Ariane 6 es un sistema de lanzamiento prescindible europeo desarrollado por ArianeGroup en nombre de la Agencia Espacial Europea (ESA). Reemplaza al Ariane 5 , como parte de la familia de vehículos de lanzamiento Ariane . La motivación declarada para Ariane 6 (a partir de 2015) era reducir a la mitad el costo en comparación con Ariane 5 y aumentar la capacidad para el número de lanzamientos por año (de seis o siete a once). [6]
Ariane 6 está diseñado con dos etapas, ambas propulsadas por motores de hidrógeno líquido - oxígeno líquido ( hidrolox ). La primera etapa tiene una versión mejorada del motor Vulcain ya utilizado en el Ariane 5, mientras que la segunda etapa tiene un motor Vinci de nuevo diseño . La mayor parte del empuje inicial de despegue es proporcionada por propulsores de cohetes sólidos conectados a la primera etapa: dos o cuatro P120 (variantes Ariane 62 y Ariane 64 respectivamente), que son versiones más grandes de los P80 utilizados en el cohete Vega .
La ESA seleccionó el concepto de diseño en diciembre de 2014, [7] prefiriéndolo a una opción alternativa de cohete de combustible totalmente sólido . [8] En 2015 se completó un diseño de alto nivel adicional y el vehículo entró en la fase de diseño detallado en 2016. En 2017, la Agencia Espacial Europea (ESA) fijó el 16 de julio de 2020 como fecha límite para el primer vuelo, [9] y en Mayo de 2019 Arianespace realizó el primer pedido de producción. Tras una secuencia de retrasos adicionales del programa hasta 2022 y luego 2023, a partir de agosto de 2023 [actualizar], Arianespace ha dicho que el primer intento de lanzamiento no se producirá hasta 2024. [10] El 14 de marzo de 2024, un comunicado de prensa de la ESA anunció el Ariane 6 estaba en su puerto espacial preparándose para el lanzamiento. [11]
Se están desarrollando dos variantes del Ariane 6:
Ariane 6 comprende tres componentes estructurales y portadores de propulsor principales . [ se necesita aclaración ]
La primera etapa del Ariane 6 se llama Módulo Inferior de Propulsión Líquida (LLPM). Está propulsado por un único motor Vulcain 2.1, que quema hidrógeno líquido (LH 2 ) con oxígeno líquido (LOX). [14] Vulcain 2.1 es una versión actualizada del motor Vulcain 2 de Ariane 5 con menores costes de fabricación. [ se necesita aclaración ] El LLPM tiene 5,4 m (18 pies) de diámetro y contiene aproximadamente 140 toneladas (310.000 lb) de propulsor. [15]
El empuje adicional para la primera etapa será proporcionado por dos o cuatro propulsores de cohetes sólidos P120 , conocidos en la nomenclatura de Ariane 6 como cohetes sólidos equipados (ESR). [14] Cada propulsor contiene aproximadamente 142 toneladas (313.000 lb) de propulsor y entrega hasta 4.650 kN (1.050.000 lb f ) de empuje. El motor P120 también es la primera etapa del lanzador de satélites pequeños Vega C mejorado . El aumento de los volúmenes de producción mediante el uso compartido de motores reduce los costos de producción. [dieciséis]
La primera prueba a gran escala del ESR se produjo en Kourou el 16 de julio de 2018, y la prueba se completó con éxito con un empuje que alcanzó los 4.615 kN (1.037.000 lb f ) en el vacío. [17] [18] [19]
La etapa superior del Ariane 6 se llama Módulo Superior de Propulsión Líquida (ULPM). Tiene el mismo diámetro de 5,4 m (18 pies) que el LLPM y también quema hidrógeno líquido con oxígeno. Está propulsado por el motor Vinci que entrega 180 kN (40.000 lb f ) de empuje y permite múltiples reinicios. [14] El ULPM transportará alrededor de 31 toneladas (68.000 lb) de propulsor. [dieciséis]
Ariane 6 fue concebido a principios de la década de 2010 para ser un vehículo de lanzamiento de reemplazo para Ariane 5, y durante 2012-2015 se sugirieron y propusieron una serie de conceptos y diseños de alto nivel. A principios de 2016 se obtuvo inicialmente financiación para el desarrollo de varios gobiernos europeos y se firmaron contratos para comenzar el diseño detallado y la construcción de artículos de prueba. Mientras que en 2019 el primer vuelo orbital estaba previsto para 2020, [20] en mayo de 2020 la fecha de lanzamiento inicial prevista se había retrasado hasta 2021. [21] En octubre de 2020, la ESA solicitó formalmente 230 millones de euros adicionales de financiación a los países que patrocinan el proyecto completarán el desarrollo del cohete y llevarán el vehículo a su primer vuelo de prueba , que se había retrasado hasta el segundo trimestre de 2022. [22] Para junio de 2021, la fecha se había retrasado hasta finales de 2022. [23] En En junio de 2022, se anunció un retraso hasta "en algún momento de 2023" [24] y en octubre de 2022, la ESA aclaró que el primer lanzamiento no sería antes del cuarto trimestre de 2023, sin proporcionar ninguna razón pública para el retraso. [25] En agosto de 2023, la ESA anunció que la fecha del primer lanzamiento se había retrasado nuevamente hasta 2024. [10]
Tras estudios de definición detallados en 2012, [26] la Agencia Espacial Europea (ESA) anunció la selección de la configuración "PPH" (primera etapa de tres motores de cohete P145, segunda etapa de un motor de cohete P145 y etapa superior criogénica H32) para el Ariane 6 en julio de 2013. [27] Sería capaz de lanzar hasta 6.500 kg (14.300 lb) a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), [28] y se prevé que el primer vuelo se realice en 2021-2022. [9] Se preveía que el desarrollo costaría 4.000 millones de euros en mayo de 2013 [actualizar]. [29] Un estudio de 2014 concluyó que el coste de desarrollo podría reducirse a unos 3.000 millones de euros limitando los contratistas a cinco países. [30]
Si bien el Ariane 5 normalmente lanza un satélite grande y uno mediano a la vez, la propuesta PPH para el Ariane 6 estaba destinada a cargas útiles únicas, con un precio estimado a principios de 2014 de aproximadamente 95 millones de dólares por lanzamiento. [31] El Falcon 9 de SpaceX y el Long March 3B chino lanzan cargas útiles más pequeñas pero a precios más bajos, aproximadamente 57 millones de dólares y 72 millones de dólares respectivamente a principios de 2014, lo que hace que el lanzamiento del Falcon 9 de un satélite de tamaño mediano sea competitivo con el costo de la ranura inferior de un Ariane 5 de doble carga útil. [31] Para satélites livianos totalmente eléctricos, Arianespace tenía la intención de utilizar el motor Vinci reiniciable para acercar los satélites a su órbita operativa de lo que podría hacerlo el Falcon 9, reduciendo así el tiempo requerido para transferir a la órbita geoestacionaria en varios meses. [31]
En junio de 2014, Airbus y Safran sorprendieron a la ESA al anunciar una contrapropuesta para el proyecto Ariane 6: una empresa conjunta 50/50 para desarrollar el cohete, que también implicaría comprar la participación del gobierno francés en Arianespace. [32] [33]
Este sistema de lanzamiento propuesto vendría en dos variantes, Ariane 6.1 y Ariane 6.2. [34] Si bien ambos usarían una etapa principal criogénica impulsada por un motor Vulcain 2 y dos propulsores sólidos P145, Ariane 6.1 contaría con una etapa superior criogénica impulsada por el motor Vinci y impulsaría hasta 8.500 kg (18.700 lb) a GTO, mientras que Ariane 6.2 utilizaría una etapa superior hipergólica de menor costo impulsada por el motor Aestus . Ariane 6.1 tendría la capacidad de lanzar dos satélites propulsados eléctricamente a la vez, mientras que Ariane 6.2 se centraría en lanzar cargas útiles gubernamentales.
El periódico francés La Tribune cuestionó si Airbus Space Systems podría cumplir con los costos prometidos para su propuesta Ariane 6, y si se podía confiar en Airbus y el Grupo Safran cuando se los encontró responsables de una falla del vuelo 517 de Ariane 5 en 2002 y de un Fallo reciente en 2013 del misil balístico M51 . [8] Las empresas también fueron criticadas por no estar dispuestas a correr riesgos de desarrollo y solicitar una financiación inicial superior a la prevista inicialmente: 2.600 millones de euros en lugar de 2.300 millones de euros . Los precios de lanzamiento estimados de 85 millones de euros para el Ariane 6.1 y 69 millones de euros para el Ariane 6.2 no se compararon favorablemente con las ofertas de SpaceX . [35] Durante la reunión de Ministros de la UE celebrada en Ginebra el 7 de junio de 2014, estos precios se consideraron demasiado altos y no se llegó a ningún acuerdo con los fabricantes. [36]
Tras las críticas al diseño del Ariane 6 PPH, Francia dio a conocer una propuesta revisada del Ariane 6 en septiembre de 2014. [37] Este lanzador utilizaría una etapa principal criogénica impulsada por el Vulcain 2 y una etapa superior impulsada por el Vinci, pero variaría el número de sólidos. impulsores. Con dos propulsores P120, Ariane 6 lanzaría hasta 5.000 kg (11.000 lb) al GTO a un coste de 75 millones de euros. Con cuatro propulsores, Ariane 6 podría lanzar dos satélites por un total de 11.000 kg (24.000 lb) al GTO a un coste de 90 millones de euros. [38]
Esta propuesta, a diferencia del Ariane 6 PPH, ofrecía un lanzador escalable conservando al mismo tiempo la capacidad de lanzamiento dual del Ariane 5. La propuesta también incluía la simplificación de la organización industrial e institucional junto con una versión mejor y más económica del motor Vulcain 2 para el escenario principal. [37] [38] Aunque se proyectó que Ariane 6 tendría "costos de producción recurrentes estimados más bajos", se proyectó que tendría "un costo de desarrollo general más alto debido a la necesidad de una nueva plataforma de lanzamiento dedicada a Ariane 6". [39]
Los ministros de espacio italiano, francés y alemán se reunieron el 23 de septiembre de 2014 para planificar la estrategia y evaluar la posibilidad de llegar a un acuerdo sobre la financiación del sucesor del Ariane 5 [40] y, en diciembre de 2014, la ESA seleccionó los diseños Ariane 62 y Ariane 64. para el desarrollo y la financiación. [7]
En el Congreso Astronáutico Internacional de 2022 , ArianeGroup anunció la propuesta " Etapa superior inteligente para exploración innovadora ", una etapa superior reutilizable para la variante 64 (o posterior), capaz de realizar operaciones de carga autónomas o transportar cinco astronautas a la órbita terrestre baja . [41]
En noviembre de 2015, se presentó un diseño actualizado de Ariane 64 y 62, con nuevos conos de nariz en los propulsores, el diámetro del escenario principal aumentó a 5,4 m (18 pies) y la altura disminuyó a 60 m (200 pies). [42]
El diseño básico del Ariane 6 se finalizó en enero de 2016 como una etapa central prescindible de combustible líquido más un diseño de propulsores de cohetes sólidos prescindibles. El desarrollo avanzó hacia las fases de diseño detallado y producción, y los primeros contratos importantes ya se firmaron. [43] [44] A diferencia de los cohetes Ariane anteriores que se ensamblan y alimentan verticalmente antes de ser transportados a la plataforma de lanzamiento, las 6 etapas principales del Ariane debían ensamblarse horizontalmente en la nueva sala de integración en Les Mureaux y luego transportarse a la Guayana Francesa, para ser erigido e integrado con propulsores y carga útil. [45]
El proceso de montaje horizontal se inspiró en la tradición rusa de los lanzadores Soyuz y Proton (que se había aplicado más recientemente a los propulsores estadounidenses Delta IV y Falcon 9 [46] ) con el objetivo declarado de reducir a la mitad los costes de producción. [6]
El proceso de producción industrial fue completamente renovado, permitiendo un flujo de trabajo sincronizado entre varios sitios de producción europeos que se mueven a una cadencia mensual, lo que permitiría doce lanzamientos por año, duplicando la capacidad anual del Ariane 5 . [45] Para reducir aún más el precio, los motores Ariane 6 debían utilizar componentes impresos en 3D . [47] Ariane 6 iba a ser el primer cohete de gran tamaño en utilizar un sistema de encendido láser desarrollado por el Centro de Investigación de Carintia (CTR) de Austria, que anteriormente se había utilizado en motores de turbinas y de automóviles. [48] Un láser de estado sólido ofrece una ventaja sobre los sistemas de encendido eléctrico porque es más flexible con respecto a la ubicación del plasma dentro de la cámara de combustión, ofrece una potencia de pulso mucho mayor y puede tolerar una gama más amplia de mezclas de aire y combustible. proporciones. [49]
La reorganización de la industria detrás de un nuevo vehículo de lanzamiento, que condujo a la creación de Airbus Safran Launchers , también inició una revisión por parte del gobierno francés, en materia fiscal, y de la Comisión Europea sobre un posible conflicto de intereses si Airbus Defence and Space , un satélite El fabricante compraría lanzamientos de ASL. [47]
Si bien inicialmente estaba previsto que el desarrollo estuviera sustancialmente completo en 2019, con un lanzamiento inicial en 2020, la fecha de lanzamiento inicial se ha retrasado varias veces: primero a 2021, [50] luego a 2022, [22] [23] luego a 2023, [ 24] y ahora hasta 2024. [51] En octubre de 2022, Arianespace esperaba que el vuelo inaugural se produjera en 2023, [25] aunque en diciembre de 2023, Arianespace volvió a fijar que el vuelo se produjera el 15 de junio de 2024. [51]
El CNES inició estudios en 2010 [52] sobre una primera etapa alternativa y reutilizable para Ariane 6, utilizando una mezcla de oxígeno líquido y metano líquido en lugar de hidrógeno líquido que se utiliza en el diseño de la primera etapa de Ariane 6 de 2016. El núcleo propulsado por metano podría utilizar uno o más motores, igualando las capacidades del Ariane 64 con sólo dos propulsores en lugar de cuatro. En enero de 2015 [actualizar], la viabilidad económica de reutilizar un escenario completo seguía en duda. Simultáneamente con la investigación del propulsor líquido de retorno a finales de los años 1990 y principios de los años 2000, el CNES junto con Rusia concluyeron estudios [ ¿cuándo? ] indicando que reutilizar la primera etapa era económicamente inviable ya que fabricar diez cohetes al año era más barato y factible que la recuperación, reacondicionamiento y pérdida de rendimiento provocada por la reutilización. [53] Fue sugerido [ ¿por quién? ] que con el calendario de lanzamiento de Arianespace de 12 vuelos por año, un motor que podría reutilizarse una docena de veces produciría una demanda de solo un motor por año, lo que haría inviable el mantenimiento de una cadena de suministro de fabricación de motores en curso. [ cita necesaria ]
En junio de 2015, Airbus Defence and Space anunció que el desarrollo de Adeline, una primera etapa parcialmente reutilizable, entraría en funcionamiento entre 2025 y 2030, y que se desarrollaría como una primera etapa posterior para Ariane 6. En lugar de desarrollar una forma de reutilizar Durante toda una primera etapa (como SpaceX ), Airbus propuso un sistema en el que sólo las piezas de alto valor serían devueltas de forma segura mediante un módulo alado en la parte inferior de la pila del cohete. [52]
En agosto de 2016, Airbus Safran Launchers dio más detalles sobre los futuros planes de desarrollo basados en el diseño del Ariane 6. El director general, Alain Charmeau, reveló que Airbus Safran estaba trabajando ahora en dos líneas principales: primero, continuar el trabajo (por cuenta propia) en el módulo recuperable de motor y aviónica Adeline ; y segundo, comenzar el desarrollo de un motor de próxima generación que se llamará Prometheus . Este motor tendría aproximadamente el mismo empuje que el Vulcain 2 que actualmente impulsa al Ariane 5, pero quemaría metano en lugar de hidrógeno líquido. Charmeau no se comprometió sobre si Prometheus (todavía en los primeros meses de desarrollo) podría usarse como un reemplazo prescindible para el Vulcain 2 en Ariane 6, o si estaba vinculado al diseño reutilizable de Adeline, y solo dijo que "Somos prudentes y preferimos hablar cuando estemos seguros de lo que anunciamos... Pero ciertamente este motor podría encajar algún día en la primera etapa del Ariane 6", una decisión sobre si proceder con Prometheus en un plazo prescindible. o reutilizable podría adoptarse entre 2025 y 2030. [54]
En 2017, se reveló que el proyecto del motor Prometheus tenía como objetivo reducir el coste unitario del motor de los 10 millones de euros del Vulcain2 a 1 millón de euros y permitir que el motor se reutilizara hasta cinco veces. [55] Se dice que el desarrollo del motor es parte de un esfuerzo más amplio – nombre en clave Ariane NEXT [56] – para reducir los costos de lanzamiento de Ariane en un factor de 2 más allá de las mejoras aportadas por Ariane 6. La iniciativa Ariane NEXT incluye un cohete sondeo reutilizable, Callisto , para probar el desempeño de diversos combustibles en nuevos diseños de motores. [57]
En una entrevista de enero de 2019, el director general de Arianespace, Stéphane Israël, afirmó que la empresa necesita cuatro lanzamientos institucionales más para que Ariane 6 firme un contrato de fabricación. Se necesitan contratos de lanzamiento para el período de transición de 2020 a 2023, cuando el Ariane 5 será eliminado gradualmente y reemplazado gradualmente por el Ariane 6. La compañía exige que las instituciones europeas se conviertan en clientes ancla del lanzador. En respuesta, los representantes de la ESA dijeron que la agencia estaba trabajando para trasladar el lanzamiento en 2022 del Jupiter Icy Moons Explorer del Ariane 5 ECA al Ariane 64, indicando además que hay otros clientes institucionales en Europa que deben apoyar el proyecto. como la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT) o la Comisión Europea .
En enero de 2019 [actualizar], Arianespace había vendido tres vuelos del vehículo de lanzamiento Ariane 6. [58] Un mes después, agregaron un contrato de lanzamiento de una constelación de Internet satelital con OneWeb para utilizar el lanzamiento inaugural de Ariane 6 para ayudar a poblar la gran constelación de 600 satélites. [59]
El 6 de mayo de 2019, Arianespace encargó el primer lote de producción de 14 cohetes Ariane 6, para misiones que se realizarán entre 2021 y 2023. [60]
Ariane 6 se está desarrollando en una asociación público-privada y la mayor parte de la financiación proviene de diversas fuentes gubernamentales de la ESA ( 2.815 millones de euros ), mientras que se informa que 400 millones de euros son "participación de la industria". [61]
El Consejo de la ESA aprobó el proyecto el 3 de noviembre de 2016 [62] y el Comité de Política Industrial de la ESA liberó los fondos necesarios el 8 de noviembre de 2016. [63]
En enero de 2020, dos instituciones de la UE, el Banco Europeo de Inversiones y la Comisión Europea, concedieron un préstamo de 100 millones de euros a Arianespace a partir de los programas de inversión corporativa Horizonte 2020 y Plan de Inversiones para Europa. La amortización del préstamo a diez años está ligada al éxito financiero del proyecto Ariane 6. [64]
El 25 de junio de 2015 se firmó el primer contrato de lanzamiento del Ariane 6: una opción para tres lanzamientos de la constelación de satélites OneWeb . [93] En este caso, los contratos de lanzamiento de OneWeb se modificaron tras la quiebra de OneWeb en 2020. Los futuros lanzamientos de satélites Galileo de la ESA están reservados en Ariane 6. [94] [ se necesita aclaración ] El 11 de septiembre de 2018, Arianespace anunció un pedido en firme por Eutelsat para cinco satélites de comunicaciones comerciales durante varios años, y el CNES francés convirtió uno de sus tres lanzamientos contratados para satélites espía de un Soyuz a un Ariane 6. [95]
Los componentes del cohete serán transportados por mar desde Europa hasta el sitio de lanzamiento en el Centro Espacial de Guayana a bordo del buque de carga Canopée especialmente desarrollado , el último buque mercante propulsado por vela del mundo. [96] [97]
En lo que respecta al Ariane 64, estamos entre 90 y 100 millones de dólares, a diferencia del Ariane 5, cuyo coste ronda los 200 millones de dólares. Verá, con el esfuerzo que estamos haciendo, queremos reducir el costo alrededor del 40/50%, lo cual es muy ambicioso.
Ariane 6 volaría en 2020, suponiendo que su desarrollo se aprobara en 2014. El equipo Ariane 6 del CNES está operando bajo el mantra "triple siete", lo que significa siete años de desarrollo, 7 toneladas métricas de carga útil del satélite a la órbita de transferencia geoestacionaria y 70 millones de euros. en los costes de lanzamiento.
El CNES
estima que desarrollar Ariane 6 costaría 4.000 millones de euros, incluidos los habituales honorarios de gestión de programas de la ESA y un margen del 20% que la ESA incorpora en la mayoría de sus programas.
A medida que SpaceX y otros contendientes de lanzamiento ingresan al sector –incluidos nuevos cohetes en India, China y Rusia–, Europa también está invirtiendo en una actualización de mediana edad de Ariane 5, el
Ariane 5 ME
(Midterm Evolution), cuyo objetivo es aumentar el rendimiento en un 20% sin correspondiente incremento en el costo. Al mismo tiempo, Europa está considerando financiar un sucesor más pequeño, menos capaz pero más asequible del lanzador de carga pesada, el Ariane 6, que enviaría hasta 6.500 kg (14.300 lb) al GTO por alrededor de 95 millones de dólares por lanzamiento.
Los fabricantes europeos de hardware espacial Airbus y Safran han propuesto que las agencias espaciales francesa y europea descarten gran parte de su trabajo de 18 meses anteriores en un cohete Ariane 6 de próxima generación en favor de un diseño que incluya mucha más propulsión líquida.
Los ministros de espacio de Francia, Alemania e Italia se reunirán el 23 de septiembre en Zúrich para evaluar qué tan lejos están de llegar a un acuerdo sobre estrategia y financiación para el cohete europeo Ariane de próxima generación, las mejoras del vehículo ligero Vega y, como prioridad más baja: su participación continua en la estación espacial internacional. La reunión debería dar a estos gobiernos una mejor idea de si una conferencia formal de ministros de la Agencia Espacial Europea programada para el 2 de diciembre en Luxemburgo podrá tomar decisiones firmes o se limitará a expresiones de buena voluntad.
Los funcionarios dijeron que el plan preliminar exige que el cohete Ariane 6 se integre horizontalmente, una práctica utilizada durante mucho tiempo por los lanzadores rusos y adoptada más recientemente por la
familia de cohetes Delta 4 de
United Launch Alliance
y el cohete Falcon 9 de
SpaceX .
En un comunicado de prensa, Arianespace detalla que el contrato prevé 21 lanzamientos Soyuz, además de una opción para 5 misiones Soyuz adicionales y tres misiones Ariane 6... Stéphane Israël, presidente y director general de Arianespace, señaló que se trata del primer pedido de nuevas misiones europeas. Lanzador Ariane 6.
