Ariane 6: ecco come sarà

Ho trovato delle altre notizie che possono forse aggiungere qualcosa di importante alla conversazione…
specialmente riguardo al ruolo italiano in Ariane 6 alla luce della situazione economica

DLR’s Woerner Remains Unconvinced Just-unveiled Ariane 6 Design Is Right Way To Go
(www.spacenews.com - Jul. 12, 2013)

The head of the German space agency on July 12 said Germany remains unconvinced that the Ariane 6 design decided by the European Space Agency (ESA) and enthusiastically endorsed by France is the right way forward for Europe’s launcher sector.
Johann-Dietrich Woerner, chairman of the German Aerospace Center, DLR, said the German government remains in favor of continued development of the current Ariane 5 heavy-lift rocket, with possible evolutions including environmentally acceptable new fuels in place of the vehicle’s current solid-rocket boosters.
Speaking three days after French Research Minister Genevieve Fioraso applauded the solid-fuel design of the next-generation Ariane 6 and the consensus among European governments backing it, Woerner suggested that whatever consensus there may be on Ariane 6 is wafer-thin.
“I am quite certain that after Ariane 5 there will be an Ariane 6,” Woerner said. “But Ariane 5 still has a large potential for improvement, and the question is where the best place is to invest in Europe’s launchers.”
German-French differences about the urgency of developing Ariane 6 — France wants to move quickly, Germany does not — were papered over at last November’s ESA ministerial conference in Naples, Italy, with a compromise that called for preliminary design work on Ariane 6 and continued development of the Ariane 5 upgrade called Midlife Evolution, or ME.
After seven months of work, the 20-nation ESA on July 8 presented what the agency said is the Ariane 6 design that is most likely to be operational by 2021, to cost no more than 70 million euros ($92 million) per launch, and to replace both today’s Ariane 5 and the medium-lift Russian Soyuz rocket that Europe operates from its spaceport in French Guiana.
Antonio Fabrizi, ESA’s launcher director, said in a July 9 interview that the agency concluded that a liquid-fueled Ariane 6 would be more costly to produce per launch than the mainly solid-fueled version the agency decided to pursue.
Two industrial consortia looking at future launcher options concluded that liquid- and solid-fueled Ariane 6 versions would cost about the same if one assumed a launch rate of at least nine or 10 campaigns per year. Any lower launch cadence, he said, would argue for solid propellant.
Woerner did not disagree with that, but said solid propellant carries other disadvantages, including the fact that a solid-fueled second stage adds vibration risks to sensitive satellite payloads and also pollutes the upper atmosphere.
“The solution selected seems to be the most workable in terms of costs, but from an environmental point of view we are really taking a step backward,” Woerner said.
“But my main point is: What is this launcher for? Is it to make life easy for commercial satellite operators, or is it to assure European launcher autonomy? If it’s the latter, then there are lots of ways of meeting this objective.”
The Ariane 6 design unveiled by ESA has a payload capability limited to one satellite weighing up to 6,500 kilograms to be launched into geostationary orbit.
Woerner said most studies suggest that satellites, on average, are getting heavier, not lighter, and that a capacity limited to 6,500 kilograms for a launcher to enter service in the 2020s is insufficient. It is also insufficient to carry many Earth escape-orbit payloads that Europe may well need as it works with NASA and others on a space exploration program.
Citing one example, he said, the Ariane 6 design would not be able to carry the NASA-led Orion Multi-Purpose Crew Vehicle whose service module Europe is providing under a barter arrangement with the U.S. space agency.
Any hope that Europe one day would be launching its own astronauts would evaporate with Ariane 6, Woerner said.
Fabrizi said the Ariane 6, while currently designed to launch in a single configuration, has room to grow. For example, he said, the four identical solid-rocket boosters that make up the vehicle’s first and second stages — three comprising the first stage, one as the second stage — could be increased in size to carry heavier payloads.
Jean-Yves Le Gall, president of the French space agency, CNES, said the Ariane 6 design offers the best chance for Europe’s launcher sector to remain competitive in the global commercial market.
While the Ariane 6 business model may not need as much commercial business as the current Ariane 5 ECA rocket to be viable, it will need several commercial launches per year to keep per-launch costs down for European governments using the rocket for their civil and military payloads.
“The key to the Ariane 6 DNA lies in having four identical boosters,” Le Gall said in a July 11 interview. “If we’re launching 15 times per year, that’s 60 identical boosters because we have a single design for the vehicle. This is how we can keep costs down.”
Woerner said that for this kind of scale economy to work, all the Ariane 6 solid-fueled boosters would need to be made in the same place. Given today’s European industrial landscape, he said, that would mean in Italy.
But if Italy’s industry is to be given such a large role in Ariane 6’s development, the Italian government will have to agree to pay a corresponding share of Ariane 6’s development costs.
Given the French insistence that Ariane 6 be approved for full development starting in 2014, can Italy support such a financial charge? Woerner asked.
In addition to the cost of up to 3.5 billion euros ($4.6 billion) for Ariane 6, European ministers next year will be asked to decide on whether to complete development of the Ariane 5 ME, at a cost of about 1.5 billion euros.
With France tentatively agreeing to fund about 50 percent of each vehicle, that would mean the French government committing, starting next year, to 2.5 billion euros in rocket development payments. Asked whether France could finance both programs, Le Gall said it is too early to determine what will cost how much.
Fabrizi said ESA will finish its preliminary requirements review for Ariane 6 in October, at which point a more detailed cost and performance estimate will be available.
“We are at risk here of the European Space Agency becoming, in effect, a European Launcher Agency,” Woerner said.
“We in Germany happen to think there are many things ESA does — environmental observation, the international space station and other things — that should not be sacrificed to launchers at a time when overall space budgets will remain flat.”

Avevo già letto l’articolo e condivido le perplessità tedesche.
Da qualche altra parte si congetturava che la Francia, potenza nucleare, insistesse sui solidi in serie non tanto per le sinergie con Vega ma piuttosto con l’inventario militare. Quindi che A6 sia un design dettato anche da esigenze militari come già STS, coi risultati che abbiamo visto.

A mio modo di vedere le prime ipotesi che circolavano su Ariane 6 erano più sensate: un core stage criogenico derivato da quello del predecessore, motore Vulcain 3, i due grandi solidi sostituiti da un numero a piacere di solidi più piccoli come su Atlas e Delta, in modo da conferire la tanto desiderata scalabilità, che manca ad Ariane 5.

I tedeschi non hanno voluto prendere parte al Vega e ora, passatemi il termine, “frignano” perché de facto sono fuori dallo sviluppo del settore lanciatori (se non fosse per alcuni componenti e i test per i motori criogenici).

I difetti italiani nella gestione di questi progetti li conosciamo bene ma per una volta il paese ha giocato di squadra tra uomini che ricoprono posizioni istituzionali in ESA, ricercatori e industrie (come hanno fatto per decenni i cugini francesi e i tedeschi). E questo se pur a denti stretti i francesi ce lo hanno riconosciuto (vedi scelte fatte su Ariane 6). Tanto xdire ATK nel suo progetto di SRB a 5 segmenti prevede di usare tutte le innovazioni tecnologiche presenti in Vega (carbon fiber, attuatori ugello elettronici, … ). Sono molti i vantaggi economici dell’uso dei propellenti solidi, e progettare un motore a liquido non è uno scherzo… (Si potrebbe riusare vulcain 2 ma credo che pesi molto…)

Si ricordo che i francesi puntavano alle tecnologie del p80 di vega anche per rimodernare l’arsenale nucleare presente nei loro sottomarini e mantenere la loro “force de frappe”.

Da notare che quando si gioca con queste tecnologie, che permettono di diventare potenze nucleari, ci sono sempre forti pressioni affinché il know how non venga trasmesso al di fuori dei confini nazionali ( vedi vicenda del sw di vega da parte dei francesi, ai tedeschi è stato vietato dopo la 2 guerra mondiale anche solo di parlarne…)

Mie opinioni personali.

Mah insomma su questo non e´ che io sia molto d´accordo… tutte le camere di combusione di tutti i motori criogenici vengono progettate e costruite a Ottobrunn e sono tutte testate a Lampoldshausen, Brema e´ responsabile dell´upper stage di Ariane (sia per lo sviluppo che per la costruzione), senza considerare tutta la parte delle valvole… dire che la Germania e´ de facto fuori dallo sviluppo del settore lanciatori mi sembra abbastanza ridicolo… forse volevi dire “fuori dallo sviluppo dei lanciatori a propellente solido”

Intanto pero´ fino a ieri bruciati soldi su soldi per la parte criogenica del programma FLPP… con SCORE-D a buon punto (oggi nessuno deve fare un Vulcain 3 da zero)

Hai totalmente ragione nella seconda parte del messaggio quando parli delle applicazioni militari di queste tecnologie… che e´ anche il motivo per cui la francia punta a spostare tutto in quella direzione e possibilmente nel modo piu´ indipendete possibile… strategicamente li capisco, anche io farei cosi´, ma ogni tanto si dimenticano che i soldi dell´agenzia spaziale europea non sono tutti francesi ed esiste un geo-return… altrimenti che si facciano le cose in casa con i loro soldi

Che poi guardando in giro… nel mercato dei lanciatori di questo tipo quanti oggi adottano il solido per lo stadio principale?!? un caso?

Si hai ragione sullo sviluppo delle camere di combustione, intendevo dire che puntando su questa definizione di Ariane 6 ci sarà poco da usare della tecnologia su cui la germania è impegnata in ambito esa.

Sono anche io concorde che l’uso che i francesi fanno di esa torna sempre a loro vantaggio e mi disturba anche come contribuente ue ma questa configurazione di Ariane 6 è talmente una grossa chance per l’italia e la sua industria che stavolta chiuderei un occhio (non che la nostra opinione abbia contato molto nelle altre volte…)

In ambito tecnico credo poi che forse questa soluzione prevederà per il solo primo stadio centrale (e il secondo stadio) la presenza degli attuatori elettronici di direzionalità della spinta vettoriale lasciando ai due elementi laterali il ruolo di puri boosters… che ne pensate?

Dunque, su CNESMag n°57 di Aprile 2013 c’è un’interessante articolo di approfondimento su Ariane 6 con un intervista ad Antonio Fabrizi direttore dei lanciatori ESA (e persona cordialissima nelle occasioni in cui ho avuto modo di parlarci).

Dall’articolo emerge che le linee guida per Ariane 6 seguono la cosidetta triple 7 (70 mln di costo per lancio, 7 tons di carico utile, 7 anni di sviluppo [2013-2020]). Il razionale che ha portato alla sua definizione è secondo Fabrizi, mantenere la competitività, l’accesso spaziale e la leadership europea nel settore. Ad oggi i suoi competitors puntano ad ottenere le caratteristiche di lancio di Ariane 5 a metà del suo prezzo su un mercato che propone 20 richieste/anno dello stesso target. Questo unito alla difficoltà di reperire 2 satelliti compatibili per un lancio e alla dismissione di ATV nel prossimo futuro ha segnato la strada di Ariane 5 (ma solo dal 2020 in poi).

Nell’intervista Fabrizi sottolinea che in effetti la Germania ha esposto delle perplessità che riguardava la preoccupazione tedesca di garantire la produzione commerciale di Ariane 5 fino al 2020 (visto il design di Ariane 6 si sono preoccupati di garantire sopravvivenza alla loro industria di camere di combustione per criogenici almeno fino ad allora, aggiungo io).

Da qui la necessità di far viaggiare parallelamente Ariane 5 ME e Ariane 6 come un unico programma di evoluzione dei lanciatori ESA (credo intenda per accontentare tutti e trovare una soluzione politica che potesse far dire ad ognuno abbiamo vinto, sempre secondo me).

Ariane 5 ME fungerà da transizione verso Ariane 6 con il suo primo lancio schedulato per il 2017. Quindi Ariane 6 sostituirà (dal 2020) Ariane 5 (e non si affiancherà ad esso come avevo ipotizzato).

Ariane 5 ME avrà una capacità di 12 tons in LEO e capacità di debries mitigation grazie alla possibilità di accendere più volte il vinci (e quindi deorbitare lo stadio superiore). Lo sviluppo poi è orientato al trasporto di nuovi satelliti con motori elettrici che siano in grado di andare in GEO autonomamente (anche se in tempi maggiori) senza richiedere che la GTO venga fornita dall’upper stage Vinci di Ariane 5 ME (de facto rendendo difficile e più complicato il suo deorbiting, credo).

Ariane 6 sarà quindi quello proposto, 3 stadi, 2 solidi e uno criogenico propulso dal Vinci. Si conferma che sarà modulare per coprire i lanci che oggi vengono garantiti da Soyouz (2-4,5 tons probabilmente senza i due booster laterali) e da Ariane 5 (fino a 7 tonnellate con i booster laterali?) e a singolo satellite per lancio (con lo stesso fairing di Ariane 5 per dimensioni e accomodamento del payload). Non ho capito la parte in cui si ipotizza il ritorno all’azoto o all’idrogeno ( :point_up:) per pressurizzare il lanciatore (gli stadi a solido) al posto dell’elio che è molto costoso. Questa soluzione (adottata sul Vega) ha risolto molti problemi legati al transitorio di accensione e deve in gran parte la sua invenzione al compianto connazionale prof. Di Giacinto. Questa proposta viene da Jaques Bertrand.

Dettaglio finale: il giornalista fa notare (giustamente) che Ariane 6 si sovrappone al Soyuz per alcuni tagli di satelliti e chiede a Fabrizi delucidazioni. Il direttore risponde che l’accordo con la Russia per il Soyuz è per ora definito fino al 2016 e non si è ancora parlato del futuro.

Inoltre viene detto che un nuovo sito di lancio, chiamato ZL4 sarà definito non appena sarà confermato il design di Ariane 6 (cioè da ora in poi). ZL4 sarà costruito a nord del poligono e avrà 2 piazzole ZLA4-1 e ZL4-2 per sostenere il ritmo di lanci previsti (auspicati) di 12 per anno. Il lanciatore sarà assemblato in verticale e si richiederà la costruzione di nuovi edifici ad hoc (questo mi lascia un po perplesso).

Ora viene spontanea una domanda: e tutto il poligono di lancio del Soyuz costruito a nord del CSG fuori dai confini della base, con regole precise per rispettare i segreti industriali europei e russi, che culminano con l’assemblaggio alla “francese” (orizzontale) e il lancio verticale? Qui nessuna risposta… ma la grafica dell’inserto allegato riporta una curiosità: Ariane 6 viene proposto pronto al lancio sulla piattaforma ora destinata al Soyuz (che si trova proprio a 20Km a nord del poligono di CSG). Licenza d’artista…? Può darsi, ma chissà poi quanto… (anche se ci credo poco).

Grazie Picchio, articolo interessantissimo… a me inspiegabilmente CNESMag non sta arrivando piu´…

Quando l´europa ha investito soldi per 10 anni per lo studio di un nuovo motore principale criogenico e poi passi direttamente al solido (magari possibilmente utilizzabile anche per un ICBM francese) lo vedo uno spreco dettato da esigenze politiche piu´ che una necessita´ tedesca di mantenere un business, aggiungo io… :smiley:

Altri esempi nel mondo di questa configurazione? forse solo il PSLV le assomiglia… ma con una capacita´ di payload lontata da quello che dovrebbe essere l´obbiettivo di ariane 6…

Anche secondo me… ma avere il 5ME permette anche di far arrivare alcuni componenti nuovi sul 6 gia “rodati”, abbassando ulteriormente i costi…

Si, ma non dimentichiamo che Ariane 5 ci ha messo 9 anni per sostituire Ariane 4… convivendo dal 1996 al 2003… secondo me un bel periodo di transizione ci sarä anche qui…

:disappointed: anche io ho perso un numero di CNESMag e ESABulletin a ridosso di natale…

Si dispiace anche a me perdere il know how (o quantomeno fermare la ricerca e lo sviluppo per il Vulcain 3) relativo alle camere di combustione e motori per propellenti criogenici (per di più della classe LOX/LH2, il non plus ultra della propulsione chimica). Quello che penso abbia dettato questa linea siano i costi, un motore criogenico expendable prende una bella fetta del costo di lancio e rischierebbe di rendere il lanciatore off the market. D’altra parte ti tagli le gambe in quanto rinunci a tutto ciò che supera le 7 tons e a una tecnologia da leader nel settore (che però usi nel Vinci, in piccolo diciamo).

Altri esempi nel mondo di questa configurazione? forse solo il PSLV le assomiglia... ma con una capacita´ di payload lontata da quello che dovrebbe essere l´obbiettivo di ariane 6...

Anche secondo me… ma avere il 5ME permette anche di far arrivare alcuni componenti nuovi sul 6 gia “rodati”, abbassando ulteriormente i costi…

I agree. :ok_hand:

Corretto, anche secondo me ci saranno sovrapposizioni… mi auguro il più breve periodo possibile, altrimenti Ariane 6 non porterebbe tutti i vantaggi proposti ma anzi sarebbe un onere in più… vedremo…

Cucù

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