Delta IV

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher
Delta IV
Delta IV Medium Rocket DSCS.jpg
Delta IV Medium
Données générales
Mission Lanceur Commercial Orbite LEO et GTO
Période des lancements 2002 à aujourd'hui
Nb de lancements 27 (1 échec partiel) au 29 juillet 2014
Pays d’origine Drapeau des États-Unis États-Unis
Caractéristiques techniques
Dimensions
Hauteur 63-72 m
Diamètre 5 m
Masse au décollage 249,5 T - 733,4 T
Nombre d'étages 2
Puissance et capacité d’emport
Charge utile en LEO 8,6 T à 22,5 T
Charge utile en GTO 3,9 T à 12,9 T
Premier étage CBC de la Delta IV à Cap Canaveral (2007). En arrière plan à droite le bâtiment d'assemblage horizontal (HIF) et au fond la tour de lancement mobile
Les installations sur l'aire de lancement : tour de lancement mobile, mat ombilical fixe (à gauche) et mats paratonnerre

La Delta IV est une série de lanceurs américaine développée dans les années 1990 pour remplacer les lanceurs existants de capacité moyenne à lourde Atlas Titan et Delta II utilisés jusque là par les agences gouvernementales américaines (programme Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) de l'Armée de l'Air américaine). Il fait partie de la famille Delta.

Il est construit par Boeing Integrated Defense Systems dans l'usine de Decatur (Alabama) dont la production a commencé en 2000[1]. Il est commercialisé et lancé par United Launch Alliance. La Delta IV est la dernière version de la famille Delta et aujourd'hui la seule produite avec la Delta II. Elle n'a plus aucun point commun avec le lanceur originel Thor Delta. Son premier tir a eu lieu en 2002.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

La Delta IV est un lanceur comportant deux étages propulsés tous deux par un moteur très performant brulant une combinaison d'hydrogène et d'oxygène. C'est actuellement la seule fusée au monde qui peut décoller avec des moteurs consommant de l'hydrogène et de l'oxygène sans avoir recours à des propulseurs d'appoint.

  • La coiffe est disponible en 2 diamètres (4 et 5,13 mètres) et 4 longueurs de 11,7 à 19,8 mètres.
  • Pour les missions interplanétaires un troisième étage à ergol solide (le PAM-D) est proposé.

Premier étage[modifier | modifier le code]

Le premier étage baptisé CBC (Common Booster Core) est de conception entièrement nouvelle : la Delta IV est le premier lanceur de la famille des Delta à abandonner l'étage dérivé du missile Thor. Le CBC qui est commun à toutes les versions de la Delta IV, est haut de 40,96 mètres avec un diamètre de 4,88 mètres et pèse à vide 24,5 tonnes. L'étage contient un réservoir d'oxygène liquide surmonté d'un réservoir à hydrogène liquide et est motorisé par un seul moteur-fusée RS-68 développé par la société Rocketdyne à partir du moteur de la navette spatiale américaine SSME. Le RS-68, n'est pas réutilisable comme le SSME. Il a été simplifié pour abaisser son cout de fabrication : des méthodes de fabrication moins couteuses sont utilisées et la tuyère utilise un revêtement ablatif. Son impulsion spécifique est plus faible (410 s dans le vide, 365 s au niveau de la mer) mais sa poussée de 3 312 kN en fait le moteur LO2/LH2 le plus puissant du monde et permet à la version de base de la Delta IV de décoller sans recourir à des propulseurs d'appoint.

Pour augmenter la charge utile, le premier étage peut comporter un ou plusieurs propulseurs d'appoint à poudre GEM-60 : ceux-ci sont une version plus puissante des GEM-46 utilisés sur le lanceur Delta III. Les GEM-60 ont un diamètre de 1,55 mètre et sont fabriqués par la société Alliant Techsystems. Ils comportent des tuyères orientables qui sont utilisées pour corriger l'orientation du lanceur en vol.

Deuxième étage[modifier | modifier le code]

Deuxième étage du lanceur de la Delta III.

La technique de construction de l'étage Centaur n'est pas reprise : contrairement à celui-ci, la rigidité de l'étage n'est pas assurée par le maintien sous pression des réservoirs mais par la structure. Le moteur, optimisé par rapport à celui de la Delta III est un RL-10B-2 de Pratt & Whitney avec une impulsion spécifique de 462 secondes. Il peut être rallumé jusqu'à 15 fois. La tuyère est en partie extensible (elle se déplie en vol) ce qui permet de réduire la longueur de l'étage et donc son poids à vide. La partie fixe de la tuyère, réalisée en composite carbone, est fabriquée par la Société européenne de propulsion en France. Le deuxième étage est proposé dans deux diamètres, 4 mètres et 5 mètres, contenant respectivement 20 et 27 tonnes d'hydrogène et d'oxygène liquide et fonctionnant durant respectivement 825 secondes et 1 125 secondes.

Assemblage et lancement[modifier | modifier le code]

Avec la Delta IV, Boeing abandonne les sites de lancement utilisés depuis les débuts de la Thor Delta : à la base de Cap Canaveral en Floride l'ancienne aire de lancement des Saturn I et Saturn IB (l'aire 37) est convertie pour le nouveau lanceur. À Vandenberg sur la côte ouest, le constructeur aménage l'aire SLC-6 édifiée pour le lancement du laboratoire spatial militaire MOL, projet avorté des années 1960.

L'assemblage du lanceur sur l'aire de lancement, de mise sur tous les lanceurs Delta, est abandonné : désormais le lanceur est en partie monté et testé dans un bâtiment d'assemblage à l'horizontale (Horizontal Integration Facility HIF) puis transféré sur l'aire de lancement et redressé à la verticale sur sa table de lancement. Une tour de lancement mobile (Mobile Service Tower MST), qui est éloignée avant le lancement, permet d'achever le travail en particulier en fixant la charge utile au sommet du lanceur et les boosters à propergol solide s'ils sont nécessaires. Boeing espère ainsi abaisser de 2 ou 3 fois le temps de stationnement sur l'aire de lancement permettant d'accélérer le rythme des tirs[2].

Les versions[modifier | modifier le code]

Les différentes versions de la Delta IV
Lancement d'une Delta IV Heavy (2007)

La Delta IV est disponible en cinq versions : Medium, Medium+ (4,2), Medium+ (5,2), Medium+ (5,4) et Heavy qui peuvent placer en orbite une charge utile comprise entre 3,96 tonnes et 22 tonnes en orbite basse. Le lanceur est décliné en deux sous-familles : les Delta-IV Medium et le lanceur lourd Delta IV Heavy. Le développement d'autres versions est à l'étude.

Delta IV Medium[modifier | modifier le code]

La sous-famille des Delta IV Medium peut comporter au choix un deuxième étage de 4 ou 5 mètres de diamètre et 0, 2 ou 4 propulseurs d'appoint à poudre. En fonction de sa configuration, cette version peut lancer de 3,96 à 6,57 tonnes sur orbite de transfert géostationnaire (GTO). La Delta IV Medium a des capacités similaires à celles de l'Ariane 5 mais Boeing a révisé son coût de fabrication à la hausse de 95 à 230 millions de $, un prix trop élevé pour que le lanceur puisse concurrencer la fusée européenne[2].

  • La Delta IV Medium (Delta 9040) est le modèle de base de la famille des lanceurs Delta IV. Elle comporte un simple CBC et un second étage d'un diamètre de 4 mètres et une coiffe dérivée de celle de la Delta III du même diamètre. La Delta IV Medium peut lancer 4,21 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.
  • La Delta IV Medium+ (4,2) (Delta 9240) est identique à la Medium, mais elle utilise deux propulseurs d'appoint à poudre fabriqués par Alliant d'un diamètre de 1,5 mètre GEM-60 qui porte la charge utile à 5,845 tonnes.
  • La Delta IV Medium+ (5,2) (Delta 9250) est similaire à la Medium+ (4,2), mais elle utilise une coiffe composite de 5 mètres de diamètre et un second étage modifié comportant un réservoir d'hydrogène de 5 mètres de diamètre et un réservoir d'oxygène allongé. Ces modifications ne lui permettent de lancer que 4 640 kg c'est-à-dire moins que la Medium+ (4,2).
  • La Delta IV Medium+ (5,4) (Delta 9450) est similaire à la Medium+ (5,2), mais elle utilise 4 propulseurs d'appoint GEM-60 au lieu de deux ce qui lui permet de placer en orbite de transfert géostationnaire 6,565 tonnes.

Delta IV Heavy[modifier | modifier le code]

La Delta IV Heavy (Delta 9250H) est destinée à reprendre le rôle du lanceur lourd Titan IV et peut lancer 22 tonnes en orbite basse, 13 tonnes en orbite de transfert géostationnaire ou 8 tonnes vers Mars. Elle est similaire à une Delta IV Medium+ (5,2) à l'exception des propulseurs d'appoint qui sont remplacés par deux CBC. Elle pèse approximativement 733 tonnes. Au lancement les trois moteurs sont poussés à leur puissance maximum (102 %) puis après 50 secondes la puissance du moteur central est ramenée à 58 %. Au bout de 235 secondes la puissance des propulseurs d'appoint est également ramenée à 58 % pour ne pas dépasser les 5G d'accélération. Peu de temps après les propulseurs d'appoint sont largués et le moteur du premier étage est de nouveau poussé à 102 %. Le Delta IV Heavy dispose également d'une coiffe en composite allongée de 5 mètres par rapport à la version Medium.

La charge utile est la suivante :

  • Orbite de transfert géostationnaire : 13,13 tonnes,
  • Orbite géostationnaire :6,275 tonnes,
  • Orbite d'évasion : 9,3 tonnes,
  • C2 30 km/s : 5,228 tonnes,
  • C3 60 km/s : 2,521 tonnes.

Autres versions étudiées[modifier | modifier le code]

Une version moins puissante dite « Lite », utilisant les étages supérieurs de la Delta II et permettant de placer 2,2 tonnes sur orbite de transfert géostationnaire, a été étudiée mais n'a jusqu'à présent pas été développée.

Historique[modifier | modifier le code]

L'appel d'offres pour l'Evolved Expendable Launch Vehicle[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Evolved Expendable Launch Vehicle.

Après plusieurs tentatives avortées, l'Armée de l'Air américaine décide de lancer un appel d'offres pour la réalisation d'un lanceur qui doit remplacer à la fois les lanceurs moyens et lourds - Delta, Atlas et Titan IV - utilisés par les différentes agences gouvernementales (dont l'Armée de l'Air et la NASA) pour lancer satellites et sondes spatiales. L'objectif est de disposer d'un lanceur moins couteux, couvrant bien les besoins et offrant des interfaces standardisées pour l'intégration des satellites. La solution doit s'appuyer sur des solutions techniques à la fois avancées et éprouvées. Le futur lanceur désigné sous le sigle Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) et le dispositif de lancement (qui est inclus dans l'appel d'offres) doivent permettre d'abaisser les couts en partie grâce à la reconquête du marché des satellites commerciaux. Mais le cahier des charges rend cet objectif difficilement tenable car les performances attendues ne permettent de toucher que 42 % du marché commercial[3].

L'appel d'offres est lancé en 1995 et 4 sociétés y répondent : Alliant, Boeing, McDonnell Douglas constructeur des Delta ainsi que Lockheed Martin constructeur des Atlas et Titan. Une première sélection désigne en 1996 comme finalistes Lockheed Martin et McDonnell Douglas. Les deux concurrents disposent de 18 mois pour le deuxième tour. Boeing rachète McDonnell Douglas en 1997 et se retrouve donc finaliste. La société propose une version complètement refondue de son lanceur Delta, la Delta IV. En 1997 l'Armée de l'Air décide finalement de retenir les deux finalistes pour ne pas se retrouver face à un fournisseur unique. En 1998 la première tranche de lanceurs est attribuée : 19 lancements sont accordés à Boeing et 9 lancements à Lockheed Martin pour une somme totale de 2 milliards de $. Mais en 2003 une enquête révèle que Boeing a dérobé des documents confidentiels de son concurrent susceptibles d'avoir faussé la compétition et le nombre de lanceurs commandé à Boeing est par mesure de rétorsion réduit à 12 (entre autres mesures) le solde devant être construit par son concurrent[3].

Lancements et coûts[modifier | modifier le code]

Le premier lancement a eu lieu en 2002 et en novembre 2009 le lanceur comptait 7 vols tous réussis[2]. 27 lancements ont eu lieu au 5 décembre 2014 dont un échec partiel.

Le premier lancement de la Delta IV Heavy en décembre 2004 est intervenu après une très longue période de mise au point et a été un demi succès du fait de l'arrêt prématuré des moteurs. Depuis deux lancements réussis ont été effectués (situation fin 2009).

En mai 2014, ULA s'est vu attribuer 70 lancements (Delta et Atlas). La gamme Delta IV coûte entre 164 et 350 millions de dollars le modèle[4].

Liste des lancements de Delta IV (2000-2014)[modifier | modifier le code]

Actualisée le 5 décembre 2014.

Date/Heure
(UTC)
Type N° de série Base de lancement Charge utile Type satellite Orbite Résultat Remarques
20/11/2002
22h39
Medium+(4,2) 293 Cap Canaveral Eutelsat W5 Satellite de télécommunications commercial Orbite géostationnaire Succès Premier lancement de Delta IV
11/3/2003
00h59
Medium 296 Cap Canaveral USA-167 (DSCS-3 A3) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès Premier lancement de Delta IV Medium
Première mission pour l'Armée de l'Air
29/8/2003
23h13
Medium 301 Cap Canaveral USA-170 (DSCS-3 B6) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès
21/12/2004
21h50
Heavy 310 Cap Canaveral DemoSat [5] / 3CS 1 / 3CS 2 Démonstrateur Orbite géosynchrone (prévu) Echec partiel, l'orbite visée n'est pas atteinte Première Delta IV Heavy
24/5/2006
22h11
Medium+(4,2) 315 Cap Canaveral GOES 13 (GOES-N) Satellite météorologique Géostationnaire Succès Premier lancement de Delta IV pour la NASA
28/6/2006
3h33
Medium+(4,2) 317 Vandenberg NROL-22 Satellite de reconnaissance Orbite de Molniya Succès Première Delta IV lancée depuis Vandenberg
4/11/2006
13h53
Medium 320 Vandenberg DMSP F17 Satellite météorologique militaire orbite héliosynchrone Succès Première Delta IV lancée sur une orbite héliosynchrone
11/11/2007
1h50
Heavy 329 Cap Canaveral DSP-23 Satellite d'alerte avancée Géosynchrone Succès Premier lancement de Delta IV commandé par l'United Launch Alliance
18/1/2009
02h47[6],[7]
Heavy 337 Cap Canaveral USA-202 (NROL-26) Satellite de reconnaissance Géosynchrone Succès
27/6/2009
22h51[8]
Medium+(4,2) 342 Cap Canaveral GOES 14 (GOES-O) Satellite météorologique Géostationnaire Succès[9]
6/12/2009
01h47[10]
Medium+(5,4) 346 Cap Canaveral WGS-3 Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès[10] Premier lancement de Delta IV Medium+ (5,4)
04/03/2010
23h57
Medium+(4,2) 348 Cap Canaveral GOES 15 (GOES-P) Satellite météorologique Géostationnaire Succès
28/05/2010
03h00
Medium+(4,2) 349 Cap Canaveral USA-213 (GPS IIF-1) Satellite de Navigation MEO Succès
21/11/2010
22h58
Heavy 351 Cap Canaveral USA-223 (NROL-32) Satellite de reconnaissance Géosynchrone Succès
20/11/2011
21h10
Heavy 352 Vandenberg USA-224 (NROL-49) Satellite de reconnaissance LEO Succès Premier lancement de Delta IV Heavy depuis Vandenberg
11/03/2011
23h38
Medium+(4,2) 353 Cap Canaveral USA-227 (NROL-27) Satellite de reconnaissance Géostationnaire Succès
16/07/2011
06h41
Medium+(4,2) 355 Cap Canaveral USA-231 (GPS IIF-2) Satellite de Navigation MEO Succès
20/01/2012
00h38
Medium+(5,4) 358 Cap Canaveral USA-233 (WGS-4) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès
03/04/2012
23h12
Medium+(5,2) 359 Vandenberg USA-234 (NROL-25) Satellite de reconnaissance LEO Succès Premier vol en version Medium+(5,2)
29/06/2012
13h15
Heavy 360 Cap Canaveral USA-237 (NROL-15) Satellite de reconnaissance Géosynchrone Succès Premier vol du moteur RS-68A
04/10/2012
12h10
Medium+(4,2) 361 Cap Canaveral USA-239 (GPS IIF-3) Satellite de Navigation MEO Succès
25/05/2013
00h27
Medium+(5,4) 362 Cap Canaveral USA-243 (WGS-5) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès
08/08/2013
00h29
Medium+(5,4) 363 Cap Canaveral USA-244 (WGS-6) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès
28/08/2013
18h03
Heavy 364 Vandenberg USA-245 (NROL-65) Satellite de reconnaissance LEO Succès
21/02/2014
01h59
Medium+(4,2) 365 Cap Canaveral USA-248 (GPS IIF-5) Satellite de Navigation MEO Succès
17/05/2014
00h03
Medium+(4,2) 366 Cap Canaveral USA-251 (GPS IIF-6) Satellite de Navigation MEO Succès
28/07/2014
23h28
Medium+(4,2) 368 Cap Canaveral AFSPC-4 (GSSAP #1/2 & ANGELS) (USA-253/4/5) Satellite de surveillance et Démonstrateur Géostationnaire Succès Première utilisation de l’ESPA (EELV Secondary Payload Adapter) sur une fusée Delta. Cet adaptateur de seconde charge utile, permet le lancement d’un second satellite de poids inférieur, dans ce cas-ci le démonstrateur ANGELS.
05/12/2014

12h05

Heavy 3 Cap Canaveral Orion (véhicule spatial) Test de la capsule ORION 5800Km Succès Voir : Exploration Flight Test 1

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Decatur rocket plant expected to expand production this week, 29 septembre 2009
  2. a, b et c « Die Delta 3 und 4 », Site Bernd Leitenberger (consulté le 2 décembre 2009)
  3. a et b « EELV Evolved Expendable Launch Vehicle », sur Globalsecurity.org (consulté le 3 décembre 2009)
  4. Stephen Barensky, « ULA affiche les prix », Air et Cosmos, no 2407,‎ 23 mai 2014, p. 40
  5. (en) « The DemoSat payload », Spaceflight Now,‎ 1 décembre 2004
  6. (en) « Tracking Station - Worldwide launch schedule », Spaceflight Now (consulté le 13 octobre 2008)
  7. (en) Michael B. Schaub, « Mission Set Database », NASA GSFC/Honeywell TSI (consulté le 13 octobre 2008)
  8. (en) William Harwood, « Delta 4 deploys an advanced weather observatory », Spaceflight Now,‎ 27 juin 2009
  9. Modèle:Cite press
  10. a et b (en) Justin Ray, « New communications craft launched for U.S. military », Spaceflight Now,‎ 5 décembre 2009 (consulté le 6 décembre 2009)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

  • Delta (famille de lanceurs Delta)
  • Atlas V (lanceur américain concurrent)

Lien externe[modifier | modifier le code]