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CaLV : la NASA équipera son lanceur cargo du puissant moteur RS-68

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Après plusieurs mois de tergiversations, la NASA a finalement opté pour le moteur RS-68 de Pratt & Whitney pour équiper le premier étage du Cargo Launch Vehicle (CaLV, Lanceur cargo) le lanceur lourd du projet Constellation sur lequel la NASA compte s'appuyer pour son retour sur la Lune.

Vue d'artiste du CaVL lancant le Module de surface lunaire (LSAM)

Le CaVL est un lanceur en ligne à deux étages et équipé de boosters. D'une hauteur d'un peu moins de 110 m, sa masse au décollage sera de près de 2900 tonnes. Il sera capable de lancer jusqu'à 55 tonnes sur une trajectoire de rencontre avec la Lune et un peu plus dans le cas d'un lancement combiné avec le CEV lunaire. Le premier étage est composé d'un étage central autour duquel sont installés 2 boosters à 5 segments RSRB/M (dérivés du premier étage du Crew Launch Vehicle). L'étage central est dérivé du réservoir extérieur de la navette et donc propulsé par le moteur RS-68.

Ce choix se fait au détriment de l'utilisation de moteurs dérivés des SSME qui équipent l'orbiter de la navette spatiale. Initialement, la NASA avait porté son choix sur ces moteurs de la navette.

Bien que très performants et réutilisables, ils sont d'une trop grande complexité et leurs coûts opérationnels sont supérieurs à celui de l'utilisation des moteurs RS-68. C'est ce que montrent de nouvelles études portant sur le cycle de vie (coûts, maintenance) du moteur RS-68 qui apparaît plus adapté au CaLV. Cette décision nécessite un agrandissement de la taille du réservoir du premier étage passant de 8,5 m à 10 m de diamètre. Les 5 moteurs RS-68 consommant bien plus de carburant que les SSME.

RS-68



Le RS-68 est un moteur à oxygène liquide qui développe une poussée d'environ 294 tonnes contre 190 tonnes 'seulement' pour les SSME de l'orbiter de la navette spatiale. D'un coût unitaire de quelque 20 millions de dollars il ne sera pas réutilisable, le CaVL étant un lanceur dépensable.

Il a été choisi au début des années 90 par Boeing pour équiper la famille de lanceurs lourds Delta IV.

La famille de lanceurs lourds Delta IV

Les lanceurs à 2 étages de la famille Delta IV sont des concurrents directs d'Arianespace et de son lanceur lourd Ariane 5. Il existe 5 versions différentes de Delta IV, toutes conçues autour du même premier étage CBC (common booster core) équipé d'un moteur RS-68.

La version de base est aussi la moins puissante. Appelée Delta IV Medium elle utilise l'étage CBC et un deuxième étage de 4 m de diamètre au-dessus duquel sont installées la ou les charges utiles. Ses performances sont de 4,210 kg à destination de l'orbite de transfert géostationnaire et d'un peu plus 8 tonnes vers l'orbite basse.

La Delta IV Medium + se décline en 3 versions. Pour chaque version, le lanceur utilise l'étage CBC et son moteur RS-68. Les trois versions se différencient d'une part par la taille du diamètre du second étage et par le nombre de propulseur GEM (Graphite Epoxy Motors) qu'on adjoint au premier étage. En fonction de la performance demandée au lanceur, Boeing peut utiliser la version Medium + 4.2 (second étage de 4 m de diamètre et 2 propulseurs d'appoint) ou la version Medium + 5.2 ou 5.4 (second étage de 5 m de diamètre et 2 ou 4 propulseurs d'appoint).

Les lanceurs Medium + sont capables de lancer sur l'orbite de transfert géostationnaire de 4,6 tonnes à 6,5 tonnes et de 7,9 tonnes à 11,4 tonnes sur l'orbite basse.

La version la plus puissante de la famille est la Delta IV Heavy. Elle est constituée de trois étages CBC joints ensemble en parallèle (donc de trois moteurs RS-68) ce qui lui donne une puissance au décollage phénoménale. Ses performances parlent d'elles mêmes ! Avec 13.000 kg sur une orbite de transfert géostationnaire et 22.000 kg en orbite basse, il s'agit actuellement du lanceur le plus puissant au monde.

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