Le lancement aéroporté pour les curieux – Partie 2

Voici le second article dédié au lancement aéroporté. Après avoir passé en revue quelques concepts de lancement aéroporté, nous verrons dans cet article quels sont les systèmes opérationnels qui sont mis en œuvre.

Pegasus

En fait il y en a très peu, et actuellement il n’existe qu’un seul lanceur commercial opérationnel: il s’agit du lanceur Pegasus d’Orbital Sciences Corp.

PUG-004BCe lanceur pèse une vingtaine de tonnes; il est capable de mettre en orbite circulaire un satellite de 300 Kg à 600 Km d’altitude. Le Pegasus est emporté sous un ancien avion de ligne modifié (un Lockheed Tristar) baptisé Stargazer pour sa nouvelle utilisation. La séparation s’effectue à 12 Km d’altitude à pente nul, c’est donc le lanceur, équipé d’une petite voilure, qui effectue une ressource pour se placer sur une trajectoire ascendante.

pegasus_flight_highres_fsUne quarantaine de lancements ont été effectués depuis 1990, date d’entrée en service du lanceur. Le lanceur lui même est un tri-étage à poudre. L’un des avantages de ce concept est que les lancements peuvent être effectués rapidement à partir de plusieurs points du globe; au total 6 aérodromes peuvent accueillir le lanceur et son porteur.

Intégration de la charge utile.

Pegasus: Intégration de la charge utile.

Decollage.

1- Décollage

Séparation.

2- Top séparation.

Mise à feu !

3- Mise à feu et ressource !

Une vidéo du lancement de juin dernier et disponible ici.

Les premières versions du Pegasus étaient larguées depuis le B52 de la NASA que l’on retrouve sur de nombreuses photos d’archives. Il est à noter que le premier étage à poudre du Pegasus (rebaptisé Hyper X) a servi d’étage d’accélération au démonstrateur hypersonique X43 (alias la planche de surf la plus rapide du monde: pas loin de mach 10 !) afin qu’il atteigne une vitesse suffisante pour allumer son superstatoréacteur.

Largage HyperX

Largage HyperX

Cependant, après plus de  20 ans de service, l’avenir du Pegasus n’est pas assuré. Le coût d’un lancement sur Pegasus est supérieur à celui d’un lancement conventionnel et d’autres projets annonçant des coûts de lancement bien plus bas sont dans les cartons.

Pour les curieux le user guide (guide de l’utilisateur) Pegasus est disponible ici.

Le X-Prize, dans la lignée des célèbres récompenses aéronautiques…

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Souvenez vous, à la fin des années 90, l’Ansari X Prize promettait 10 millions de dollars à l’équipe qui atteindrait l’espace (la limite fixé par la FAI est à 100 km d’altitude) en embarquant deux passagers. Ce prix avait lancé de nombreux projets plus ou moins amateurs vers l’espace (dont Armadillo Aerospace fondé par John Carmack le créateur d’ID software et de DOOM, les vieux comprendront :p).

Au final c’est Scaled Composite avec son SpaceShipOne qui a remporté le prix en 2004 en envoyant une navette aéroportée à propulsion hybride à la frontière de l’espace. Le pilote pour ce vol, Mike Melvill, est devenu le premier astronaute ayant atteint l’espace par des moyens privés. Attention il ne s’agit que d’un vol suborbital et pas d’une réel mise en orbite; mais vu le temps de développement et le budget du projet c’est une prouesse !

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White Knight et SpaceShipOne

Mise à feu !

Mise à feu !

Attérissage en vol plané

Atterrissage de SpaceShipOne en vol plané

Notez l’immatriculation, 328 Kf = 328.000 pieds = 100 Km ! La vidéo d’un vol est visible ici.

La navette est larguée à plat par son avion porteur, le White Knight (du nom des deux pilotes du X15), à une quinzaine de km d’altitude puis le moteur hybride de la navette la propulse pendant une vingtaine de secondes jusqu’à mach 3. Durant cette phase propulsée elle effectue une ressource puis poursuit sur son élan en décrivant une parabole qui culmine à une centaine de kilomètres d’altitude. Au sommet de la parabole la navette est en microgravité pendant trois minutes puis redescend se poser comme un planeur.

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On peut remarquer sur la vidéo un logo Virgin bien placé dans le champ de la camera: en effet le projet a attiré l’attention de Richard Bronson qui a crée Virgin Galactic dans la foulée pour commercialiser des vols suborbitaux. Dans cette optique, une seconde navette a été développée avec son porteur associé. Le SpaceShipTwo et le WhiteKnightTwo (notez originalité dans le choix des noms).
En parallèle, et après plusieurs vols le SpaceShipOne a été donné au Smithsonian, le Musée de l’air de Washington.  Le porteur White Knight a poursuivi sa carrière expérimentale, notamment pour les essais de largage du X37.

Le X37b sous le White Knight

Le X37b sous le White Knight

Les vols aéroportés: la solution au tourisme spatial?

En réalité,  un fossé sépare une navette expérimentale et un véhicule opérationnel pouvant embarquer 6 passagers.

SS1 Vs SS2

SpasShipOne (SS1)  et  SpaceShipTwo (SS2)

En effet, le WhiteKnightTwo vole depuis 2008 et la nouvelle navette, SpaceShipTwo, a effectué des vols non propulsés. Mais des retards dans le développement du propulseur hybride freinent le projet (le banc d’essais moteur a explosé en 2007 durant un remplissage du réservoir, tuant 3 personnes). Le premier vol propulsé a eu lieu en Avril cette année. La navette a atteint une vitesse supersonique mais elle reste encore loin de l’espace.

SpaceShip2 Rockets AheadA004_C001_0429LFLa vidéo du vol est visible ici.

Mais ce n’est pas tout! Dans les cartons a projet de Virgin Galactic on trouve également le LauncherOne, annoncé en 2012. Il s’agit d’un petit lanceur aéroporté embarqué sous le WhiteKnightTwo. Ce lanceur bi-étage pourrait mettre 200 Kg en orbite basse. Le développement est en cours: à suivre…

LauncherOne sous le WhightKnightTwo

LauncherOne sous le WhightKnightTwo

Vidéo de présentation du LauncherOne.

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 Une technologie plutôt bien maitrisée mais peu exploitée

Finalement il existe peu de systèmes de lancement aéroportés opérationnels. Le coût d’un tel système, comparé à un lancement classique est le principal handicap. La réactivité des lancements, qui est un des avantages des systèmes aéroportés, n’a que peu d’impact pour les projets commerciaux et intéresse davantage les projets liés à la défense. Une des solutions pour améliorer les coûts, serait de communaliser le développement et l’entretien du porteur avec une activité rentable. Ah tiens, mais n’est ce pas que Virgin Galactic a entrepris?

Et en France?

En France, des études menées par l’ONERA envisageaient un porteur pouvant être utilisé pour transporter du fret. Bien que l’idée d’un porteur versatile ait été abandonnée, les études ont été poursuivies dans le cadre du projet PERSEUS et sont en train d’aboutir à un petit démonstrateur développé grâce a de nombreux projets étudiants. C’est ce que nous découvrirons dans le troisième et denier volet de cette saga estivale consacrée au lancement aéroporté…

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