CHRONOLOGIE ARIANE

Le système de lancement double Ariane 1, 2 et 3

Le lanceur Ariane, dans sa version Ariane 1, permet de placer en orbite de transfert une masse de 1700 kg, soit une charge utile de l'ordre d' une tonne en orbite géostationnaire. Ce type de mission convient parfaitement au marché du satellite lourd. Pour les satellites de la classe Delta ou demi-Ariane (500-600 kg en orbite géostationnaire) qui répondent à un grand nombre des missions prévues dans la décennie 1980-90: ECS, METEOSAT, MARECS, TELECOM I. ARABSAT, pour ne citer que quelques-unes, Ariane offre avec SYLDA, le système de lancement double, un moyen de placer deux satellites simultanément en orbite de transfert.

Les deux clients partagent donc le coût du lancement, ce qui rend Ariane compétitif avec es systèmes de lancement concurrents. le SYLDA est dans un premier temps adapté à la version Ariane 1, SYLDA 3900. Boulonné directement sur la case à équipements à a place de l'adaptateur standard, il permet l'emport d'un satellite du type STS/PAM D monté sur la partie supérieure de sa structure et d'un satellite du type MARECS monté à l'intérieur sur une structure porteuse conique.
Dans la version Ariane 3, dont le volume sous coiffe est augmenté, le SYLDA subi les modifications nécessaires pour permettre l'emport de 2 satellites de même type STS/PAM D, représentant une masse totale satellisable de 2260 kg.

Le SYLDA est développé et réalisé pour le compte de l'Agence Spatiale Européenne par la Société Aérospatiale, dans son établissement des Mureaux. Le développement des systèmes de séparation est sous-traité à la firme suédoise, SAAB. Le développement du SYLDA a débuté en mai 1978, à la suite d'un appel d'offres auprès de différentes firmes européennes. Le montant global du contrat de développement est de l'ordre de 20 MF, couvrant une période d'environ deux ans et aboutissant, après des essais sur un modèle mécanique, à la livraison d'un premier modèle de vol.
Le SYLDA représente une véritable prouesse technique. Il s'agit de la plus grande structure en fibre de carbone nid d'abeille, jamais réalisée en Europe. En effet, seul le carbone permet d'atteindre les performances de légèreté et de rigidité requises pour une telle mission. Le premier vol de SYLDA a eu lieu lors du 5e lancement d'Ariane avec comme premiers passagers les satellites SIRIO 2 et MARECS B. 

Le SYLDA est formé d'une coque en matériaux stratifiés, constitués d'une peau en carbone multicouche (4 à 8 selon les zones) collée à chaud sur une âme en nid d'abeille métallique (A-G5) de 10 mm d'épaisseur. Les peaux sont réalisées en carboform HMS code 87-100micro (Fothergill), par drapage quasi isotrope. Les renforts locaux sont en tissu (G 814/DX 210). Les peaux sont polymérisées sous vide à 170 °C après drapage. Les cadres de séparation et de liaison sont métalliques, obtenus par usinage d'ébauches forgées en alliage léger (A-Z5G T65 1).
L'emploi de cette technologie avancée pour SYLDA garantit pleinement les performances requises: rigidité élevée, masse minimale, grande capacité d'emport, souplesse vis-à-vis des adaptations de la configuration aux demandes particulières des clients, compatibilité avec les normes de propreté pour des satellites de la classe 100000.

Les cadres de fixation et les systèmes de séparation des satellites haut et bas sont en principe identiques et les interfaces à des endroits correspondent à celle du PAM-D. Les deux satellites n'ont pas d'interfaces mécaniques ni électriques. L'injection en orbite et la libération des deux satellites se fait de la façon suivante:
après l'arrêt du moteur du troisième étage, celui-ci est orienté dans la direction prévue pour a mission en question, puis - généralement - mis en rotation jusqu'à 10 tours par minute maximum. Le système de contrôle d'attitude du troisième étage est ensuite inhibé. Le satellite supérieur est séparé par libération d'une sangle obtenue par la coupure de deux boulons. La vitesse de séparation est créée par quatre ressorts appuyant sur le satellite. Après séparation de la partie haute de la structure porteuse, le satellite bas est séparé de la même façon que le satellite haut. Les ordres pour les trois séparations proviennent de la case à équipements du lanceur. Des microswitches faisant partie des équipements du SYLDA fournissent par télémesures les signaux de confirmation des séparations. Lors du vol, l'ambiance vibratoire à laquelle sont exposés les deux satellites est mesurée et transmise au sol.
Les vitesses relatives nécessaires pour une séparation sont déterminées individuellement pour chaque mission en fonction des caractéristiques des satellites, afin d'éviter des collisions à moyen et à long terme.

Le SYLDA permet d'éjecter sur orbite commune deux satellites ayant chacun des propriétés comprises entre de larges limites. Le tableau ci-dessous donne, à titre indicatif, les valeurs extrêmes entre lesquelles on peut accepter n'importe quelle combinaison de caractéristiques.
Propriétés du SYLDA:

 Sortant de ces valeurs, la faisabilité d'un lancement double doit être examinée cas par cas et dépend de la combinaison des caractéristiques de chaque satellite et, dans une moindre mesure, de la combinaison des caractéristiques de l'ensemble des deux. 

Les interfaces mécaniques entre les satellites haut et bas et le SYLDA (dans ses deux versions) sont identiques. Les satellites reposent chacun sur un cadre dont le diamètre de centrage est de 937,62 mm au niveau du plan de séparation.

Les structures du SYLDA comportent des supports pour recevoir les prises ombilicales - 2 prises culot 27 broches. En cas de besoin 19 ou 36 broches peuvent être montés.

Le SYLDA est mis en oeuvre au Centre Spatial Guyanais dans l'installation aménagée pour l'intégration des charges utiles. Le satellite inférieur est d'abord fixé sur la partie tronconique interne du SYLDA qui est ensuite assemblé à l'intérieur de la section basse. Parallèlement, le satellite supérieur est fixé sur le cadre de support au sommet de a section haute du SYLDA. Enfin, l' ensemble section haute/satellite supérieur est placé sur l'ensemble section nasse/satellite inférieur, et le SYLDA est fermé. La charge utile double est alors placée dans e conteneur charge utile et transférée à la tour de lancement pour intégration sur le lanceur. Dans la tour de lancement, l'accès du satellite, intérieur se fait à travers les ouvertures qui peuvent être prévues dans le SYLDA à cet effet.

ARIANE 4

Pour Ariane 4, il est plus rentable, en termes de masse, de prévoir une coiffe compartimentée que d'introduire une structure porteuse interne comme le SYLDA d'Ariane 1 et 3. La partie basse de la coiffe qui englobe le satellite du bas est appelée SPELDA (pour Structure porteuse externe de lancement double Ariane). 

La SPELDA se compose de deux parties réalisées en nid d'abeilles d'alliage d'aluminium avec un revêtement en fibres de carbone.
La partie inférieure est un cylindre de 4 m de diamètre extérieur et de 2 m de hauteur; elle est fixée à la partie supérieure de la case à équipement VEB au moyen de 180 boulons.
La partie supérieure est un cylindre de 0,80 m ou 1,80 m de hauteur selon la configuration, de 4 m de diamètre extérieur terminé par un cône tronqué d' un mètre de hauteur présentant une interface de 1,92 m de diamètre avec la charge utile supérieure.
Ces deux parties sont reliées par un dispositif pyrotechnique et des ressorts montés à l'intérieur de la partie inférieure pour imprimer une vitesse de séparation à la partie supérieure.

Le Spelda est proposé en quatre versions:
_ Le mini Spelda de 320 kg avec la partie cylindrique haute de 1,8 m (hauteur totale 2,8 m);
_ Le mini Spelda "elargi" de 350 kg avec la partie cylindrique limitée à 2,1 m (hauteur totale 3,1 m);
_ Le Spelda court (hauteur totale 3,8 m); 
_ Le Spelda long (hauteur totale 4,78 m), sur le SPELDA long, il n'est possible de monter que la coiffe courte;

La coiffe est disponible en 6 configurations de partie haute qui peuvent être proposées aux clients. Tout d'abord en cas de satellite unique, il n'y a pas de SPELDA mais seulement une coiffe. Trois longueurs de coiffe sont utilisables la courte de 8,62 mètres, la moyenne de 9,62 mètres et la longue de 11,1 mètres pesant de 900 à 1000 kg. 

Les demi-coiffes sont reliées par des rivets qui sont découpés par un cordeau pyrotechnique au moment de la séparation. Elles sont fixées à la partie supérieure de la VEB ou de la SPELDA par une sangle en acier en deux éléments tendue par deux boulons pyrotechniques.

Les masses de l'ensemble SPELDA éventuel et coiffe varient suivant les configurations de 725 à 1 130 kilogrammes. Les coiffes Ariane 4 ont une masse au mètre cube améliorée de 50 % par rapport aux coiffes Ariane 1 à 3. Cette performance est obtenue par l'utilisation de matériaux composites. 

SEQUENCE LARGUAGE SPELDA COURT A et B : Orientation du composite (3 eme étage + CU) avec le système de contrôle d' attitude et de roulis (SCAR) C : mise en spin par ordre du SCAR D : Séparation de la charge supérieure. E : La partie supérieure du SPELDA est éjectée. Réorientation de l' étage. F : mise en Spin et séparation de la charge utile de l' étage. G : Manoeuvres du troisième étage (mise en spin, éloignement, ouverture des valves LO2). Note : La séparation des CU peut aussi être réalisé en configuration "stabilisation trois axes".

SEQUENCE LARGUAGE MINI SPELDA A et B : Orientation du composite (3 eme étage + CU) avec le système de contrôle d' attitude et de roulis (SCAR) C : mise en spin par ordre du SCAR D : Séparation de la charge supérieure. E : La partie supérieure du SPELDA est éjectée. Réorientation de l' étage. F : mise en Spin et séparation de la charge utile de l' étage. G : Manoeuvres du troisième étage (mise en spin, éloignement, ouverture des valves LO2). Note : La séparation des CU peut aussi être réalisé en configuration "stabilisation trois axes".

SYLDA 4400

SEQUENCE LARGUAGE SYLDA  A et B : Orientation du composite (3 eme étage + CU) avec le système de contrôle d' attitude et de roulis (SCAR) C : mise en spin par ordre du SCAR D : Separation de la charge supérieure. E : La partie supérieure du SYLDA est éjectée. Réorientation de l' étage. F : mise en Spin et séparation de la charge utile de l' étage. G : Manoeuvres du troisième étage (mise en spin, éloignement, ouverture des valves LO2). Note : La séparation des CU peut aussi être réalisé en configuration "stabilisation trois axes".

ARIANE 5

Comme son prédécesseur, le nouveau lanceur permet l' emport deux satellites par lancement. Ariane 5 peut être équipé du système SPELTRA et SYLDA 5.

Le SPELTRA est positionné entre l' étage supérieur et la coiffe. Un satellite est placé dans le SPELTRA alors que l' autre est monté sur le SPELTRA, dans la coiffe.
Le Speltra pèse dans la version longue 820 kg et dans la version courte 704 kg, chacune pouvant abriter un satellite de 4500 kg. Le Speltra est conique à sa partie inférieure et cylindrique au sommet. Le diamètre maximal est de 5,4 m comme l' étage principal du lanceur avec une partie cylindrique haute de 4,1 et 5,6 m en version courte et longue et la partie supérieure tronconique de 1,3 m de haut et 2,6 m de diamètre. Cette partie permet d' adapter l' interface pour le second satellite.  
En plus du transport de satellites, le Speltra protège les charges utiles avant le lancement. En conséquence il reçoit constamment de l' air sec par une ligne ombilicale afin de maintenir les satellites "au frais" jusqu' au décollage. Des panneaux permettent d' accéder aux satellites tout autour de la circonférence de la structure.
Le Speltra est réalisé en fibre de carbone par DASA Dornier à Friedrichschafen Allemagne.

Le SYLDA 5 est à l' intérieur de la coiffe d' Ariane 5. Il permet d' abriter deux charges utiles dans la même coiffe. A la fin du vol, le satellites du haut est largué en premier. Le Sylda est découpé en deux par des charges pyrotechniques permettant de libérer le second satellite par ressort.
Le Sylda 5 est une structure cylindrique et conique réalisée en nid d' abeille à base de carbone avec une structure en aluminium rivetée de 440 kg. Haut de 3,2 à 4,9 m et d' un diamètre de 4,5 m il s' adapte par un cône à sa base 59 cm et 5,4 m de diamètre au sommet du Speltra. Le cône supérieur de 1 m de haut et 2,6 m de diamètre permet d' adapter la charge utile supérieure. Le Sylda 5 est proposé en 6 versions permettant d' emporter des charges haute de 2,9 à 4,4 m. Le développement du Sylda-5 s ‘est achevé en octobre 1999 et a volé sur Ariane-505.

Dans la cadre d'un lancement simple, le satellite est placé sur l'EPS, avec optionnellement un adaptateur de charge utile. Dans la cadre d'un lancement double, un satellite est mis sous la cloche formé par la Speltra ou la Sylda-5. Ensuite, on place le second satellite sur la structure porteuse, toujours optionnellement avec un adaptateur.

Les Adaptateur de Charge Utile ACU font 2,6 m de diamètre. Si un satellite peut utiliser ce diamètre, pas d'adaptateur nécessaire. Toutefois, afin de satisfaire le plus grand nombre, on a développer 3 adaptateurs permettant des interfaces différentes.
_ Interface 1666V5 pour une interface de 1,666 m de diamètre, pesant 120 kg
_ Interface 1194V5 pour une interface de 1,194 m de diamètre pesant 130 kg
_ Interface 937VB5 et 937V5 pour une interface de 93,7 cm de diamètre pour 120 et 130 kg.

Ces adaptateurs peuvent supporter des charges utiles de 2 à 4,5 tonnes. Ils incluent un système de fixation par boulonnage, un système de séparation par ressort et un système d'alimentation électrique pour le satellite transporté.