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Il y aura un peu d'Ariane 5 dans le futur lanceur Liberty

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Le système de lancement Liberty que développe actuellement ATK pourrait bien être la bonne surprise de cet été. Lockheed Martin vient de rejoindre le projet, amenant avec lui une capsule Orion. De son côté, Astrium s'est assuré que l'étage qu'il fournira au lanceur Liberty pourra être développé sur la chaîne de production d'Ariane 5.

Si la Nasa retient le projet de système de lancement Liberty lors de la prochaine phase de CCDev, prévue fin août, Astrium est prêt à livrer à ATK, aux États-Unis, un étage EPC en vue d’un vol d’essai dès 2014. © Remy Decourt

Dans le cadre du partenariat public-privé CCDev de la Nasa, qui vise à fournir un système de lancement complet pour envoyer des astronautes dans l'espace, l'Agence spatiale américaine doit réduire le nombre de compétiteurs en sélectionnant trois propositions, dont une serait moins dotée financièrement que les deux autres.

Parmi les prétendants à cette nouvelle phase, l'un à marquer des points est le futur lanceur Liberty, dérivé des propulseurs à poudre de la navette (pour son premier étage) et du premier étage d'Ariane 5 (pour le second). D'une part, ATK a démontré à la Nasa son faible coût d'utilisation et d'autre part, Lockheed Martin vient de rejoindre le projet en apportant une capsule Orion ! Quant à Astrium, qui fournit le second étage du lanceur, il se dit prêt à produire cet étage dans les mêmes conditions qu'il le fait pour Ariane 5.

Si l'adaptation de l'étage principal cryogénique (EPC) au lanceur Liberty « nécessitera seulement des modifications mineures », tout l'enjeu est de « s'assurer que les principales technologies de fabrication d'Ariane 5 peuvent être adaptées au deuxième étage de Liberty ». C'est un point que nous explique Silvio Sandrone, directeur des nouveaux programmes de lanceurs et du business développement d'Astrium.
Si la Nasa sélectionne le lanceur Liberty pour la troisième phase de CCDev, un premier vol d'essai inhabité est prévu dès 2014, suivi d'un vol habité en 2015. © ATK

Un EPC plus lourd et plus épais sur Liberty

À proprement parler, « il n'y a pas de points durs » à adapter le premier étage d'Ariane 5 au lanceur Liberty mais quelques différences, dues au fait que l'étage d'Ariane 5 « est tracté ». Ce sont les propulseurs d’appoint à poudre (EAP) qui le « tirent par les épaules en quelque sorte ». Utilisé sur Liberty comme second étage, l'EPC ne sera plus tracté « mais poussé ». Il n'y aura donc plus d'effort de contraction mais de compression, ce qui implique que « les parois des réservoirs devront être plus épaisses pour supporter cet effort ».

Pour Astrium, l'objectif est d'être en capacité de produire rapidement et à faible coût. D'où la nécessité de « s'appuyer sur la chaîne de production d'Ariane 5 » en utilisant les mêmes outils et méthodes que l'on emploie actuellement pour le premier étage du lanceur européen.

Cette nécessité, Astrium l'a récemment vérifiée avec succès lors d'une série de tests des structures de réservoir, qui prouvent que les principaux procédés de conception et de fabrication employés pour le lanceur Ariane sont prêts à être appliqués à la production du deuxième étage du lanceur commercial Liberty.

Quant au moteur Vulcain, conçu pour s'allumer au sol, Astrium et Snecma devront s'assurer « qu'il peut démarrer en vol ». Ce n'est également pas un « gros souci technique » et encore moins une nouveauté pour l'étagiste comme le motoriste. Snecma, qui construit le Vulcain, a une très grande expérience des moteurs cryogéniques allumables en vol. On peut prendre en exemple les moteurs cryogéniques de la famille HM-7 utilisés avec succès sur les Ariane 2, 3 et 4 et qui servent aujourd'hui pour l'étage supérieur ECA d'Ariane 5. Enfin, Snecma développe actuellement le Vinci réallumable de l'étage supérieur de l'Ariane 5 ME (12 tonnes).

La chaîne de production des étages EPC dans l'usine des Mureaux d'Astrium. C'est également ici que sont intégrés à l'étage les moteurs Vulcain. © Remy Decourt

Liberty lancera une capsule Orion

Liberty lancera une capsule Orion fournie par Lockheed Martin. Ce ne sera pas l'Orion-MPCV, tel que la firme le développe pour les expéditions lointaines dans le Système solaire, mais un dérivé ébauché du temps du programme Ares-1.

À cette époque, la Nasa a souhaité savoir si une capsule en composite apporterait des avantages de coûts, de robustesse et de cycle de production par rapport à une capsule dite métallique. Pour lever ce doute, le centre Langley en a construit une avec la même architecture et géométrie qu'Orion, mais en composite. Des essais mécaniques et un essai d'éjection avec la tour d'extraction ont montré simplement que ces deux capsules se valaient.

ATK et Lockheed Martin ont décidé de la recycler et de l'adapter au lanceur Liberty. Elle embarquera les mêmes systèmes et le même équipement électronique, électrique et informatique qu'Orion-MPCV, à l'exception de ceux spécifiquement conçus pour les expéditions lointaines.

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