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CHRONOLOGIE ARIANE

LA CAMPAGNE DE LANCEMENT ARIANE 1

Pour le lanceur la durée de la campagne de lancement est de 32 jours ouvrables, trois équipes assurant un travail continu de 6 h 00 à 24 h 00 tous les jours sauf certains samedis, les dimanches et les jours fériés.
Pour les charges utiles la durée de la campagne varie en général de 50 à 40 jours ouvrables, les équipes travaillant tous les jours sauf les dimanches et les jours fériés ; elles s'alignent sur les horaires et jours travaillés de la campagne lanceur à partir de J-11.

Lorsque Ariane est décidé en 1973, il faut attendre 3 ans avant d' apercevoir les premiers éléments du lanceur. Prêt à être tester, il restait le problème de leur acheminement vers la Guyane. Certes, le transport de fusées vers la Guyane avait déjà été réalisé avec les Diamants, le lanceur étant embarqué en entier dans un avion de transport. Mais pour Ariane, le premier étage, par exemple avec ses 18 m de long, il fallait utiliser un avion du type Super Guppy en réalisé la traversée en 3 escales (Ecosse et Canada) avec tous les avatars du aux atterrissages et décollages sur la "bonne" tenue de la structure.
Le bateau déjà expérimenté avec Europa semblait être la solution idéale. Départ du Havre, à 150 km des usines des Mureaux, une traversée de 15 jours environ avec déchargement au port de Degrad de Cannes. Le transport des Mureaux au Havre d' abord envisagé par route est finalement fait par voie fluviale un port ayant été aménagé devant l' usine. 

Des containers spéciaux réalisés par l' atelier des chantiers maritimes de Honfleur (Rouen) permettent de mettre les étages d' Ariane à l' abri de toute agression extérieure pendant le transport (air salin, eau, pluie). De plus ces containers garantissent l' intégrité structurelle de l' étage, son maintien dans un environnement stable grâce à des régulateurs de pression et un convoyage de trois hommes réduit à un par la suite.    

Outre les trois étages et les deux demi coiffe, le carburant d' Ariane voyage à bord des navires de transport notamment l' hydrogène et oxygène liquide dont quelques 80 000 l sont nécessaire à chaque vol. L' hydrogène et oxygène liquide voyagent dans deux containers spéciaux, entouré d' azote liquide destiné à "éviter" l' évaporation du combustible. malgré toute ces précautions, il y a toujours 7000 l qui s' évapore en route. Arrimé dans des bers installés tout près du bastingage du bateau, ils pouvaient le cas échéant être basculé par dessus bord en cas de problème.   

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 Livraison des containers renfermant les étages d' Ariane 1

 

 

LE TRANSPORT D'ARIANE

L'adaptation d'"Atlas" et la technicité reconnue de l'UIM dans le domaine des transports de gros matériels lui ont valu de conclure avec Arianespace le contrat de transport des différentes versions du lanceur européen "Ariane" au départ du Havre sur la Guyane à partir de 1984. 

Ce navire long de 98 m pour 18 de large a été mis en service en 1972. Ses caractéristiques performantes permettent l'accès de charges soit par roulage sur des hauteurs de 8 m sous le pont, soit verticalement par deux bigues couplables pouvant lever jusqu'à 190 tonnes, le transport s'effectuant à l'abri dans une cale de 40 m de long ouvrant par un panneau de même longueur.

La technicité reconnue de l'Union Industrielle et Maritime dans le domaine des transports de gros matériels lui ont valu de conclure en juin 1982 avec Arianespace un contrat de transport des différentes versions du lanceur Ariane et de ses accessoires entre la métropole et la Guyane. Ce transport sera réalisé au départ du Havre à partir du 1er janvier 1984 par le navire porte usine "Atlas" qui subira quelques transformations pour être adapté à ce trafic.

Après 11 à 12 jours de navigation, selon les conditions météorologiques, le navire arrive au port en eau profonde de Degrad des Cannes qui est le port de Cayenne. Si l'appellation de ce port est pleinement justifiée par les quais existants, l'expression « eau profonde » l'est nettement moins: l'eau est très chargée en alluvions et souvent ne se distingue pas nettement de la vase des berges, quant à la profondeur ni le port ni le chenal ne sont profonds mais permettent tout de même l'accostage du navire "Atlas".

    Le navire a subi des modifications qui lui permettent de franchir la « barre » de la rivière puis de naviguer dans ces eaux limoneuses en faisant fonctionner ses machines sur un circuit d'eau de refroidissement interne qui lui donne une autonomie d'une demi-heure pour pouvoir se mettre à quai dans des conditions optimum de sécurité pour les appareils de propulsion.

    Arrivé à quai commencent les opérations de déchargement des conteneurs et remorques spécialement aménagées pour le transport des éléments du lanceur Ariane. Lorsque tous ces éléments sont à terre un convoi est formé, qui, sous haute protection policière, est acheminé vers le centre spatial de Kourou qui se trouve à environ 80 kilomètres.

 

 

Le vieil "Atlas", démodé et devenu trop petit avec les nouvelles générations de lanceurs Ariane 4 fut remplacé en 1988 par un navire porteur franco-allemand: "Ariana". Ce navire flambant neuf, construit dans un chantier allemand, propriété d'un armement allemand mais armé par des marins français était géré par un groupement franco-allemand sous le sigle UMFA (Union Maritime Franco-Allemande). L'équipage composé de quatorze marins et officiers français étant sous les ordres d'un commandant allemand. Rattaché au port de Hambourg, l'"Ariana" sous pavillon allemand portait cependant bien haut les couleurs de la bannière étoilée sur fond bleu de l'Europe.

Ce navire de 112 mètres de long et de 6.550 tonnes de port en lourd est entré en service en février 1988. Doté de deux grues de 100 tonnes de puissance, le navire a été particulièrement étudié pour ce transport hors du commun d'Ariane. Son château situé tout à l'avant dégage une vaste cale couvrant une longueur de 90 mètres Il est doté à l'arrière d'une rampe classique de navire roulier et est équipé d'un système anti-roulis afin de transporter avec le moins de chahut possible Sa précieuse cargaison.

La plupart des éléments de la fusée acheminés depuis Vernon par la barge «Arianespace» sont en provenance de la SEP (Société Européenne de Propulsion). "Ariana" charge au Havre les premier et deuxième étage de la frisée ainsi que ses coiffes, spelda, la case, les propulseurs d'appoint, les divers conteneurs de matériel d'accompagnement et le carburant de la fusée: hydrogène pour le troisième étage et UDMH (ergol) pour la combustion des moteurs du premier et du second étage. Sous atmosphère neutre composée d'azote, les étages de la fusée, conditionnés dans des conteneurs spéciaux qui les protègent notamment des chocs, de l'humidité et des températures extrêmes, sont embarqués par roulage à l'intérieur du navire. C'est le système « roll on roll off» qui requiert l'utilisation d'un navire roulier et de barges dotées de portes d'accès et l'existence de rampes inclinées sur les quais d'embarquement

Le deuxième étage ainsi que les propulseurs d'appoint à liquide sont embarqués en Allemagne, à Brême, où ils sont assemblés.

A l'arrivée en Guyane, tout le matériel est débarqué au port de Degrad des Cannes, près de Cayenne, puis acheminé par voie routière jusqu'à l'ensemble de lancement de Kourou. Les conteneurs vides et les matériels roulants effectuent le chemin inverse au retour de l'"Ariana".

La traversée vers la Guyane dure 11 jours et demi. Un transport Brême Kourou dure 12 à 14 jours selon les conditions météorologiques. La rotation complète devant s'effectuer en moins d'un mois pour permettre la cadence de lancement visée. Le tronçon fluvial jusqu'au havre s'effectue en 36 heures, en parallèle avec le tronçon maritime Brême-Le Havre.

Le planning type de transport étant établi de telle façon que le navire "Ariana" amène le lanceur N une semaine avant le début de la campagne du vol N et ramène les conteneurs vides du vol N-2.

Le 15 janvier 1988, à Hambourg Allemagne, baptême du M/V "Ariana" le nouveau navire de transport des fusées Ariane 4 en Guyane. Construit par les chantiers navals Sietas de Hambourg, il sera exploité par le GIE Union maritime franco Allemande UMFA.
    Il fera sa première traversée en mars et ralliera Kourou en 12 jours. Il chargera à Brême (Allemagne) et au Havre (France) les divers éléments du lanceur en containeurs étanches, les étages étant disposés en cale tandis que le carburant (UDMH et LH2) sera sur le pont.
    Le navire Atlas utilisé précédemment servira en secours.  

 

L'accélération des lancements à Kourou et la hauteur de cale n'étant plus adaptée à la nouvelle fusée Ariane V, rendirent nécessaire d'avoir un nouveau navire, Ariana fut utilisé a temps partiel en suppléant du navire Toucan construit en 1995.

 

Arrivée à bon port, les containers sont transportés par route jusqu'au Centre spatial à quelques kilomètres de là vers l'ensemble de lancement ELA 1.  

Le lanceur Ariane 1 est assemblé directement sur le pad de tir abrité dans une tour de servitude entièrement climatisé et munie de plateforme de travail mobiles et fixes.

Les principales phases sont les suivantes:

_ J- 31 . Début de la campagne lanceur
_ J - 30 . Erection jupe 1/2 sur plate-forme 8
_ J - 29.  Erection du L-140
_ J - 28 . Erection jupe 1/2 sur L-140 Erection du L33

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Erection du premier étage L140

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Mise en place du second étage L33 

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_ J - 27 . Erection case sur chariot basculant de la plate-forme 7
_ J - 25 . Erection du H8 et dépose case sur 118

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_ J - 23 . Début de contrôle électriques du lanceur
_ J - 20 . Début des contrôles d'étanchéité
_ J - 16 . Début d'assemblage du composite
_ J - 13 . Déroulement de chronologie du 3ème étage
_ J - 11 . Contrôle global électrique Début du nettoyage de la coiffe
_ J - 10 . Erection composite CU
_ J - 9 . Début du contrôle de la charge utile. Fin du nettoyage de la coiffe
_ J - 7 . Fin du contrôle de la charge utile. Erection de la coiffe (dans le conteneur coiffe)
_ J - 6 . Assemblage de la coiffe (fermeture)

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Erection de la coiffe dans la tour de montage et branchement des ombilicaux.

_ J - 3 . Répétition générale de lancement avec les stations aval Début de mise en configuration de lancement
_ J - 1 . Début de chronologie de lancement
_ Jo . Lancement

LA CHRONOLOGIE DE LANCEMENT

Sont rassemblées sous le nom de chronologie, les opérations ayant un caractère de mise en oeuvre ultime du lanceur (et de sa charge utile) devant conduire celui-ci à l'état convenable pour pouvoir effectuer sa mise à feu à Ho. Elle se termine par une séquence synchronisée gérée par les calculateurs du banc de contrôle à partir de Ho-6 mn.

Elle débute à Ho-27 h 30 sur l'Ensemble de Lancement ARIANE 1.

Les principales étapes de la chronologie sont:

H - 26 h 30 Mise sous tension du "banc de contr8le" (BCL) et autocontr8le des équipements BCL

de H - 24 h 20 à H - 20 h 30 Remplissage N204 des 2ème et 1er étages du lanceur

de H - 18 h 00 à H - 13 h 40 Remplissage UDMH des 1er et 2ème étages du lanceur

de H - 10 h 10 à H - 5 h 40 Préparation lanceur (dont contrôle aspect, retrait sécurités mécaniques, armement bottiers pyro, ...) Préparation au retrait tour

de H - 8 h 00 à H - 7 h 00 Emission télémesures charge utile

de H - 7 h 00 à H - 5 h 30 Mise en oeuvre et alignement centrale inertielle

H - 5 h 40 Retrait tour

H - 5 h 30 Début assainissement et pressurisation du 3ème étage

de H - 4 h 30 à H - 3 h 00 Pressurisation sphères hélium du 2ème étage

de H - 4 h 30 à H - 4 h 10 Emissions télémesures lanceur y compris CU pour stations CSC

H - 2 h 50 Début remplissage du 3ème étage (L02 et LH2)

de H - 2 h 05 à H - 1 h 05 Pressurisation réservoirs du 1er et du 2ème étages aux valeurs de vol

H - 1 h 45 Contrôles fonctionnels type IV du lanceur Début silence radio "lanceur et charge utile" pour étalonnage des stations de télémesure du CSG

H - I h 05 Fin remplissage du 3ème étage Début pressurisation sphère hélium du 3ème étage Début des compléments de plein du 3ème étage Fit, silence radio "lanceur et charge utile"

H - 57 mn Mise en oeuvre "Télémesure + Répondeur Radar + Télécommande" du lanceur Emission télémesures CAT

H - 40 mn Chargement du programme de vol

H - 17 mn Fin pressurisation sphère hélium du 3ème étage

 

H - 7 mn Comptes rendus "VERT" pour tous moyens

H - 6 mn Initialisation de la séquence synchronisée Passage équipements CU sur alimentation bord

H - 5 mn 30 s Début de la séquence synchronisée

H - 1 mn Passage équipements lanceur sur alimentation bord

H -9 s Déverrouillage de la centrale inertielle

H-4 s Commande déverrouillage des plaques et rétraction des bras cryogéniques

Ho Mise à feu du premier étage

Ho + ~ 3 s Décollage

Ho +~ 7 s Fin de séquence synchronisée et retour en configuration initiale

Quelques remarques sur la chronologie:
_ Un arrêt du décompte, pour attente de 15 mn environ, est possible avant Ho - 6 mn. La reprise de chronologie, après cette attente, se fait à Ho - 6 mn.
_ La séquence synchronisée a pour but essentiel d'effectuer les mises en oeuvre ultimes du lanceur et les contrôles rendus nécessaires par le passage en configuration de vol. Elle est entièrement automatique et conduite en parallèle jusqu a Ho - s par deux calculateurs situés dans le Centre de Lancement de l'ELA. Tous les moyens participant au lancement sont alors synchronisés par le même décompte de temps. Un calculateur effectue les mises en configuration de vol des ergols et des fluides (passage en pression vol et pressurisation bord du 3ème étage) et les contrôles associés. L'autre calculateur effectue les dernières mises en oeuvre électriques (démarrage du programme de vol, des servomoteurs, commutation des alimentations sol par les batteries de vol, etc...) et les vérifications associées.

_ A partir de Ho - 4 s, un séquenceur à logique majoritaire dénommé "Automate Phase de Largage" (A.P.T.) délivre les principaux créneaux de temps autorisant:
 - l'ouverture des bras cryogéniques (Ho - 4 s),
 - l'allumage des moteurs du 1er étage (Ho),
 - le contr8le des paramètres moteurs (effectué en parallèle par les deux calculateurs à partir de Ho + 2,8 s),
 - l'ouverture des crochets de la table de lancement libérant le lanceur entre Ho + 3 s et Ho + 4 s) dès que les paramètres moteurs sont déclarés corrects par l'un des calculateurs.

Tout arrêt de séquence synchronisée avant Ho - 4 s ramène automatiquement le lanceur dans la configuration initiale de Ho - 6 mn, ce qui impose de reprendre le décompte à Ho - 6 mn.

SEQUENCE DE VOL

Temps du decompte Evénements
   
Ho — 9s Déverrouillage centrale inertielle
Ho — 4s Déverrouillage du système plaques et bras cryogéniques
Ho—0,2s Compte rendu d’effacement des bras cryogéniques
o Mise à feu du 1er étage
3,4s Décollage
23s Fin de montée verticale et début basculement en tangage
2mn 30s

Détection mi-poussée du 1er étage et extinction du 1er étage

2mn32s Mise à feu des fusées d’accélération du 2ème étage
2mn34s Séparation 1/2. Mise à feu des rétrofusées du 1er étage
2mn35s Allumage du 2ème étage
2mn37s Poussée nominale du 2ème étage
2mn42s Largage des fusées d’accélération du 2ème étage
2mn44s

Fin de phase à incidence nulle. Début de phase guidée —Manoeuvre en lacet

4mn15s Largage coiffe
4mn49s Début d’extinction du 2ème étage
4mn51s

Mise à feu des fusées d’accélération du 3ème étage

4mn55s

Séparation 2/3. Mise à feu des rétrofusées du 2ème étage

5mn1s Allumage du 3ème étage
5mn2s Poussée nominale du 3ème étage
5mn11s

 Largage des fusées d’accélération du 3ème étage

5mn26s Autodestruction du 2ème étage
6mn12s Acquisition lanceur par la station de Natal                          (poursuite jusqu’à 13mn 15s)
12mn2s

Acquisition lanceur par la station d’Ascension (poursuite jusqu’à 2Imn 50s

14mn18s  Vitesse d’injection atteinte — Démarrage séquence arrêt du 3ème étage
14mn20s Stabilisation par le Système de Contrôle d’Attitude et de Roulis (SCAR) de l’attitude du composite dans la direction nominale à l’injection
16mn18s Séparation charge utile du 3ème étage
16mn19s Début de spin (réduction de 10 tours/mn à 3 tours/mn pendant 15s et basculement en tangage de 90° du 3ème étage)
16mn20s Manoeuvre de séparation CU

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Loi d'attitude du lanceur:
Le lanceur monte verticalement de Ho + 3,4s à Ho + 23s. Entre Ho + 23s à Ho + 25s il bascule en tangage de 1,6 (l'angle de basculement est défini par l'axe X du lanceur et la verticale inertielle passant par la table à l'instant de libération de la centrale).

Pendant le reste du vol du 1er étage, l'attitude commandée au lanceur suit une loi prédéterminée qui assure nominalement une trajectoire à incidence quasi nulle dans un plan d'azimut constant 93,50 ; l'angle de basculement en fin de vol du premier étage vaut 66,30.

Le guidage est enclenché en début de vol 2ème étage à 15 s après l'extinction du 1er étage. L'attitude commandée au lanceur est donc calculée à bord, sauf pour le roulis qui n'est pas défini par le guidage, mais par une loi programmée à bord. La variation d'azimut (dog-leg) de 93,5 à 101,50 s'effectue au début de la phase guidée à la vitesse angulaire de 2 degrés/ Seconde au maximum.

 

EVOLUTION DE LA MASSE DU LANCEUR AU COURS DU VOL

Ariane 1 du vol L03 pesait au lancement 211 568 kg dont 1635 de CU.
1500 kg d' ergols sont consommés sur la table de lancement entre le moment de l' allumage des moteurs et le décollage à H0. L03 décolle avec une masse de 210068 kg.
A la séparation du premier étage L140 vide (15136 kg représentant les fluides résiduels et l' étage sec), L03 pèse 66111 kg.
A l' allumage du moteur Viking 4 du second étage L33, L03 pèse 49960 kg, la coiffe (857 kg) ayant été largué.
A l' extinction du L33, L03 pèse 1568 kg (4163 kg de l' étage sec, fluides résiduels et masse de l' étage H8).
A l' allumage du troisième étage H8, L03 pèse 11290 kg.
En fin de mission à l' extinction du H8, L03 pèse désormais 3193 kg dont 1550 kg de l' étage sec, la case à équipement et
les fluides résiduels et 1635 kh de CU.

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MOYENS DE SAUVEGARDE

La durée du créneau de lancement est de 3 heures avec une possibilité d'extension à 4 heures en fonction de l'état du lanceur et de la disponibilité des ergols.

Les conditions météo pour le retrait tour dépendent de la valeur de pressurisation des étages; en tout état de cause il est souhaitable que le vent au niveau 25 mètres soit inférieur à 14 m/s.

Les valeurs limites de vent au décollage se situent entre 9 m/s et 14 m/s en fonction de leur direction, la direction la plus pénalisante étant un vent du nord.

Le lancement d'ARIANE ne doit pas entraîner de risques de nuisance aux personnes et aux biens supérieurs à 10-7, (1 sur 10 millions) pendant la durée de la mission de Sauvegarde. L'application de ce critère de niveau de risque, adopté pour les opérations de lancement, conduit à mettre en place des moyens et des procédures. Le responsable Sauvegarde doit être informé, à tout moment, de l'état du lanceur, depuis l'instant de décollage jusqu'à la fin de la mission de Sauvegarde ; les informations d'état concernent:
_ l'évolution du lanceur à l'intérieur du volume autorisé, ce qui implique une visibilité suffisante pendant la phase initiale du vol ; ces informations sont fournies par les télélimiteurs ;
_ la position du point d'impact instantané.

Le responsable Sauvegarde dispose, durant toute la durée de la mission de Sauvegarde, des informations provenant du lanceur et transmises par télémesure, concernant l'état de la chaîne de destruction embarquée et rendant compte simplement de l'attitude du lanceur et des données de propulsion. Il devra être en mesure d'intervenir pour déclencher la destruction du lanceur si sa trajectoire devient dangereuse ou peut le devenir après la perte de liaison entre la station de télécommande et les équipements embarqués. La retombée au sol ou en mer des étages ne doit pas entraîner de risques aux personnes et aux biens, supérieurs aux risques admis. Les étages ne devront pas, à l'impact, constituer des obstacles à la navigation, ou contenir des produits dangereux. Les procédures habituelles sont suivies pour obtenir l'évacuation des zones terrestres, aériennes et maritimes ayant fait l'objet d'un avis de déclaration de danger. Le lancement peut être différé dans le cas d'une évacuation incomplète des zones terrestres concernées.

Sauvegarde Ensemble de Lancement ARIANE (E.L.A.)

Au cours de la préparation du lanceur et jusqu'au décollage, doivent être vérifiées et confirmées les caractéristiques et les limites opérationnelles de l'ELA évaluées au cours des différentes phases de validation.

La configuration des stations sol de télémesure de la base de lancement doit permettre:
_ d'acquérir sans discontinuité l'ensemble des informations de télémesure émises en bande E par le lanceur depuis la mise en oeuvre ultime du lanceur jusqu'à 200 secondes après l'arrêt de propulsion du troisième étage pour les deux télémesures de la case d'équipements, la perte de visibilité par la station d'ASCENSION
_ d'enregistrer sur bandes magnétiques toutes les émissions télémesures reçues
_ de dater les événements
_ de restituer les informations télémesures.

La configuration des moyens sol de la base de lancement doit permettre par des mesures externes la localisation du lanceur en temps réel impérativement et sans discontinuité tant que la procédure de télécommande de destruction du lanceur est applicable et ceci avec une précision fonction de la distance du point d'impact visualisé. Autant que possible, sans discontinuité pendant le reste du vol et ce, jusqu'à 200 secondes après l'injection avec visualisation de toute la trajectoire en temps réel en salle de contrôle et en salle projet ARIANE, l' établissement d'un diagnostic provisoire de satellisation environ 30 minutes après le décollage du lanceur et ce avec les précisions de plus ou moins 1000 km sur l'apogée et 10 km sur le périgée, la localisation du premier étage du lanceur avec enregistrement des paramètres correspondants.

La configuration des moyens sol de la base de lancement doit permettre la restitution en temps différé (avec une précision
adaptée à chaque configuration) des écarts de verticalité du lanceur au décollage, de la position et de l'attitude du lanceur par rapport au m~t ombilical jusqu'à la sortie du mât, de l'azimut de la trajectoire pendant les 80 premières secondes, de la position du lanceur et de sa vitesse pendant le vol.

La configuration des moyens sol de la base de lancement doit permettre la restitution et la datation d'événements suivants à partir des moyens optiques pour la phase décollage, l' allumage du premier étage, l' ouverture des crochets et sortie de table, le largage des ombilicaux et pendant la phase de vol, la phase propulsée du 1er étage, la séparation premier-deuxième étages le largage coiffe.

Les moyens météorologiques doivent permettre d'évaluer les risques de foudre dans l'environnement de l'ELA après le retrait tour et les risques de coup de foudre pendant la première partie du vol du lanceur, les prévisions météorologiques requises pour chaque opération (vents, précipitations) le profil du vent moyen jusqu a une altitude de 50 km et les données de pression et de température jusqu'à l'altitude de 30 km. Ces mesures devront être effectuées dans l'heure qui suit le lancement.