Airbus Defence and Space

Ariane es cosa de familia

En los fundamentos del éxito de Ariane hay dos lanzadores lo suficientemente bien diseñados como para que evolucionen de manera progresiva, de modo que se ajusten a un mercado en constante desarrollo. En Ariane 5 se está poniendo en marcha una nueva familia cuya próxima fase será el Ariane 5 ME.

Cuando en 1972, en un tablero de diseño del CNES, nace el nuevo lanzador europeo, éste era tan sólo un cohete “Europa 3” de reemplazo, concebido sobre la base de soluciones técnicas existentes: un concepto de primera etapa ya imaginado en el LRBA* y motores en fase de desarrollo en la SEP** con el fin de sustituir al menor coste un Europa 3 que los socios del Viejo Continente se esforzaban en construir a través de la ELDO (European Launcher Development Organisation, Organización Europea de desarrollo de lanzadores) tras los fracasos de Europa 1 y 2. Con el objetivo de evitar referencia alguna al cohete Europa, al final, en los tableros de diseño se borraron las dos barras de la “E” de este E-3S y se obtuvo L-3S, nombre código de lo que iba a ser Ariane 1.

La primera versión estaba basada en las especificaciones de Europa 3 —1,3 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria— con el objetivo de estar al mismo nivel que los lanzadores estadounidenses Atlas Centauro. La sustitución del motor criogénico HM-4 de la tercera etapa por un HM-7 permitió elevar rápidamente las prestaciones a más de 1,8 toneladas, con el fin de que fuera compatible con la futura generación de satélites Intelsat 5.

Europeizado in extremis durante la conferencia ministerial de Bruselas, el 1 de agosto de 1973, en 1979 el programa Ariane consiguió lo imposible: llevar un cohete totalmente nuevo a su plataforma de lanzamiento respetando el plazo y entorno presupuestario decididos seis años antes. Ariane nació bajo una buena estrella. Ariane 1 despegó la víspera de Navidad de 1979 y puso en órbita una cápsula instrumentada de 1.645 kilogramos, la mayor carga útil lanzada por los europeos hasta la fecha.

Lanzamientos dobles y modularidad

 

A partir de 1978, antes del propio vuelo inaugural, ya se estudiaban evoluciones del lanzador. Para poder ser competitivo, Ariane tenía que efectuar lanzamientos dobles. Gracias a la estructura SYLDA desarrollada por Aerospatiale, Ariane 1 pudo portar dos satélites de 700 kilogramos... mas a partir de entonces ya se estaban anunciando satélites de cerca de 1.200 kilogramos. Con una tercera etapa criogénica más ampliada, Ariane 1 se convirtió en Ariane 2, al cual se añadió dos “aceleradores” de combustible sólido que conformaron el Ariane 3. Desde su primer vuelo, el 4 de agosto de 1984, esta versión arrebataba a los estadounidenses el récord de mayor carga útil civil colocada en órbita de transferencia: 2.576 kilogramos.

Y esto era tan sólo el principio. En los tableros de diseño se perfilaban ya otros lanzadores, dotados de una primera etapa más larga para poder llevar un 50% más de propergoles acompañado de un refuerzo de combustible sólido o líquido en los motores. Hubo seis versiones modulares de este Ariane 4 capaces de colocar cargas útiles de hasta 4,4 toneladas en sus órbitas de transferencia. Su desarrollo se decidió en 1982 y su primer vuelo tuvo lugar el 15 de junio de 1988. Mientras tanto, la lanzadera estadounidense experimentó un estrepitoso fracaso al desintegrarse el Challenger el 28 de enero de 1986 durante la fase de despegue. La lanzadera, en efecto, volvería a volar, pero si bien es cierto, que su carrera comercial se acabó y como además se interrumpieron las cadenas de producción de los lanzadores estadounidenses Delta y Atlas, durante un tiempo Ariane era el único lanzador disponible para atender al mercado comercial.

Fue entonces cuando la cartera de pedidos despegó verdaderamente. Se dobló la media de lanzamientos, de tres o cuatro vuelos por año llevando cinco o seis satélites, se pasó a seis u ocho vuelos anuales llevando diez o doce satélites. Tal éxito permitió iniciar la primera industrialización importante de Ariane: un pedido de 50 lanzadores Ariane 4 (lote P9) confirmado en febrero de 1989, permitió mantener una media de lanzamientos de entre 10 y 12 vuelos por año entre 1995 y 2000. Cuando Ariane 4, que se había vuelto demasiado caro para el mercado, fue retirado del servicio en 2003, su rendimiento había aumentado a casi cinco toneladas en órbita de transferencia y el lote P9 había alcanzado los 95 lanzadores.

 

Del lanzador diseñado para Hermes al nuevo lanzador comercial

En sus planes de 1978, el CNES había hecho constar una última evolución del concepto original de Ariane colocando encima de la primera etapa de Ariane 4 una etapa criogénica de entre 40 y 55 toneladas propulsadas por un motor HM-60. Esta misión, precursora del Ariane 5, que extrañamente parecía una versión “ambiciosa” del concepto Europa 3, habría tenido la tarea de colocar más de 10 toneladas en órbita baja, lo que habría posibilitado llevar el avión espacial Hermes. Tal concepto se abandonó a principios de los años 80 en beneficio de una nueva arquitectura de lanzador. La etapa superior se triplicó en tamaño y se convirtió en etapa principal criogénica, su motor pasó a ser el HM-100 y después el Vulcain, y todo el conjunto se vio acompañado de dos aceleradores de combustible sólido seis veces mayores que los de Ariane 4 y coronados por una etapa bi-líquida para la fase de inyección en orbita. Las dimensiones de este Ariane 5 fueron revisadas en varias ocasiones a medida que la masa estimada de Hermes pasó de las 15 a las 20 toneladas.

En 1987 la ESA aprobó el diseño de Ariane 5 con una configuración que hacia posible colocar 6,5 toneladas en órbita de transferencia geoestacionaria. La producción de este gigante precisó de nuevas infraestructuras industriales apropiadas, como el SuperSIL (Centro de Integración de Lanzador) en Les Mureaux (Paris), o, en Kourou, la UPG (Fábrica de Propergoles de Guayana).

El lanzador, que en aquel momento se consideraba demasiado potente dado que su rendimiento había sido dictado por Hermes (abandonado en 1992), demostró estar perfectamente adaptado al mercado a partir de 1995-1996... Si los problemas encontrados durante la fase de calificación no hubieran retrasado su introducción comercial hasta 1999. En aquel momento, el Ariane 5 podía llevar con facilidad dos satélites de tres toneladas, pero el mercado estaba ya en los de 3,7 o 4 toneladas y ya se estaban empezando a construir satélites de 4,5 a 5 toneladas. En 1995, durante la Conferencia Ministerial de Toulouse, se rechazó el desarrollo de una etapa superior criogénica pues Alemania estaba encontrando dificultades para absorber los costes de la reunificación. En 1999, en Bruselas, se decidió el diseño y la producción de dos nuevas etapas: se empieza a construir de inmediato la versión ESC-A, propulsada por un HM-7 de Ariane 4, para aumentar la capacidad de 10 toneladas a órbita de transferencia. Y la versión ESC-B, cuyo desarrollo precisó de más tiempo, incluía un motor reencendible Vinci y posibilitaba el transporte de 12 toneladas.

 

La época de madurez

Con la crisis que azotaba el mercado de lanzamientos y la presencia de una competencia muy agresiva, se abrió la veda a la reducción de costes industriales. Las negociaciones fueron muy duras en el caso del segundo lote de producción de Ariane 5, que comprendió las primeras etapas ECA. La gestión de configuraciones era un verdadero rompecabezas: entre las diferentes cofias, SYLDA, aros cilíndricos y adaptadores, había más de 600 combinaciones posibles. Víctima de su propio éxito —del que todos querían apropiarse una parte— el programa se convierte entonces en una hidra de múltiples cabezas. Entre la ESA (contratista industrial por cuenta de 12 de sus Estados miembros), el CNES (contratista de desarrollo y autoridad del diseño), Arianespace (que lleva a cabo la explotación comercial, además de ser contratista principal de producción), Airbus Defence and Space (arquitecto industrial) y la constelación de contratistas de primero y segundo nivel (entre los que se encuentran varias entidades de Airbus Defence and Space). La racionalidad de la situación se impuso para evitar que Ariane 5 corriera la misma suerte que el desafortunado Europa treinta años antes.

El hecho de que el primer vuelo del Ariane 5 ECA, el 11 de Diciembre de 2002 fuera un fracaso, puso de manifiesto los límites en la gestión de la organización de los programas existentes y llevó a un completo replanteamiento. La consolidación de las responsabilidades acordadas un par de meses antes, se ratificaron en la Conferencia Ministerial de mayo de 2003 en París. Airbus Defence and Space se convirtió en contratista principal del proyecto Ariane, tanto en la fase de producción como en la de desarrollo. Este nuevo acuerdo de reparto de tareas entró en vigor a partir del lote PA, la petición fue ejecutada en Mayo de 2004 y el primero de los 30 lotes de lanzadores PA voló en Marzo de 2006.

“Fue una verdadera revolución”, recuerda Pierre Verzat, que dirigió el Centro de Competencias de Airbus Defence and Space hasta julio de 2009. Aunque ya se esperaba desde hacía tiempo la transferencia de responsabilidades, no pudo llegar en peor momento. “Nada de aquello iba a funcionar si al mismo tiempo no llegábamos a garantizar el regreso a las operaciones de vuelo de Ariane 5 ECA, pero lo logramos”.

La nueva gestión del programa dio resultado: “Nos deshicimos de una organización vieja e ineficaz de cara a una verdadera producción del lanzador a escala industrial, y pasamos de una media de tres vuelos anuales, con los lanzadores siempre tarde, a una de siete, con los lanzadores siempre listos a tiempo”, pormenoriza Michel Freuchet, que encabeza la División de Lanzadores de Airbus Defence and Space. “Llegamos a esta situación en condiciones contractuales difíciles, que sólo nos permitían un margen mínimo. Para el lote actual PB vamos a trabajar mejor y de manera más eficiente”, se enorgullece Pierre Verzat.

Con esta nueva tanda de producción, Ariane 5 tiene que alcanzar el equilibrio financiero sin el apoyo que supone el programa de subvención operativa EGAS (Acceso Garantizado al Espacio Europeo European Guaranteed Access to Space), que termina en 2010. “... a condición de que los estados miembros sigan financiando el mantenimiento de las infraestructuras en condiciones operativas”, afirma Michel Freuchet. “Se diga lo que se diga, Ariane 5 no posee un carácter más comercial que cualquier otro lanzador del mundo, pero actividad comercial significa que podamos mantener en servicio operativo un sistema de importancia estratégica para Europa”.

Al mismo tiempo, la experiencia adquirida con el lanzador va a hacer posible aumentar la capacidad de carga útil a 400 kilogramos de aquí a 2011, simplemente optimizando los márgenes. 

 

El próximo Ariane

El siguiente reto: el desarrollo de la versión Ariane 5 ME (Midlife Evolution), cuyo diseño fue decidido por la Conferencia Ministerial de La Haya en noviembre de 2008. Por primera vez, es el fabricante —Airbus Defence and Space— quien actúa como contratista principal de desarrollo.

“Ariane 5 ECA fue pensado en un principio para servir como un lanzador provisional; no ha sido optimizado y ciertos elementos, sobre todo en lo que concierne al motor HM-7, van a plantear problemas de obsolescencia”, señala Michel Freuchet.

En su aspecto exterior, Ariane 5 ME se asemejará mucho al Ariane 5 ECB concebido hace diez años, pero se beneficiará de los avances tecnológicos logrados durante esta década, sobre todo en lo que respecta a electrónica y ciertos materiales. El motor Vinci, que en 1999 no pasaba de ser un concepto, ya está hoy en los bancos de prueba.

Para preparar Ariane 5 ME, Airbus Defence and Space también va a apoyarse en nuevas tecnologías y nuevos métodos de desarrollo, haciendo uso de “plataformas virtuales”, en las que los ingenieros podrán trabajar a distancia sobre maquetas digitales. “Alemania va a invertir más en esta versión, y por consiguiente será necesario reestablecer el equilibrio entre las actividades industriales”, explica Pierre Verzat. “Tenemos un año para implantar este nuevo reparto”.

“Nuestro objetivo no es desarrollar y volar un nuevo prototipo, sino desarrollar un lanzador operativo, con una producción mucho mejor estructurada que la de Ariane 5 ECA, acompañada de un menor coste y una mayor calidad”, concluye Michel Freuchet.


*LRBA: Laboratorio de Investigación Balística y Aerodinámica
**SEP: Sociedad Europea de Propulsión

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