El relevo del Ariane 5 se gesta en la ESA
Con la llegada definitiva y actividad operacional del Soyuz ST, el primer vuelo de Vega y nueve años de éxitos ininterrumpidos del Ariane 5, la Agencia Espacial Europea se prepara para salir de un ciclo de diez años que exige pensar en el futuro. “Hemos iniciado los estudios para definir las necesidades futuras de nuestros clientes europeos, que son principalmente institucionales (gobiernos, la Unión Europea) o de los principales operadores por satélite (Eumetsat para la meteorología, Eutelsat y SES de servicios de comunicaciones satelitales) para definir la familia de lanzadores que satisfagan mejor las necesidades futuras“, afirmó en una conferencia de prensa Jean-Jacques Dordain, Director General de la ESA.
Hoy en día, con tres lanzadores espaciales, Europa dispone de cohetes para todo tipo de misiones, independientemente de la órbita y la masa de los satélites que haya que lanzar. A pesar de su posición como líder del mercado en el lanzamiento de satélites abierto a la competencia, el sistema Ariane 5 sigue siendo financiado cada año con una suma de 120 millones de euros. Un coste que deja perplejos a muchos Estados miembros de la ESA. En una entrevista con la francesa Èchoes, Jean-Yves Le Gall, ha justificado esta necesidad: “Esto representa 20 millones por lanzador, si nos basamos en seis lanzamientos al año. Supone el 10% de subvención del coste de producción de cada cohete para mantener la capacidad de la planta que ha sido financiada por los Estados miembros“.
Arianespace tiene que competir
Para entender esta situación casi de reproche hay que conocer que los gobiernos de los países europeos utilizan muy poco Arianespace. De hecho, prácticamente no tienen satélites pesados puestos en órbita, la multitud de satélites científicos y de observación de la Tierra que se desarrollan no pueden ser lanzado por el Ariane 5. Un nicho en el que Vega y Soyuz en la Guayana Francesa están intentando rellenar. Esta falta de mercado institucional ha obligado a Arianespace a girarse al mercado comercial para mantener la actividad de gran parte de la industria espacial europea, un sector estratégico que contribuye a garantizar el acceso autónomo al espacio.
Arianespace está en competencia con otros lanzadores que no son financiados por sus gobiernos, como el Proton ruso, el Zenith ucraniano de ILS que no evolucionan en el mismo universo de costes. Los clientes potenciales no encuentran prácticamente cohetes Atlas o Delta (Estados Unidos) o Long March (China), que son utilizados casi de forma exclusiva por las administraciones de los países que los producen.
Con el lanzador del futuro, la ESA ha abandonado el lanzamiento dual (dos satélites), para satisfacer mejor las necesidades de los gobiernos y las instituciones europeas. Este retorno a los lanzamientos simples con la ayuda de un lanzador modulable, como el de Ariane 4, significa que tenemos que desarrollar un NGL correspondiente a la mitad del coste de un Ariane 5. © ESA
En este contexto, la ESA está trabajando en la nueva generación de vehículos de lanzamiento (NGL, Next Generation Launcher) la versión de hasta 12 toneladas de Ariane 5 (Ariane 5ME), que deben proporcionar a los gobiernos y las instituciones de la UE una prioridad en lanzadores espaciales a los mejores precios del mercado. Al final del año, el Consejo de Ministros de la ESA se reunirá en Italia para decidir sobre la continuación del progrma ME y definir lo que será el motor de arranque del lanzador espacial del futuro (2025).
Una primera indicación se dará en marzo con la presentación del informe sobre las necesidades futuras de los europeos. Si del abandono de los lanzamientos dobles ya no cabe duda, la única pregunta que se refiere al desarrollo de un lanzador intermedio, en este caso el Ariane 5ME, antes que el NGL. Mientras algunos creen que este lanzador está fuera de sintonía con las necesidades del mercado de satélites comerciales, otros ven una oportunidad de desarrollar habilidades que hacen falta en Europa en el campo de la exploración y asegurar la transición entre Ariane 5 y NGL.
Ariane 5 ME, ¿paso obligado antes del NGL?
De Astrium, el fabricante responsable de el sistema Ariane 5, no hay duda de que el lanzador debe ser desarrollado para protegerse de un error industrial de forma no repitiendo los errores del pasado. De hecho, “cuando se cambia de Ariane 4 a Ariane 5, nos negadmos a pagar el seguro que habría sido la co-existencia durante algún tiempo de los dos lanzadores. Los problemas de Ariane 5 podrían haber matado a la industria espacial europea”, dijo Francois Auque, presidente de Astrium. Y agregó: “Afortunadamente hemos tenido un poco de dinero en el momento de hacer la transición de un Ariane 5 [Nota del editor: el precio incluye la eliminación de la misión Eddington para búsquedas de exoplanetas]. Sería un gran riesgo tecnológico y un enorme riesgo financiero no hacer este lanzador“. Otra de las razones dadas por Astrium, los costos de usar el 5ME Ariane. El fabricante no asume que al aumentar el rendimiento de Ariane 5 en un 20% en comparación con el actual Ariane 5 ECA de 10 toneladas de capacidad, los costes de lanzamiento del mismo serán menores. Única limitación, la obligación en cada vuelo de encontrar el equivalente de carga útil de más de 10 toneladas.
El último punto a favor de Ariane 5ME, la mitad del costo de desarrollo es reutilizable para cualquier otro lanzador en el futuro. Mientras que el Ariane no lo es por unanimidad en tanto que lanzador comercial, la parte superior del motor criogénico reiniciable Vinci es visto como una prioridad para Europa. Permiten considerar una variedad de misiones que el actual Ariane 5 no puede hacer y utilizarlo en misiones de exploración.
Otra preocupación es el futuro de Arianespace. Para hacer frente a la renuencia de los Estados miembros que están preocupados por el devenir financiero de Arianespace, la ESA encargó un estudio a fondo de las cuentas que les permitirá tener un conocimiento completo de los costes reales de Arianespace. Ya, parece que el principio de retorno industrial, que es proveer a cada Estado miembro de un contrato de una cantidad igual a su contribución al programa es una de las razones de los altos costes de producción de lanzadores. En el futuro, será necesario romper este patrón, que congela el trabajo distribuido a fuentes individuales.
Los ministros de Asuntos del Espacio de los Estados miembros de la Agencia se reunirán a finales de año para decidir el futuro del Ariane 5 y su sustitución por un lanzador de nueva generación. La única certeza que tenemos es que la elección del nombre de este lanzador futuro se le dará al país europeo que más contribuya al programa... © 2011 ESA / CNES / Arianespace / Photo Optique CSG transitoire
Ariane 6, el futuro de la ESA
El cohete que será el sucesor del actual Ariane 5 contará con una versión más potente de los motores de Vega y una versión mejorada de la etapa Vinci. Los primeros vuelos están programados para el 2020, y este nuevo Ariane 6 garantizará el acceso independiente de Europa al espacio a largo plazo.
Después de más de 600 conceptos de cohetes futuros y una lista corta de 130 versiones diferentes estudiadas, la Agencia Espacial Europea anunció la configuración final del cohete Ariane 6 que debe suceder al Ariane 5 en 2020. La Esa ha optado por la versión denominada PPH, un cohete de dos etapas de propulsión sólida (P) coronado por una etapa de propulsión criogénica (H).
Este concepto fue seleccionado después de seis meses de estudios de arbitraje realizados en virtud de un proyecto de integración de los equipos de fabricación (Astrium, Avio, Herakles, y la participación de Safran, MT Aerospace y otros más) que trabajaron bajo contrato con la ESA, de conformidad con las decisiones departamentales adoptadas en la reunión del Consejo a nivel ministerial que se celebró en Nápoles en noviembre.
El Ariane 6 seleccionado por la Agencia Espacial Europea es económico y está diseñado para satisfacer las necesidades de Europa. © Esa D. Ducros
El concepto final del Ariane 6 y sus tres propulsores de la primera etapa. El lanzador tendrá dos etapas de propulsión sólida y una fase de propulsión criogénica.
La configuración seleccionada es la de un Ariane 6 “Multi P en línea” (multipropulsor). Con 50,6 metros de altura, este cohete de tres etapas contará con tres propulsores idénticos que funcionarán cion 135 tonledas de propelentes, y una segunda etapa compuesta de una sola fase idéntica a los de la primera etapa de propergoles, y la misma capacidad. En la tercera fase hay una etapa criogénica reiniciable con el motor Vinci, desarrollado bajo el programa Ariane 5 ME.
El concepto final de Ariane 6: la primera etapa del cohete está formada por tres propulsores de combustible sólido instalados en línea. Una sola hélice, del mismo tipo que la segunda etapa (donde está el logotipo de la ESA en este dibujo). En la tercera etapa se encuentra la fase de propulsión criogénica. © D. Ducros, Esa
Cambio de paradigma del Ariane 5 al Ariane 6
Resultado: con un peso de despegue de unas 660 toneladas y un empuje de 7500 kN (o 750 toneladas), el cohete tendrá de 3 a 6,5 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria, órbita baja de la Tierra, la órbita y la órbita heliosincrónica baja. En otras palabras, abandonamos el lanzamiento dual y volvemos al lanzamiento simple, más acorde con las necesidades institucionales de Europa.
Otros datos de interés, este lanzador será adaptado para los satélites de propulsión eléctrica, y sus capacidad es exactamente la misma que la del Ariane 5.
Esta estrategia de un lanzador con tres motores idénticos (una evolución del actual P80 Vega) tiene el propósito de reducir los costes y tiempo de desarrollo, pero también permite su construcción en cadena, permitiendo ser competitivos en precios. El propósito de la ESA es lograr un coste por lanzamiento de 70 millones y una tasa de 10 a 15 lanzamientos por año. Este enfoque de desarrollo difiere del que dio lugar a Ariane 5. En ese momento, la necesidad era desarrollar la industria espacial europea era convertirse en lo que es hoy, una referencia global (impulsada por la tecnología). Con Ariane 6, los costes de operación y desarrollo son los principales criterios, por lo tanto, la elección del cohete se ha realizado utilizando este criterio, como resultado Ariane 6 no ofrece demasiadas novedades tecnológicas para centrarse en el uso y la adaptación de las tecnologías existentes.
La etapa criogénica principal (EPC) del Ariane 5, el motor Vulcain 2, en el centro de Astrium Mureaux en el departamento de Yvelines. © Remy Decourt
¿Será Astrium el contratista principal del Ariane 6?
Finalmente, una de las últimos cuestiones a resolver, la elección del fabricante del lanzador y la organización industrial de un programa de entre dos mil quinientos y tres mil quinientos millones de euros. Se espera que estas dos decisiones,se tomen en junio de 2014, pero teniendo en cuenta a la intachable Astrium como contratista principal para el sistema Ariane 5 desde el lanzamiento de la producción del lanzador 22 (V170, en marzo de 2006), es probable que también sea elegido para esta nueva etapa de la conquista europea del espacio.
Recordemos que Ariane 5 ha conocido un total de 369 lanzamientos, con 54 éxitos consecutivos y un récord de rendimiento con la colocación de más de diez toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria.