Ariane 6 est un lanceur de moyenne à forte puissance (5 à en orbite de transfert géostationnaire) développé par l'Agence spatiale européenne pour remplacer sa fusée lourde . Il effectue son premier vol le ..
Pour réduire son coût de production, ce lanceur utilise des propulseurs d'appoint à propergol solide mono-segment à enveloppe carbone (le P120C). Leur utilisation comme premier étage de la version Vega-C du lanceur léger européen qui vole depuis permet une économie d'échelle. Le premier étage a des caractéristiques très proches de celui d'. En revanche, le deuxième étage met en œuvre pour la première fois le moteur-fusée Vinci plus performant et qui peut être rallumé plusieurs fois, contrairement à son prédécesseur. Toujours dans le but de réduire les coûts, le processus industriel est optimisé (redistribution de certaines tâches), la coentreprise ArianeGroup, qui réunit les établissements d'Airbus et Safran contribuant à la construction du lanceur, est créée. Enfin, un nouveau complexe de lancement dédié à () et permettant des campagnes de lancement plus courtes est construit au Centre spatial guyanais entre 2015 et 2021. Le coût de développement du nouveau lanceur avec les installations au sol était estimé à d'euros courant 2020.
Ariane 6 est un peu plus haute qu () mais conserve son diamètre (). Sa masse est comprise entre 530 et selon les versions. Comme , le nouveau lanceur comporte deux étages utilisant des ergols cryogéniques (oxygène et hydrogène liquides). Le premier étage est propulsé par une version optimisée du moteur-fusée Vulcain ( de poussée) et le deuxième par un nouveau moteur Vinci ( de poussée) plus performant et pouvant être rallumé. Au décollage et durant les deux premières minutes du vol, la poussée est fournie principalement par des propulseurs à propergol solide d'une poussée unitaire moyenne de : le lanceur est disponible dans deux configurations (deux ou quatre propulseurs d'appoint P120C ou P160C) qui permettent une adaptation plus facile aux différents types de charge utile.
Un deuxième étage allégé (ICARUS) et un troisième étage à moteur d'apogée (Astris) sont en cours de développement pour accroître les performances du lanceur et son domaine d'application dans des versions qui deviendront disponibles vers 2027.
Face à la montée en puissance croissante de la concurrence des lanceurs réutilisables, semble néanmoins une réponse partiellement satisfaisante et l'Agence spatiale européenne a déjà lancé le développement de son successeur, , qui pourrait, comme son concurrent direct la , mettre en œuvre un premier étage réutilisable. Plusieurs prototypes d'étage réutilisable (Callisto, Themis), ainsi qu'un nouveau moteur (Prometheus) de la classe du Vulcain et brûlant un mélange d'oxygène liquide et de méthane liquide sont en cours de développement pour mettre au point les techniques nécessaires.
Contexte Faiblesses d Ariane 5, qui constituait le principal lanceur de l'Agence spatiale européenne, a été conçu dans les années 1990. Sa capacité ( en orbite basse et en orbite de transfert géostationnaire (GTO)) découle en grande partie de la nécessité de pouvoir lancer la navette spatiale européenne Hermès abandonnée par la suite. fait partie avec et des lanceurs lourds, mais contrairement à ceux-ci, sa capacité ne peut pas être modulée par la présence de propulseurs d'appoint optionnels. Après des débuts difficiles entachés par un échec (V501) et un demi-échec (V502), il s'est emparé de pratiquement la moitié des parts de marché des satellites de télécommunication en orbite géostationnaire, ce qui garantit en moyenne cinq lancements par an. Les satellites institutionnels européens (sondes spatiales, satellites scientifiques, satellites de navigation, satellites d'observation de la Terre) à destination de l'orbite basse sont par contre généralement lancés par des fusées d'autres puissances spatiales (Russie, Chine), moins coûteuses et mieux adaptées à ce type de charge utile.
Malgré son succès et sa position dominante à l'époque dans le domaine des lancements de satellites géostationnaires, coûte cher à fabriquer et ses parts de marché sont menacées à moyen terme, à la fois par l'évolution du marché des satellites et par l'arrivée de concurrents, en particulier par le lanceur partiellement réutilisable de SpaceX. Dans le cadre de la conférence ministérielle de , les ministres de l'UE octroient une enveloppe de d'euros. pour l'étude du nouveau lanceur qui devra remplacer à la fois et la version du lanceur russe Soyouz utilisée par les pays européens. Trois options sont évaluées : la première consiste à faire évoluer Ariane 5 () en repoussant à plus tard une refonte totale ; la deuxième propose une configuration où les étages à propergol solide dominent ; la dernière propose une configuration proche de celle dAriane 5. C'est cette dernière qui est retenue lorsque l'Agence spatiale européenne lance le développement d en .
Dans les années 2010, les caractéristiques du lanceur présentent des faiblesses qui pourraient lui faire perdre sa position dominante : dans les conditions de marché de cette époque, , qui bénéficie d'une prime par rapport à ses concurrents liée à la qualité de sa prestation, reste relativement concurrentiel tant qu'il peut lancer deux satellites en orbite géostationnaire. Mais la masse de ces satellites tend à augmenter. Lorsqu'un des satellites représente plus de la moitié de la charge utile du lanceur (soit environ ), il devient plus difficile et parfois impossible de trouver un deuxième satellite à lancer sur la même période. Le coût du lancement est dans ce cas entièrement supporté par l'opérateur du premier satellite. Sur le marché très étroit des satellites de télécommunication en orbite géostationnaire ( environ par an dont la moitié sont lancés par Ariane 5), la nécessité de lancer à chaque fois deux satellites impose des contraintes calendaires fortes pour les propriétaires de ces satellites. Les lanceurs aux moindres capacités, et donc optimisés pour un lancement simple, comme le lanceur russe Proton-M d'ILS et le russo-ukrainien Zenit-3, disposent dans ce domaine d'un avantage concurrentielAriane 5, ses succès et la concurrence internationale ; le deuxième étage dAriane 5 ne peut pas être rallumé, contrairement à celui des lanceurs Zenit et Proton, qui utilisent cette technique depuis plusieurs décennies. Les orbites de certains satellites nécessitent cette capacité. C'est ainsi que le lancement le d’un satellite militaire italien () a été confié au lanceur russo-ukrainien Zenit-3 et non à une fusée européenne ; à moyen terme, la concurrence va se renforcer. bénéficie à cette époque des déboires des lanceurs russes Zenit et Proton qui sont beaucoup moins chers mais qui ont eu ces dernières années des problèmes de fiabilité importants. Ces problèmes de qualité pourraient être résolus dans le futur. La Chine dispose déjà d'un lanceur de faible capacité mais nettement moins coûteux, et elle développe un lanceur de la classe d, opérationnel à partir de fin 2016. Aux États-Unis, la NASA finance pour le ravitaillement de la Station spatiale internationale le développement de deux lanceurs privés Antares et qui doivent pouvoir, dans un futur proche, proposer l'emport de charges utiles à des coûts beaucoup plus faibles, prédiction totalement réalisée depuis par la avec de plus, une cadence de lancements beaucoup plus élevée ; Ariane 5 est un lanceur coûteux dont la fabrication est subventionnée par l'Agence spatiale européenne à hauteur de par an. Ce montant pourrait augmenter fortement dans un contexte plus concurrentiel par deux biais : un abaissement général des tarifs de lancement sous l'effet d'une concurrence exacerbée, et un abaissement de la cadence de tir du lanceur européen qui diminuerait les économies d'échelle et nécessiterait d'amortir les frais fixes (installations, équipes de lancement) sur un nombre de tirs plus réduit.
Le rapport du CNES de 2009 vignette|redresse=1.2|Logo du projet de nouveau lanceur spatial .
Le CNES, l'agence spatiale française, préconise le développement d'un nouveau lanceur baptisé afin de s'adapter à l'évolution probable du marché des lanceurs. Un rapport de l'agence commandé par le gouvernement français en et remis en juin de la même année, a retenu quelques préconisations structurantes pour le développement du successeur d :
poursuivre dans la lignée des lanceurs consommables, car le développement d'un lanceur entièrement réutilisable serait bien trop coûteux (entre 13 et d'euros) et la maintenance d'un tel lanceur coûterait aussi cher que l'actuel ; renoncer à l'éventualité de vols habités, l'Europe n'ayant pas les moyens de développer de façon autonome une technologie équivalente à celles existant déjà aux États-Unis et en Russie ; abandonner les lancements doubles, qui ont fait le succès d''', pour se concentrer sur les lancements à charge unique de trois à six tonnes en orbite géostationnaire ; confirmer le développement d'un dernier étage cryogénique LOX/LH2 propulsé par le moteur Vinci étudier la possibilité de développer, pour le premier étage, une propulsion de type LOX/RP-1 ; permettre une configuration à trois premiers étages parallèles à l'image du lanceur américain Delta en configuration ; orienter les travaux vers la réalisation d'un lanceur « extrêmement modulable », selon les termes du rapport.
Sélection d'une architecture (2009-2014) Propositions initiales du CNES La division lanceurs du CNES a joué un rôle majeur dans la conception des précédents lanceurs moyens et lourds de l'Agence spatiale européenne à . Le CNES propose que le remplaçant d' soit conçu pour lancer un unique satellite en orbite géostationnaire (contrairement à ), ce qui doit lui donner une souplesse opérationnelle plus importante. Il peut également mettre en orbite des charges utiles de faible taille avec des capacités similaires à celles du lanceur Soyouz. Cette modularité de la capacité est obtenue en adjoignant un nombre variable de propulseurs d'appoint. Les architectures envisagées ont en commun l'utilisation d'un étage supérieur cryogénique utilisant le moteur Vinci et une capacité de lancement modulable comprise entre 2 et . Le CNES, promoteur du développement d', propose essentiellement deux scénarios. Le premier, qui a la faveur de l'agence spatiale française, est basé sur un premier étage propulsé par un moteur à propergol solide. Celui-ci, d'un diamètre d'au moins , pourrait faire l'objet de deux innovations sur une fusée de cette taille : une enveloppe en matériaux composites mono-segment et un chargement du propergol se faisant en coulée continue. Le deuxième scénario repose sur l'utilisation d'un premier étage à ergols liquides cryotechniques avec un moteur à la fois plus puissant et plus performant que le moteur Vulcain d'..
Les différentes options Pour répondre aux contraintes de coût (investissement, fabrication en série), d'adéquation aux besoins de l'agence et du marché, de maintien de la capacité industrielle européenne, les concepteurs du lanceur peuvent jouer principalement sur les paramètres architecturaux suivants en s'appuyant sur les travaux existants : modularité de la capacité (capacité maximum et minimum) : nombre et puissance des propulseurs d'appoint + performance ; premier étage à propergol solide (moins performant, abandon Vulcain, coût abaissé) ; diamètre du premier étage (ergols liquides) ; propulseur d'appoint à propergol solide, longueur, diamètre, réutilisation sur Vega ; réservoirs avec ou sans fond commun (premier étage ergols liquide), moins coûteux mais lanceur plus long ; moteur Vinci à tuyère déployable ou fixe (moins coûteux mais lanceur plus long).