(en italien : , « Vecteur européen de génération avancée ») est un lanceur léger de l'Agence spatiale européenne (ESA) développé sous maîtrise d'œuvre italienne dont le premier vol a lieu le depuis le Centre spatial guyanais de Kourou en Guyane. Dans la version en service, Vega-C, le lanceur européen permet de placer en orbite terrestre basse une ou plusieurs charges utiles dont la masse totale peut aller jusqu'à , ou sur une orbite héliosynchrone. Les lancements de , qui sont commercialisés par Arianespace, ont lieu depuis l'ensemble de lancement Vega (ELV) installé à Kourou.
Vega comporte quatre étages dont les trois premiers sont à propergol solide. Le premier étage, dérivé des étages d'accélération à poudre (EAP) d, utilise, pour la première fois sur un étage à propulsion solide de cette taille, une enveloppe réalisée en fibre de carbone pré-imprégnée de résine polyépoxyde au lieu de l'acier, ce qui permet d'abaisser fortement la masse à vide. Cette évolution est appliquée par la suite aux étages d'accélération à poudre du nouveau lanceur européen . Le coût de développement de Vega se monte à d'euros, plus d'euros au titre du programme d'accompagnement VERTA, qui finance les cinq premiers vols ainsi qu'une amélioration des performances.
Le développement d'une version du lanceur plus puissante, baptisée Vega-C et caractérisée principalement par le remplacement de ses deux premiers étages, est décidée en 2014. Elle effectue un premier vol réussi le , mais subit un échec en , contribuant à la crise de l'Europe spatiale, privée de lanceur. La capacité d'emport vers une orbite héliosynchrone passe de 1,5 à au prix d'une augmentation substantielle de la masse au décollage, qui passe à . Le premier étage est identique au propulseur d'appoint du lanceur . Une version entraînant le remplacement des deux derniers étages par un unique étage à ergols liquides, Vega-E, est en cours de développement.
Contexte
Absence européenne du créneau des lanceurs légers/moyens vignette|redresse=0.8|Le lanceur Vega (à gauche) à l'échelle d.
Le marché des lanceurs de satellites est segmenté en trois catégories qui se différencient par leur capacité d'emport : lanceurs lourds comme , Proton, , ou capables d'emporter jusqu'à en orbite terrestre basse ; lanceurs moyens comme Zenit, ou Soyouz (de ) ; lanceurs légers comme Rokot ou PSLV.
L'Agence spatiale européenne est, jusqu'à l'apparition de , uniquement présente sur le segment des lanceurs lourds avec , et elle confie le lancement de la plupart de ses satellites, qui ne nécessitent pas la puissance d'un lanceur lourd, à des fusées russes au coût modéré. Pour les satellites « légers », les lanceurs utilisés sont Rokot (satellites SMOS, PROBA-2, GOCE, CryoSat, GRACE), Dnepr (TerraSAR-X, Prisma, Picard, CryoSat-2, DEMETER) ou indien tel que PSLV (Megha-Tropiques, AGILE, PROBA-1). Le lancement des satellites européens de taille moyenne est généralement confié au lanceur Soyouz.
Besoins de lancement européens
Les projets spatiaux de l'Agence spatiale européenne et de ses pays membres dans le domaine institutionnel (non commercial) aboutissent au lancement dans les années les plus fastes d'une dizaine de satellites par an dont la moitié sont des engins de moins de Ces engins ne donnent pas forcément lieu à autant de lancements du fait des lancements multiples. Ces chiffres comprennent les satellites lancés par les pays membres hors projet ESA comme Pléiades ou Megha-Tropiques.. , mais il y a une concurrence relativement importante puisque près d'une dizaine de lanceurs peuvent prendre en charge la mise en orbite de ce type de satelliteAu début des années 2000, il se lance une centaine de satellites par an via environ . Près de 60 % sont des satellites institutionnels extra européens lancés exclusivement par des lanceurs nationaux..
+Marché potentiel des lanceurs européens : en grisé marché potentiel de Vega (évaluation de 2009). Orbite Masse Nombre satellites institutionnels européens Nombre satellites commerciaux (international) Orbite de transfert géostationnaire +sondes interplanétaires 2 à (+ micros) 1,5 par an 40 % < 16 à 22 par an Orbite moyenne de 1,6 à 3 par an (Galileo ) 0 Orbite basse satellites lourds de 0,5 par an (ATV) 0 Orbite basse satellites moyens/lourds de 1,5 par an 1 par an Orbite basse petits satellites de 2 à 2,5 par an 2 à 3 par an hors constellation Orbite basse mini et microsatellites de 3 à 4 par an 7 à 8 par an hors constellation
Historique du développement
Expérience italienne des lanceurs légers
Au cours des , l'industrie spatiale italienne acquiert une expérience dans le domaine des lanceurs en tirant des lanceurs Scout américains depuis la plate-forme San Marco que l'Italie possède au large du Kenya : l'Italie met ainsi en orbite entre 1966 et 1988. L'arrêt de la fabrication du lanceur Scout en 1994 interrompt cette activité. BPD filiale de Fiat Avio propose en 1995 de développer un petit lanceur à propergol solide de capable de placer en orbite terrestre basse. L'industrie italienne a en effet à cette époque acquis une solide compétence dans le domaine de la propulsion à propergol solide à travers la réalisation des propulseurs à poudre (PAP) du lanceur et sa participation dans la fabrication des étages d'accélération à poudre (EAP) d. En 1997, ce projet de lanceur est revu avec des capacités augmentées ( en orbite polaire pour la version baptisée ) dans le cadre d'une association avec le constructeur ukrainien Bureau d'études Ioujnoïe (NPO Yuzhnoye) qui doit fournir un quatrième étage à ergols liquides..
Premières esquisses et lancement du projet (1998-2000)
En , l'Agence spatiale italienne (ASI) propose à l'Agence spatiale européenne de développer dans le cadre européen un lanceur permettant de lancer un satellite de en orbite héliosynchrone depuis Kourou avec une coiffe de de diamètre pour un coût de production inférieur à de dollars américains. Pour réduire les coûts, des technologies existantes sont réutilisées et le nouveau lanceur, baptisé Vega, est lancé à partir des installations réaménagées du premier lanceur européen . Le premier vol est envisagé pour 2003. Les membres de l'ESA acceptent en de financer uniquement une phase de pré-étude. Alors que cette phase est achevée, les représentants des pays membres de l'ESA, réunis en , ne parviennent pas à se mettre d'accord pour financer le développement du lanceur..
Durant la période d'incertitude qui suit, l'étage à poudre , qui doit constituer le second étage de Vega, est testé sur banc d'essai et les spécifications du lanceur sont modifiées après une nouvelle étude de marché : la charge utile maximale pour l'orbite polaire passe de à . L'option technique la plus structurante du projet est le choix pour le premier étage P80 d'une enveloppe en fibre de carbone pré-imprégnée de résine polyépoxyde au lieu de l'acier habituellement utilisé pour résister aux pressions et températures rencontrées sur un propulseur à propergol solide de cette taille. Cette solution permet de réduire fortement la masse à vide de l'étage ; le lanceur Vega doit jouer le rôle de démonstrateur technologique pour une technique qui peut être appliquée par la suite aux étages d'accélération à poudre (EAP) d. Néanmoins, cette solution implique de prolonger la phase d'études conduisant à un premier lancement fin 2005. En , le développement du lanceur Vega est adopté en tant que programme facultatifContrairement aux programmes obligatoires, les pays membres de l'Agence spatiale européenne ne sont pas obligés de financer ce type de programme. : sept États de l'agence spatiale européenne (Italie, France, Belgique, Espagne, Pays-Bas, Suisse et Suède) acceptent de financer le nouveau lanceur. Le programme est lancé sous maîtrise d'œuvre italienne. Le budget alloué au projet est de d'euros. Le développement du P80 fait l'objet d'un programme distinct piloté par le CNES et d'une enveloppe budgétaire de d'euros : la moitié de cette somme est apportée par la société italienne Avio tandis que le solde est fourni par des participations de l'Italie, de la France, de la Belgique et des Pays-Bas..
Fabrication (2000-2011)
Le programme n'est pas lancé immédiatement car le marché des lanceurs s'effondre à la suite de l'éclatement de la bulle spéculative Internet en qui met fin à la multiplication des satellites de télécommunications. Par ailleurs, les défaillances du lanceur et le financement de la participation européenne à la Station spatiale internationale drainent les ressources financières de l'Agence. L'ESA confie, en , le développement du lanceur au groupe italien (ELV) détenu à 70 % par Avio et à 30 % par l'Agence spatiale italienne. Le premier lancement est planifié à l'époque pour 2006. Mais les conséquences de l'échec du premier vol de repoussent cette échéance à fin 2007. En 2006, le premier étage P80 et le deuxième étage du lanceur effectuent leur premier test sur banc d'essai. Début 2009, le portique mobile du futur pas de tir du lanceur à Kourou effectue un premier test de roulement. Un test d'assemblage de Vega sur le pas de tir est effectué fin 2010 et début 2011, avec des maquettes des étages du lanceur pour valider le chargement du carburant et le fonctionnement des circuits électriques et les dispositifs mécaniques. En , les éléments du premier lanceur sont transportés par voie maritime jusqu'à Kourou pour le premier vol de qualification planifié pour .. Vega effectue avec succès son premier vol le . Au cours des années suivantes, la cadence des tirs passe de un par an à deux ou trois par an à partir de 2015.
Programme d'accompagnement VERTA
Le programme de développement de Vega est suivi d'un programme d'accompagnement, baptisé VERTA (), visant à financer et à améliorer les performances tout en industrialisant la production du lanceur. VERTA finance quatre lancements de satellites de l'Agence spatiale européenne : PROBA-, ADM-Aeolus, et IXV. Le premier vol VERTA sous la responsabilité d'Arianespace a lieu le Communiqué d'Arianespace, ., un peu plus d'un an après le vol de qualification du lanceur.
Par ailleurs, un premier contrat commercial est signé le pour le lancement des satellites GMES ESA/EUMETSAT, Sentinel-2b et -3b programmé pour 2014-2016..
Développement de la version Vega C vignette|redresse=1.5|Les différentes versions du lanceur Vega en production ou envisagées.
En , l'Agence spatiale européenne donne son feu vert pour le développement d'une version plus puissante du lanceur, baptisée « Vega-C » (C pour « consolidation ».), dont le premier vol était prévu en 2019. Les objectifs sont de renforcer la position de la fusée Vega sur le marché des lanceurs à court et moyen terme, accroitre sa capacité d'au moins tout en n'augmentant pas les coûts par rapport à version existantes. Le premier étage P120C, qui constitue la principale évolution et sera également utilisé par le lanceur moyen/lourd , est testé pour la première fois sur banc d'essais en . Deux tests ultérieurs réalisés en et en confirment son bon fonctionnement.. Le vol inaugural de cette version a eu lieu avec succès le ..
Vega Evolution
L'agence spatiale européenne donne son accord fin pour le développement d'une version améliorée de la Vega-C, baptisée Vega-E (E comme évolution), et la réalisation d'un petit avion spatial réutilisable () qui doit être emporté par le lanceur. La Vega-E est caractérisée par le remplacement du troisième étage Zefiro-9 et de l'étage AVUM par un étage unique à ergols liquides propulsé par un moteur à ergols liquides M10 brûlant un mélange de méthane et d'oxygène liquide. Le premier vol est programmé vers 2027.
Développement des lancements de groupe de satellites (2018)