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Une fusée lancée depuis un planeur : la Nasa teste l'idée...

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Pour des lancements de petits satellites à faible coût, la Nasa explore une idée originale reposant sur un attelage aérien un peu compliqué : un avion, un planeur et un lanceur. Ce concept « TGALC » est actuellement en test à l'aide de drones miniatures. Derniers résultats positifs, nous dit la Nasa.

Une vue d'artiste d'un lancement TGALC. Le lanceur, de petite taille, est emporté par un grand planeur, lequel est tracté par un avion qui peut être un appareil existant, seulement légèrement modifié. © Nasa

Le centre de recherche aéronautique Dryden, de la Nasa, l'appelle le « Droid », pour Dryden Remotely Operated Integrated Drone. Ce petit avion à hélice sans pilote, d'une envergure de trois mètres environ, se pilote par télécommande ou bien tout seul, en bon petit drone. Conçu par l'ingénieur Bruce Tharpe, cet appareil a commencé à voler en 2010, et il vient de réaliser un joli vol en tractant un planeur équipé d'une caméra embarquée qui permet de le piloter à distance. Les ingénieurs du centre de recherche aéronautique Dryden ne s'amusent pas à jouer avec des modèles réduits, ils testent un — éventuel — futur principe de lancement de petits satellites, le TGALC (Towed Glider Air-Launch Concept, soit « concept de lancement aéroporté par planeur tracté »).

Dans cette vision, un avion de bonne taille tracte un planeur à double fuselage et lui-même de grande envergure. Sous celui-ci, un lanceur, avec un moteur-fusée classique, porte le satellite. Une fois la bonne altitude atteinte, le planeur largue sa charge tandis que le lanceur part horizontalement, tel un missile aéroporté, puis se met à grimper vers l'espace, comme le deuxième étage d'une fusée classique.

Un des vols du mois de janvier 2014, sur la base d'Edwards, en Californie. Des ingénieurs du centre de recherche Dryden semblent s'adonner aux joies de l'aéromodélisme. Ils sont en réalité en train de tester leur drone Droid pour tracter un planeur en modèle réduit. Les concepteurs du projet y voient le moyen de lancer un jour des satellites... © Nasa, centre de recherche aéronautique Dryden, Tom Tschida

Un drone au-dessus du mauvais temps

L'idée d'un lancement aérien n'est pas une nouveauté. Orbital Sciences le pratique depuis 1990 avec son Pegasus. Aujourd'hui, la version XL, larguée à environ 12.000 mètres depuis un triréacteur Lockheed L-1011, peut expédier de petites charges (443 kg maximum). Virgin Galactic exploite un principe semblable pour son petit SpaceShip, porté par l'immense avion WhiteKnight. Avec Stratolaunch, le projet du cofondateur de Microsoft Paul Allen, l'idée est poussée plus loin en dimensions. Un avion porteur énorme chargerait un lanceur dérivé du Falcon 9 de SpaceX, capable d'installer 6,1 tonnes en orbite basse.

L'avantage du lancement aérien est de s'affranchir en partie des contraintes météorologiques régnant dans les basses couches en opérant le lancement à la base de la stratosphère, donc au-dessus de la turbulente troposphère. Le report de lancement pour des vents trop violents ou une météo trop dégradée est en effet le plus fréquent. Lancer depuis un avion permet également de se passer d'un coûteux pas de tir, et de se contenter d'infrastructures plus modestes.

La technique n'est cependant pas simple. Pour porter une charge suffisante, l'avion doit être de grandes dimensions. Pour les quelque 9,7 t de l'avion spatial Spaceship (version « Two »), le WhiteKnight Two comprend deux fuselages, lui donnant l'allure d'avions siamois reliés par une aile commune, avec une envergure de 43 m et quatre réacteurs Pratt & Whitney PW308.

Derniers préparatifs : la fermeture de la verrière du modèle réduit, équipé d'une caméra. © Nasa, centre de recherche aéronautique Dryden, Tom Tschida

Une solution de lancement de satellites encore à valider

Quant au Stratolaunch, Burt Rutan, également auteur de l'avion de Virgin Galactic, a dû voir très grand. Comme le WhiteKnight, il comporte deux fuselages, mais l'envergure atteint 117 m et il lui faut six réacteurs. S'il est réalisé, il deviendrait à la fois l'avion le plus grand et le plus lourd, avec 545 t. Sera-t-il jamais construit ? Officiellement, le projet est toujours en cours. Stratolaunch Systems dispose d'une piste d'essai dans le désert de Mojave (États-Unis), où deux Boeing 747 d'occasion doivent être cannibalisés pour récupérer différents éléments, dont les réacteurs. Les dernières nouvelles (dans le blog de la revue Aviation Week) indiquent toujours un essai en vol de l'avion en 2016 et un premier lancement en 2018. L'engin sera peut-être alors concurrencé par le WhiteKnight Two que Richard Branson, PDG de Virgin Galactic, veut utiliser aussi pour lancer des satellites avec son projet LauncherOne.

Avec TGALC, Gerald Budd, initiateur du projet à la Nasa, veut se passer de la conception d'un avion porteur lourd. Pour lui, le planeur serait plus simple à mettre au point. Le principe serait également plus sûr, car l'allumage d'un lanceur tout juste largué ne serait pas sans risque pour l'avion. Si celui-ci est loin devant le planeur, il sera davantage en sécurité si la fusée explose ou part sur une mauvaise trajectoire. Avec ces essais en miniature, les ingénieurs veulent valider le concept du drone tracteur et du pilotage à distance du planeur. « Mission réussie à 85 % », explique le communiqué du centre de recherche aéronautique Dryden. Le travail continue donc pour mettre au point des systèmes de lancements plus légers et moins coûteux qui seraient mieux adaptés pour satelliser de faibles charges.