plus sévères pour les
divers modes de défaillance (flambage, fatigue…). Cette méthode a
été appliquée parallèlement par Snecma Moteurs, EADS-ST et Volvo Aero,
puis les résultats ont été confrontés afin de s’accorder sur tous
les paramètres à prendre en compte.
Grâce à la très forte coopération des
équipes des différents centres de Snecma Moteurs, des solutions pour
renforcer le divergent étaient proposées dès le 15 janvier 2003. Le 28
mars, c’est sur la base d’une proposition de Snecma Moteurs que l’équipe
intégrée a finalement retenu une solution, pour laquelle Volvo Aero a
mis au point les procédures de production.
Pour la tenue mécanique, une jaquette en
alliage base nickel (2,28 mm d’épaisseur et 40 cm de hauteur) est
soudée à l’extérieur de la partie haute du divergent. Elle est dotée
de raidisseurs axiaux pour reprendre les mouvements de fléchissement. De
plus, la partie basse du divergent est renforcée par des raidisseurs
annulaires. Le concept a pu être validé sur le divergent, NE2-102,
essayé dès avril sur le banc PF50 de Vernon. Fin juillet, un essai de
flambage à froid (buckling) avec efforts latéraux a été réalisé sous
une presse. Les valeurs obtenues correspondent aux prévisions des
nouveaux modèles.
Dans le domaine thermique, deux
modifications majeures ont été apportées. Il s’agit, d’une part, d’augmenter
le débit d’hydrogène liquide dans les circuits de refroidissement, qui
passe de 1,9 à 3 kg/s. A cela s’ajoute une nouvelle procédure de
soudage, introduite par Volvo Aero, qui renforce les circuits et permet de
gagner 200 à 300 K (0 K = -273 °C) supplémentaires en évitant les
microdéformations. D’autre part, une barrière thermique de quelques
dizaines de centimètres de hauteur en zircone (zirconate d’yttrium),
déposée par plasma, a été rajoutée à l’intérieur du divergent.
Elle permet de rester en dessous des seuils thermiques qui entraîneraient
des modifications dans la structure interne de l’alliage. Cette
technologie est directement dérivée de celle utilisée par Snecma
Moteurs sur la chambre de combustion des moteurs M88-2 de l’avion de
combat Rafale, mais elle est ici appliquée pour la première fois sur une
structure tubulaire. Au total, ces modifications ajoutent une trentaine de
kilos, ce qui reste limité par rapport à la masse totale de l’étage.
Les tests effectués sur un ancien divergent modifié, en avril, et sur un
divergent neuf, en juillet, ont confirmé la bonne tenue thermique et
mécanique de la structure. En effet, la température mesurée sous la
protection thermique s’est stabilisée à 1 000 K, ce qui donne une
marge de 250 K par rapport à l’objectif visé de 1 250 K maximum.
Les essais de validation du divergent
modifié ont été effectués en parallèle sur les bancs du DLR (2) à
Lampoldshausen (Bade-Wurtemberg) et de Snecma Moteurs à Vernon. Le
premier divergent de qualification est arrivé début octobre sur le site
du DLR, tandis que les deux suivants sont attendus en Normandie dès la
mi-novembre. Des essais avec une cloche autour de la tuyère, permettant
de créer des conditions approchant celles rencontrées dans le vide (voir
Snecma Magazine n° 2), seront effectués à partir de novembre au DLR.
Pour cette qualification, le divergent testé en Allemagne devra tenir l’équivalent
de quatre fois sa vie nominale (3) et fonctionner aux rapport de mélange
de son domaine de vol. Les deux autres divergents, testés à Vernon,
devront démontrer chacun 1,6 fois la durée de vie nominale dans des
conditions extrêmes de réglage, bien au-delà de celles qui peuvent
être rencontrées en vol.
Les essais au sol au banc ont confirmé ces
modifications.
Parallèlement
aux modifications du moteur Vulcain 2, Arianespace a profiter de la
"pause forcée" dans la production des lanceurs pour"passer
au peigne fin" tous les points critiques qui pourraient influer sur
le prochain lancement. L'ensemble des entrées de dimensionnement du
système de lancement ont été revues. Elles couvrent les charges
thermiques et mécaniques en vol. Des renforcements ont été inclus dans
certaines zones structurales. La revue de qualification a permit de se
focaliser sur certaines phases de vol, comme la séparation des étages
EPC-ECA en vol avec notamment la phase de "mise à froid" du
moteur HM7B avant son allumage (risque de givrage des injecteurs). Dans
le même temps, un processus de qualification a eu lieu sur les deux
autres lanceurs de la famille Ariane 5. Ariane 5 G+ SSO qui mettra en
orbite le satellite militaire français YSAT et Ariane 5 GS qui emportera
en février 2005 le satellite français Syracuse. La qualification de ces
deux versions permettra d'assurer la continuité de service en attendant
le passage en phase opérationnelle de l'ECA. Ensuite, la configuration du
système de lancement sera figée pour plusieurs années afin de
bénéficier de l'effet d'expérience en production |
15 octobre, début de la campagne
de lancement V165 avec l'arrivée de la charge utile le satellite Helios en
provenance de chez Astrium. Le container est arrivé sur l'aéroport de Cayenne
à bord d'un Airbus Béluga. Ce satellite militaire français sera lancé en
décembre par une Ariane G+, la dernière de la série.
20 octobre, V165, mise en place
de l'étage EPC sur la table de lancement dans le BIL.
22 octobre, V165, mise en place
des boosters EAP de chaque coté de l'étage EPC dans le BIL.
22 octobre, V164, par la voix de
J Y Legall, Arianespace annonce que le lancement d'Ariane 5 ECA V164 est
repoussé à 2005 laissant la place à V165 avec le satellite militaire
français Helios 2A. D'autant plus que la DGA, direction des armées annonce que
Helios 1B a été retiré du service suite à un problème de batteries. Il
avait été lancé en 1999 pour une mission de 5 ans. Son "petit
frère" Helios 1A mis en orbite en 1995 est toujours en fonctionnement. Le
lancement d'Helios 2A le 7 décembre prochain va permettre au ministère de la
défense de récupérer sa capacité d'observation maintenant réduite de 50%.
Helios 2 est plus puissant que la précédente série et "voit" la
nuit en IR. Placé à 700 km d'altitude, les satellites Helios photographient la
terre 50 fois par jour.
Si V165 a lieu le 7 décembre, il
est techniquement possible de lancer Ariane 5 ECA avant la fin de l'année. A
Kourou, la campagne V164 est très "tendue". Outre un calendrier
incertain, les tests de validation réalisés en début de mois n'ont pas donné
entière satisfaction et devront être répétés. Un ajournement de ce vol à
février 2005 est plus que probable. En effet, une autre mission pourrait
venir se greffer courant janvier V166 avec le satellite militaire français
Sycacuse 3A et le satellite indou Telkom 2.
25 octobre, V165, arrivée des
satellites Parasol et Essain par B 747 à l'aéroport de
Cayenne-Rochambeau.
| LES
CHARGES UTILES DU VOL V165 |
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HELIOS II est
un système militaire d’observation de seconde génération
développé par la France en coopération avec l’Espagne et la
Belgique. Il se compose de deux satellites en orbite comme ses
prédécesseurs Helios I A et B.
Fonctionnant dans les domaines visible et
infrarouge, il fournira à la Défense française des images de jour
comme de nuit. La France pourra échanger une partie de cette capacité
d’observation, dite optique, avec les capacités d’observation radar
en cours de développement chez ses partenaires allemands et italiens.
Elle pourra ainsi observer par tous les temps.. Parmi les améliorations
du système HELIOS II : un gain significatif en résolution et de
meilleures capacités de prises de vue, mais également un accès plus
rapide aux images
Le nouveau système permettra également
le ciblage, le guidage, la préparation de missions et la vérification
des dommages de combat. Il a par ailleurs été conçu en tenant compte
des perspectives d’évolutions telles que la prise en compte de
nouveaux utilisateurs ou de nouveaux capteurs. |
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5 passagers
accompagnent Helios II, le démonstrateur Essaim (120 kg), constitué de
4 microsatellites développés par la DGA, construit par Astrium avec
pour objectif préparer un futur programme de renseignement d’origine
électromagnétique spatial et Parasol, un micro-satellite du CNES dédié
à l’observation des nuages et des aérosols.
Parasol est une plateforme (0,6 x 0,6 x
0,8 m) constituée d'équipements génériques conçue pour des
satellites de masse environ 100 kg au lancement. Son contrôle
d'attitude utilise un senseur stellaire, des gyros et des roues à réaction.
S'il y a maintien à poste celui-ci est assuré par un système basé
sur l'hydrazine.
La gestion bord est centralisée, construite autour d'un micro
processeur. Une mémoire de masse est disponible pour le stockage des
données. Les télémesures et les télécommandes utilisent le standard
CCSDS.
La charge utile est constituée d'un ensemble d'éléments et de
sous-systèmes basés sur l'instrument POLDER (30 kg) développé pour
un lancement en passager sur les plate-formes japonaises ADEOS et
ADEOS-2. Elle consiste schématiquement en une caméra numérique
composée d'une matrice de détection CCD de 284x364 pixels, d'une
optique télécentrique à grand champ de vue (± 51° dans la grande
direction), et d'une roue porte-filtres (15 couvrant tout le spectre)
actionnée par un moteur. |
2 novembre, V165, mise en place
de la case à équipement VEB et de l'étage EPS sur le lanceur 520.
9 novembre, CSG, Arianespace
procède à l'essai ARTA 3 sur le banc d'essai EAP. Le
programme ARTA Ariane 5 Research and Technology Accompaniment est un programme
de l'Agence Spatiale Européenne dont la gestion globale est placée sous l'égide
de la Direction des Lanceurs du CNES (DLA) et confiée à la Direction des Développements
ARIANE (DDA).
Ce programme est destiné à assurer le
maintien à hauteur de la qualification du lanceur ARIANE 5, de sa fiabilité et
de ses performances. Il repose pour une large part sur des matériels prélevés
dans la production, auxquels on fait subir les essais ayant permis de prononcer
la qualification. A cette occasion,
des modifications peuvent être validées. En effet certains incidents ou événements
extérieurs peuvent contraindre les industriels du programme à changer ou
modifier des matériaux, des composants ou des procédés. Ces événements
peuvent être, par exemple, des ruptures d'approvisionnements (arrêts de
production ou défaillances de certains fournisseurs), des évolutions de la législation,
ou tout autre impondérable ayant un impact sur la définition ou la réalisation
de tout élément du lanceur.
Aussi, afin de vérifier le maintien à niveau
des caractéristiques des propulseurs à propergol solide, le programme ARTA a
prévu des essais au sol, au BEAP, de certains exemplaires prélevés dans la
production. Par ailleurs, profitant de ces essais il est intéressant
d'introduire des objectifs techniques spécifiques permettant de tester en vraie
grandeur des évolutions de définition dérivant de travaux conduits dans le
cadre d'ARTA ou d'autres programmes d'améliorations d'ARIANE 5. Ces améliorations
se placent dans une optique globale d'augmentation des performances et de réduction
des coûts.
Le premier tir ARTA a eu lieu le 16 mai 2000,
le second le 21 novembre 2001. Lors de ce tir, le MPS était équipé d'une
nouvelle isolation thermique et d'une enveloppe extérieure plus lisse avec des
joints soudés (moins de boulons et écrous) et d'une nouvelle peinture de
couleur. Si les données de cet test sont bonnes, ce moteur amélioré sera mis
en production en 2006.
17 novembre, Arianespace par la voix de Jean
Yves Legall confirme officiellement le report du vol V 164 au début de 2005.
Pour la fin de l'année, Arianespace lancera V165 avec le satellite militaire
français Hélios le 10 décembre. Le lanceur AR521 sera placé sur la ZL 3 le
temps de terminer le lanceur AR520 dans le BAF. Pour 2005, le calendrier fair
état de 5 à 6 vols dont la moitié avec des AR 5 ECA. Les dernières
répétitions générales RSL des 26 octobre et 9 novembre n'ont pas été
probantes. La prochaine est prévue les 12 et 13 janvier 2005 pour un lancement
le 11 février.
Mise en place des satellites
Nanosat, Parasol et ESSAIM sur l'adaptateur ASAP 5
Transfert d'Ariane 5 V165 du BIL
au BAF.
Mise en place de la structure en
anneau porteuse des micro-satellites ASAP 5 (ESSAIN, Parasol et Nanosat) sur le
lanceur 520
2 décembre, V165, suite à des
essais au sol, les techniciens ont découvert une électrovanne, fournie par
Moog (constructeur US) polluée. La vanne du lanceur 520 sera donc remplacée ce
qui retardera le lancement du V165 de quelques jours.
17 décembre, V165, Ariane 520
est transféré en zone de lancement pour un lancement prévu le 18 à 16 h 26
TU.
ARIANE 5 V165
Le lancement a lieu comme prévu
le 18 décembre à 16 h 26 TU après un compte à rebours sans histoire. Ariane
520 quitte majestueusement l'ELA 3 de jour et s'incline rapidement vers le
Nord au bout de 17 secondes. A T+2 mn 21 s, les boosters sont largués suivit de
la coiffe. L'étage cryogénique EPC s'éteins à T+ 9 mn 54 s tandis que l'EPS
s'allume pour 17 minutes. Le lanceur est suivit au sol par les stations de St
Hubert au Canada, Svalbard (Cercle polaire), Dongara
(Australie) avant la séparation d'Hélios 2A à T+ 1 h , Nanosat, Essain et
Parasol à T + 1 h 8 mn.
Ce troisième lancement de l'année est aussi le 20eme d'Ariane 5 depuis 1996.
Afin de protéger le lanceur et sa charge et pour faire face au risque d'attaque
terroriste aérienne de type 11 septembre, ce lancement avait induit la mise en
place d'un dispositif de sécurité particulier en Guyane, impliquant un avion
radar AWACS, trois Mirage 2000-C et un ravitailleur C135F.
Lancement de V165 vue depuis le
site d'observation "Toucan" à 5 km de l'ELA 3 (Photo Arianespace et
O. Sanguy / ESPACE Magazine)
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Date
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Vol
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Lanceur
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Satellites
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Commentaires |
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| 02/03/2004 |
V158B |
AR5G+518 |
Rosetta
(ESA) |
Utilise
le lanceur précédemment assigné à Rosetta |
| 17/07/2004 |
V163 |
AR5G+
519 |
Anik
F2 (Canada) |
|
| 17/12/2004 |
V165 |
AR5G+
520 |
Hélios
2A + microsat (Essain, Nanosat et Parasol) |
Dernier
lanceur G+ |
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