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03/03/23
Perte de la mission VV22 : conclusions de la Commission d’enquête indépendante

Le mardi 20 décembre 2022, Arianespace annonçait la perte de la mission Vega C VV22 après son lancement à 22h47 heure locale (02h47 CET/01h47 GMT le 21 décembre 2022) depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française. La mission emportait deux charges utiles : les satellites d’observation de la Terre Pléiades Neo 5 et 6 pour Airbus Defence and Space.

Arianespace (l’opérateur des services de lancement) et l’Agence spatiale européenne (ESA - l’autorité de développement du système de lancement) ont immédiatement diligenté une Commission d’enquête indépendante, qui rend aujourd’hui publique ses conclusions. Après le fonctionnement nominal du premier étage P120C de Vega C et l’allumage nominal du deuxième étage (Zefiro 40), une baisse progressive de la pression a été observée 151 secondes après le décollage, conduisant à la perte de la mission.

Les premières investigations, menées juste après le lancement avec les données de vol disponibles, ont confirmé que les sous-systèmes du lanceur avaient réagi aux événements conformément à leur conception, et que la cause de l’échec était une détérioration graduelle de la tuyère du Zefiro 40. Plus précisément, la Commission a confirmé que la cause était une sur-érosion thermo-mécanique inattendue du composite carbone/carbone (C/C) constituant l’insert du col de tuyère, acheté par Avio en Ukraine. Des investigations complémentaires ont conduit à la conclusion que ce phénomène était probablement dû à un défaut d’homogénéité du matériau utilisé pour cette pièce.

L’anomalie a également révélé que les critères d’acceptabilité utilisés pour le col de tuyère en C/C n’étaient pas suffisants pour en garantir l’aptitude au vol. La Commission a donc conclu que ce matériau composite spécifique était désormais interdit de vol. Aucune faiblesse dans le design du Zefiro 40 n’a été révélée. Avio a d’ores et déjà mis en œuvre une solution alternative pour les prochains cols de tuyères du Zefiro 40 avec un autre matériau C/C, fabriqué par ArianeGroup, qui est déjà utilisé pour les tuyères des Zefiro 23 et Zefiro 9 du lanceur Vega.

Considérant la nature de l’anomalie de VV22, la Commission souligne que ses conclusions sur le Zefiro 40 ne remettent pas en question la qualification des moteurs Zefiro 23 et Zefiro 9. Dans ce contexte, Arianespace a décidé d’adapter son calendrier de lancement pour réaffecter une mission sur l’un de ses deux lanceurs Vega restants, avec une date de lancement prévue avant la fin de l’été 2023.

La Commission d’enquête indépendante a formulé une série de recommandations visant à rétablir la confiance vis-à-vis des lanceurs Vega et Vega C par le biais d’un plan de retour en vol visant à garantir leur fiabilité et une exploitation commerciale robuste.

Les principaux axes de travail définis par les recommandations de la Commission sont :

Compléter les conclusions de la Commission par des tests et analyses supplémentaires afin de garantir la fiabilité de la qualification de la solution alternative retenue pour le Zefiro 40 ;
Mettre en œuvre une phase de qualification supplémentaire du moteur Zefiro 40 avec le matériau C/C alternatif ;
Mettre en place un plan d’actions dans le but de garantir, sur le long terme, une production fiable du lanceur dans la durée.

Un groupe de travail, dirigé par l’ESA et Arianespace, a commencé à mettre en œuvre la feuille de route proposée par la Commission. Ce groupe suivra attentivement la mise en œuvre des actions par le maître d’œuvre des lanceurs Vega, Avio, afin de garantir la fiabilité du retour en vol de Vega C. La date de lancement visée est fin 2023.

L’ESA, en tant qu’autorité de qualification du système de lancement, Arianespace, en tant qu’opérateur des services de lancement, et Avio, en qualité d’autorité responsable du design et maître d’œuvre de la famille de lanceurs Vega, vont unir leurs forces afin d’atteindre l’objectif de garantir la robustesse du système de lancements Vega et Vega C, et ce au bénéfice de tous les clients institutionnels et commerciaux.

Josef Aschbacher, Directeur général de l’ESA, a déclaré : « La Commission d’enquête indépendante soutient notre engagement de respecter les plus hauts standards de sécurité. Elle a formulé un ensemble de recommandations qui, une fois mises en œuvre, doivent garantir un retour en vol fiable et durable du lanceur Vega C.

L’ESA mettra toute son expertise en matière d’ingénierie et de gestion de projets au service d’Avio, afin d’appliquer ces recommandations, nécessaires pour regagner confiance dans ce système de lancement. Restaurer l’accès indépendant de l’Europe à l’espace est la priorité de l’ESA et je suis donc heureux que nous puissions reprendre les campagnes Vega tout en préparant le retour en vol de Vega C. »

« Grâce à leur travail remarquable, les membres de la Commission ont identifié la cause immédiate de la perte de la mission VV22 ainsi que ses enseignements à long terme, et ont formulé un ensemble d’actions correctives pertinentes », a déclaré Stéphane Israël, Président exécutif d’Arianespace. « Les recommandations de la Commission sont d’ores et déjà en cours de mise en œuvre par Avio, sous la supervision d’Arianespace et de l’ESA, afin de permettre un retour en vol réussi de Vega C tout en garantissant la fiabilité dans la durée de ce lanceur. »

On Tuesday December 20, 2022, Arianespace announced the loss of the Vega C VV22 mission after its launch at 22:47 local time (02:47 CET/01:47 GMT on December 21, 2022) from the European spaceport of Kourou, in French Guiana. The mission carried two payloads: the Pléiades Neo 5 and 6 Earth observation satellites for Airbus Defense and Space.

Arianespace (the Launch Services Operator) and the European Space Agency (ESA - the Launch System Development Authority) immediately launched an Independent Commission of Inquiry , which is making its findings public today. After the nominal operation of the P120C first stage of Vega C and the nominal ignition of the second stage (Zefiro 40), a progressive pressure drop was observed 151 seconds after takeoff, leading to the loss of the mission.

Initial investigations, conducted just after launch with available flight data, confirmed that the launcher subsystems responded to events as designed, and that the cause of the failure was a gradual deterioration of the Zefiro 40 nozzle. More specifically, the Commission confirmed that the cause was an unexpected thermo-mechanical over-erosion of the carbon/carbon (C/C) composite constituting the nozzle throat insert, purchased by Avio in Ukraine. Additional investigations led to the conclusion that this phenomenon was probably due to a lack of homogeneity of the material used for this part.

The anomaly also revealed that the acceptability criteria used for the C/C nozzle throat were not sufficient to guarantee its airworthiness. The Commission therefore concluded that this specific composite material was now prohibited from flight. No weaknesses in the design of the Zefiro 40 have been revealed. Avio has already implemented an alternative solution for the next nozzle necks of the Zefiro 40 with another C/C material, manufactured by ArianeGroup, which is already used for the nozzles of the Zefiro 23 and Zefiro 9 of the Vega launcher .

Considering the nature of the VV22 anomaly, the Commission underlines that its conclusions on the Zefiro 40 do not call into question the qualification of the Zefiro 23 and Zefiro 9 engines. In this context, Arianespace has decided to adapt its launch schedule to reassign a mission to one of its two remaining Vega launchers, with a launch date scheduled before the end of summer 2023.

The Independent Board of Inquiry has made a series of recommendations aimed at restoring confidence in the Vega and Vega C launchers through a return plan in flight to ensure their reliability and robust commercial operation.

The main lines of work defined by the Commission's recommendations are:

Complete the Commission's conclusions with additional tests and analyzes in order to guarantee the reliability of the qualification of the alternative solution chosen for the Zefiro 40 ;
Implement an additional qualification phase of the Zefiro 40 engine with the alternative C/C material;
Implement an action plan in order to guarantee, in the long term, reliable production of the launcher over time.

A working group, led by ESA and Arianespace, has started to implement the roadmap proposed by the Commission. This group will carefully monitor the implementation of actions by the Vega launchers prime contractor, Avio, to ensure the reliability of Vega C's return to flight. The target launch date is the end of 2023.

ESA, as the launch system qualification authority, Arianespace, as the launch services operator, and Avio, as the responsible authority for the designer and prime contractor of the Vega family of launchers, will join forces in order to achieve the objective of guaranteeing the robustness of the Vega and Vega C launcher system, for the benefit of all institutional and commercial customers.< /p>

Josef Aschbacher, Director General of ESA, said: “The Independent Investigation Commission supports our commitment to the highest safety standards. It formulated a set of recommendations which, once implemented, must guarantee a reliable and sustainable return to flight of the Vega C launcher.

ESA will put all its expertise in engineering and project management at the service of Avio, in order to apply these recommendations, necessary to regain confidence in this launch system. Restoring Europe's independent access to space is ESA's priority and I am therefore pleased that we can resume the Vega campaigns while preparing for the return to flight of Vega C. ”

“Thanks to their remarkable work, the members of the Commission have identified the immediate cause of the loss of the VV22 mission as well as its long-term lessons, and formulated a set of relevant corrective actions ", declared Stéphane Israël, Executive Chairman of Arianespace. "The Commission's recommendations are already being implemented by Avio, under the supervision of Arianespace and ESA, to enable a successful return to flight of Vega C while guaranteeing the long-term reliability of this launcher. »