Delta II

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Delta II
Delta II
Données générales
Mission Lanceur Commercial LEO GTO HCO
Date des lancements De 1990 à Aujourd'hui
Nb de lancements 147
Pays d’origine Drapeau des États-Unis États-Unis
Caractéristiques techniques
Dimensions
Hauteur 39 m
Diamètre 2.44 m
Masse au décollage De 151.7 t à 231.8 t
Nombre d'étages 2 ou 3
Puissance et capacité d’emport
Charge utile en LEO De 2,7 t à 6,1 t
Charge utile en GTO De 0.9 t à 2,7 t
Charge utile en HCO 1 t
Le premier étage d’une fusée Delta II est érigée en position verticale. Cet exemplaire va lancer la sonde ACE.
Mise en place de deux propulseurs d’appoint à poudre GEM-40 sur le premier étage d’une Delta II.
Deuxième étage peu avant son assemblage sur le lanceur.
Sur cette photo on peut observer combien le deuxième étage est petit comparé au premier étage et aux propulseurs d’appoint.
Dans une salle blanche : à gauche le troisième étage et à droite derrière les ingénieurs se trouvent les deux sondes STEREO emballés.
La coiffe d’une Delta II Heavy est mise en place autour de la sonde MESSENGER qui est déjà installée sur le troisième étage du lanceur.

Les Delta II ou Delta 7000 sont des lanceurs américains de puissance moyenne dont le premier vol remonte à 1990. Ils font partie avec les Delta IV de la famille de fusées Delta, lointains descendants du lanceur Thor Delta (1961). Les Delta II, variante des Delta 6000, ont été mises en fabrication initialement pour répondre aux besoins de l’Armée de l’air américaine en prenant le relais de la navette spatiale américaine clouée au sol après l’accident de la navette spatiale Challenger.

La Delta II est commercialisée dans plusieurs versions qui diffèrent par le nombre d’étages (2 ou 3), le nombre de propulseurs d’appoint (3, 4 ou 9) et la puissance de ceux-ci. Selon sa configuration, le lanceur peut placer de 2,7 à 6,1 tonnes en orbite basse et de 900 à 2 170 kg en orbite de transfert géostationnaire (GTO). Dans sa version la plus puissante (Heavy) elle peut injecter une sonde spatiale de 1,5 tonne sur une trajectoire interplanétaire.

Les Delta II sont surtout utilisées par l’Armée de l’Air américaine pour la mise en orbite, entre autres, des satellites GPS. Elle est également couramment mise en œuvre par la NASA pour le lancement de ses sondes spatiales, en particulier à destination de Mars, ainsi que de satellites scientifiques. Enfin elle est parfois utilisée pour le lancement de satellites commerciaux bien que le marché des satellites géostationnaires, désormais trop lourds, lui échappe. C’est un lanceur particulièrement fiable avec 131 lancements réussis sur 133 pour la série 7000 (148 sur 150 en incluant la série 6000).

La Delta II a été conçue par McDonnell Douglas avant que sa fabrication ne soit reprise par Boeing qui en a cédé par la suite la réalisation à United Launch Alliance (ULA) (décembre 2006). La fin des contrats d'achat avec l'Armée de l'Air américaine et la NASA pourrait entrainer en 2011 l'arrêt des vols du lanceur.

Historique[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Delta (fusée).

La Delta II fait partie de la famille des lanceurs Delta descendants de la Thor Delta développés en 1961 à partir du missile balistique de portée intermédiaire Thor qui a connu de nombreuses évolutions. En 1984 la fabrication des Delta avait été arrêtée car à l’époque tous les lancements de satellite devaient être confiés à la navette spatiale américaine. Après l’accident de la navette spatiale Challenger (1986) la fabrication des Delta est reprise avec la série des Delta 6000 dont le premier vol est effectué en 1989. Toutefois, pour permettre le lancement des satellites Navtsar (GPS), une version un peu plus puissante est immédiatement développée, la série 7000, rebaptisée Delta II dont le premier vol intervient en 1990 et qui remplace complètement la version précédente.

La Delta II a été conçue par McDonnell Douglas avant que sa fabrication ne soit reprise par Boeing qui en a cédé par la suite la réalisation à United Launch Alliance (ULA) (décembre 2006) une coentreprise entre Boeing et Lockheed Martin, fabricant des lanceurs Atlas destinée à abaisser les coûts de fabrication et de lancement[1],[2]. ULA commercialise le lanceur auprès du gouvernement américain tandis que Boeing Launch Services (BLS) prospecte le marché des satellites commerciaux[3].

La construction, l’assemblage et l’intégration des lanceurs Delta II est réalisée sur plusieurs sites à Decatur (Alabama), Harlingen (Texas), San Diego (Californie) et Denver (Colorado)[3]. En 1988 une Delta 2 coutait environ 50 millions de $ tandis que le modèle le plus puissant, la Delta 7925H coûtait en 2003 environ 85 millions de $[4].

Description du lanceur[modifier | modifier le code]

Le lanceur Delta II est une fusée non récupérable développée en plusieurs versions de puissances différentes. Haute de 39 mètres et d’un diamètre de 2,44 mètres sa masse est comprise, selon le modèle, entre 152 tonnes et 232 tonnes. Selon sa configuration, le lanceur peut placer de 2,7 à 6,1 tonnes en orbite basse et de 900 à 2 170 kg en orbite de transfert géostationnaire (GTO). Dans sa version la plus puissante (Heavy) elle peut placer une sonde spatiale de 1,5 tonne sur une trajectoire interplanétaire et 1,2 tonne vers Mars[5]. Un lanceur Delta II est composé de 2 à 3 étages auxquels s’ajoutent un nombre variable de propulseurs d’appoint :

  • Premier étage : le premier étage est propulsé par un unique moteur-fusée de type RS-27A du fabricant Rocketdyne de 105 tonnes de poussée qui brule durant 265 secondes un mélange de kérosène et d’oxygène liquide avec une impulsion spécifique de 274 seconde.
  • Propulseurs d’appoint : les propulseurs d’appoints permettent d’accroitre la poussée au début du vol. Les modèles les moins puissants utilisent 3 ou 4 propulseurs de type GEM-40 d’une poussée unitaire de 49 tonnes, la version intermédiaire comporte 9 propulseurs d’appoint dont 3 ne sont allumés qu’une minute après le lancement tandis que la version la plus puissante (Heavy) comporte 9 propulseurs GEM-46 d’une poussée de 63 tonnes.
  • Deuxième étage: le deuxième étage est doté d’un moteur-fusée Aerojet AJ10-118K d’une poussée de 4 tonnes avec impulsion spécifique de 319 seconds qui consomme des carburants hypergoliques (peroxyde d'azote et hydrazine) et peut être rallumé plusieurs fois. Le carburant très corrosif nécessite que le lancement intervienne moins de 37 jours après le remplissage sous peine d’un reconditionnement de l’étage en usine[6]. La case à équipements qui contient la centrale à inertie et le système de navigation qui contrôle le vol fait partie de cet étage. Le moteur qui peut être allumé plusieurs fois fournit une poussée d’une durée totale de 431 secondes.
  • Troisième étage: le troisième étage n’est généralement pas installé pour les missions en orbite basse. Il utilise un propulseur à propergol solide ATK-Thiokol qui permet d’injecter les sondes orbitales sur leur trajectoire interplanétaire vers Mars ou d’autres corps célestes. Cet étage dépourvu de système d’orientation est stabilisé par mise en rotation rapide (spin) de l’ensemble. Il comporte un mécanisme de yo-yo qui permet de réduire la vitesse de rotation une fois sa mission accomplie et avant la séparation avec la charge utile.
  • Coiffe: la coiffe la plus petite d’un diamètre identique à celle du lanceur (2,44 mètres) n’est plus utilisée. La coiffe de taille intermédiaire, modèle standard et le plus couramment utilisée, a un diamètre de 2,9 mètres et est construite en aluminium. La coiffe de 3 mètres de diamètre est réalisée en matériau composite. Il en existe une version courte et une version longue. La Delta II permet les lancements doubles (2 charges utiles) mais cette configuration n’est plus utilisée car les satellites récents sont devenus trop massifs pour la taille de ce dispositif sur la Delta II.

Système de numérotation[modifier | modifier le code]

Les lanceurs de la famille Delta II sont identifiés par un code à 4 chiffres[7] :

  • Le premier chiffre prend les valeurs 6 ou 7 différenciant les sous-séries de Delta II 6000 et 7000. La série 6000 dont le dernier exemplaire a été lancé en 1992 se caractérise par un premier étage doté moteur-fusée de type RS-27 puissant assisté de propulseurs d’appoint de type Castor. La série 7000 (qui est la seule à porter la désignation Delta II) est doté d’un moteur-fusée de type RS-27A avec une tuyère allongée qui fournit un rapport de détente plus élevé et de meilleures performance à haute altitude, et des propulseurs d’appoints de type GEM comportant une enveloppe réalisée en matériau composite plus légère qui remplace l’acier utilisé dans la version précédent. De plus deux moteurs vernier de type LR1201-NA-11 sont utilisés pour l’orientation du premier étage.
  • Le deuxième chiffre désigne le nombre de propulseurs d’appoint généralement 9. Lorsqu’il y en a 9, 6 sont allumés au décollage et 3 sont mis à feu 1 minute plus tard. Lorsque le lanceur n’a que 3 ou 4 propulseurs d’appoint tous sont allumés au décollage.
  • Le troisième chiffre est toujours égale à 2 ce qui désigne un deuxième étage propulsé par un moteur-fusée de type Aerojet AJ10 qui peut être rallumé plusieurs fois et permet de mener des missions complexes. Les Delta des séries antérieures à la 6000 utilisaient un moteur différent le TR-201.
  • Le quatrième et dernier chiffre est utilisé pour caractériser le troisième étage. Lorsque cet étage n’existe pas il prend la valeur 0, tandis que 5 désigne un étage PAM doté d’un propulseur à propergol solide Star 48B tandis que 6 désigne un moteur-fusée de typ Star-37.

Par exemple une fusée 7925 dispose de la version du premier étage la plus récente avec 9 propulseurs d’appoint de type GEM et un troisième étage PAL. Une Delta 7320 désigne un lanceur à 2 étages avec 3 propulseurs d’appoint.

Le modèle le plus puissant (Heavy) est désigné sous le code 79xx H.

En fonction du type de coiffe un suffixe vient compléter la désignation numérique. La plus petite coiffe est indiquée par le suffixe -8 (8 pieds de diamètre). La coiffe de taille intermédiaire est désignée par -9,5 et la coiffe la plus importante par -10C (coiffe courte) et -10L (coiffe longue).

Assemblage et lancement[modifier | modifier le code]

Assemblage
Les lanceurs Delta II sont assemblés verticalement directement sur l’aire de lancement. On commence par mettre en position verticale le premier étage. Les propulseurs d’appoint sont ensuite érigés et accrochés au premier étage. Puis le deuxième étage est hissé sur le premier étage[8].
Remplissage
Le remplissage du réservoir du premier étage prend environ 20 minutes[9].
Lancement
Lorsque l'inclinaison de l'orbite de la charge utile est comprise entre 28 et 57° la Delta II est lancé depuis l'aire de lancement 17 de cap Canaveral. L'aire de lancement 17 dispose de 2 portiques de lancement (17A et 47B), le 17 B étant le seul adapté au modèle Heavy. Le portique 17A va être abandonné à la suite de l'arrêt des lancements pour le compte de l'Armée de l'Air américaine. Lorsque l'inclinaison de l'orbite est compris entre 54° et 104°, la fusée est lancée depuis le complexe de lancement 2 Ouest de la base de Vandenberg (code SLC2W).

Historique des lancements de Delta II[modifier | modifier le code]

La Delta II un lanceur particulièrement fiable avec 131 lancements réussis sur 133 pour la série 7000 et 148 sur 150 en incluant la série 6000 (chiffres septembre 2009). Le premier échec (partiel) a eu lieu durant le lancement du satellite Koreasat-1 mais a pu être compensé car celui-ci a utilisé son propre moteur pour atteindre l’orbite nominale[10].

Le deuxième échec, qui a eu lieu en 1997, s’est produit durant le lancement du premier satellite GPS Block IIR : la Delta a explosé 13 secondes après son décollage sans faire de blessés ni endommager de manière sérieuse l’aire de lancement 17 à Cap Canaveral[11].L’enquête a permis de déterminer que l’incident avait pour origine une fissure de 5 mètres de long dans le corps d’un propulseur d’appoint[12].

Lancements remarquables[modifier | modifier le code]

La Delta II a été développée d’abord pour le lancement des satellites GPS construits pour l’Armée de l’Air américaine (45 lancements en intégrant ceux effectués avec la série 6000). D’une puissance trop faible pour se positionner sur le marché des satellites en orbite géostationnaire, la Delta II a été utilisée entre 1997 et 1998 pour le lancement à raison de 5 satellites par vol de la constellation des 55 satellites de télécommunications en orbite basse Iridium[13] ainsi qu'à la même époque pour le lancement de la constellation de satellites Globalstar (par grappe de 4). Enfin la NASA a régulièrement recours aux Delta II pour le lancement de ses satellites scientifiques et de ses sondes spatiales légères. Les plus connus sont[14] :

Retrait du lanceur[modifier | modifier le code]

Comparaison des versions standard et heavy de la Delta II
L'évolution historique des lanceurs Delta

Le contrat d'achat des Delta II avec l'Armée de l'Air américaine pour le lancement des satellites GPS s'est achevé le 17 août 2009 avec la mise en orbite du dernier satellite de la série 2R. L'armée utilisera les lanceurs EELV, censés être plus flexibles, pour lancer les futurs satellites de positionnement. Boeing perd ainsi un donneur d'ordre important qui avait largement contribué au succès et à la conception du lanceur (50 lancements de satellites GPS depuis 1990)[15]. La NASA, l'autre donneur d'ordre majeur de la Delta II (plus de 40 % des lancements de Delta II ces 4 dernières années), devrait utiliser sa dernière Delta II en 2011. Pour le ravitaillement de la station spatiale internationale, la NASA a passé un contrat avec SpaceX le constructeur du lanceur Falcon 9 dont le premier vol est attendu en 2010 tandis que le lanceur Antares de Orbital Sciences, dont le premier vol est planifié pour 2011, devrait à terme être également retenu par l'agence spatiale. Il est prévu que ces nouveaux lanceurs, qui bénéficient sur le papier de couts de lancement inférieurs à ceux de la Delta II, placent en orbite les futurs satellites scientifiques et les sondes spatiales de la NASA[16]. Confronté à cette forte baisse d'activité programmée, le constructeur de la Delta II envisage malgré tout de maintenir la production de la Delta II en réduisant les couts de production[17]. En 2008 ULA, la structure qui commercialise le lanceur, a indiqué qu’il restait une demi-douzaine de fusées Delta II assemblées et invendues[18]. Un porte parole de ULA a indiqué qu’une fois que le contrat avec l’Armée de l’Air américaine aurait expiré, elle ne continuerait plus à maintenir 2 sites de lancement à Cape Canaveral comme le lui imposait les clauses qui y figuraient[18].

En août 2009 la NASA a annoncé qu’elle pourrait commander des lanceurs Delta II supplémentaires[19]. Sept vols Delta II étaient planifiés à cette date jusqu’à 2011. Cinq fusées construites n’ont pas trouvé preneur.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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Références[modifier | modifier le code]

  1. United Launch Alliance Transaction completed
  2. Delta rocket history, Boeing. Consulté le 14 juin 2008.
  3. a et b (en) « United Launch Alliance Restructures Delta II Program for Long Term Viability » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), ULA, January 29, 2008
  4. Site de Bernd Leiteberger : Nutzlasten
  5. Site de Bernd Leitenberger : charge utile de la Delta II
  6. (en) Dr. Marc D. Rayman, « DAWN Journal », JPL NASA,‎ 15 juillet 2007 (consulté le 6 septembre 2008)
  7. (en) Kevin S. Forsyth, « Vehicle Description and Designations », History of the Delta Launch Vehicle,‎ 120 août 2020207 (consulté le 15 mars 2008)
  8. (en) « Expendable Launch Vehicle Status Report », NASA,‎ June 6, 2007
  9. (en) « Swift Launch Pad Activities »,‎ 18 novembre 2008
  10. (en) Gunter Dirk Krebs, « Koreasat 1, 2 (Mugungwha 1, 2) / Europe*Star B »
  11. (en) « Unmanned rocket explodes after liftoff », CNN.com,‎ 1997-01-17 (lire en ligne)
  12. http://www.gizmodo.com.au/2008/09/the_deadly_aftermath_of_a_rocket_explosion_seconds_after_launch-2.html
  13. (en) « Boeing Delta II to Launch New Additions to Iridium Constellation », Boeing
  14. Gunther's - liste des lancements de Delta
  15. « Bittersweet launch ends several chapters of history », Spaceflight now,‎ 17 août 2009 (consulté le 5 décembre 2009)
  16. « NASA looking to solve medium-lift conundrum », Spaceflight now,‎ 29 août 2009 (consulté le 5 décembre 2009)
  17. « ULA restructures Delta 2 program for long term », Spaceflight now,‎ 29 janvier 2008 (consulté le 5 décembre 2009)
  18. a et b (en) Brian Berger, « Delta 2 Rockets to Remain Competitive Until 2015 », Space News,‎ 30 juin 2008
  19. (en) Stephen Clark, « NASA looking to solve medium-lift conundrum »,‎ 29 aout 2009