Epsilon (fusée)
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| Epsilon Lanceur spatial | |
 Epsilon-2 sur son pas de tir. | |
| Données générales | |
|---|---|
| Pays d’origine |  Japon
|
| Constructeur | IHI Aerospace |
| Premier vol | |
| Période développement | 2010-2013 |
| Statut | Opérationnel |
| Lancements (échecs) | 5 (0) à novembre 2021 |
| Hauteur | 26 mètres |
| Masse au décollage | 95,1/95,6 t. tonnes |
| Étage(s) | 3 ou 4 |
| Base(s) de lancement | Uchinoura |
| Version décrite | Epsilon-2 |
| Autres versions | Epsilon |
| Charge utile | |
| Orbite basse | 1 500 kg |
| Orbite héliosynchrone | 590 kg (4 étages) |
| Dimension coiffe | 9,19 x 2,5 m. |
| Motorisation | |
| Ergols | Propergol solide |
| 1er étage | 75,4 t. - poussée 2150 kN |
| 2e étage | 17,2 t. - poussée 445 kN |
| 3e étage | 2,9 t. - poussée 99,6 kN |
| 4e étage | 400 kg - poussée 0,4 kN |
| Missions | |
| Mission scientifique | |
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Epsilon (auparavant Advanced Solid Rocket ou ASR) est un petit lanceur japonais développé par l'agence spatiale JAXA et capable de placer en orbite basse une charge utile de 1,5 tonne. Il a pris la suite en 2013 du lanceur M-V utilisé pour le lancement de satellites scientifiques jusqu'en 2006. La production et la mise en œuvre de ce dernier s'étaient avérées trop coûteuses et son utilisation a été arrêtée. Le lanceur est comme son prédécesseur propulsé par des moteurs à propergol solide. Ses étages dérivent en partie de composants des lanceurs H-IIA et M-V. Selon ses concepteurs, le lanceur permet de raccourcir et simplifier de manière significative les préparatifs de lancement. Le premier vol a eu lieu le .
Contexte et historique du développement
De 1997 à 2006, le Japon utilise un lanceur léger à propergol solide M-V pour placer en orbite ses petits satellites scientifiques (télescopes spatiaux et sondes spatiales interplanétaires). Ce lanceur est le dernier représentant de la famille des fusées Mu développée à compter des années 1970 par l'agence spatiale japonaise l'ISAS dédiée à la recherche scientifique. Parallèlement, le Japon dispose d'une famille de lanceurs lourds à ergols liquides développée par l'agence spatiale consacrée aux applications spatiales, la NASDA. En 2003, les deux agences spatiales sont fusionnées pour former la JAXA et, en 2006, la fabrication du lanceur M-V est arrêtée : le coût de lancement de 70 M$, découlant notamment d'un premier étage à l'architecture complexe, est quatre fois plus élevé que celui des lanceurs étrangers aux capacités équivalentes. En , les responsables du programme spatial japonais annoncent le développement d'un nouveau lanceur léger à propergol solide, baptisé Epsilon, destiné à reprendre le rôle du lanceur M-V. Les ingénieurs japonais qui travaillent déjà depuis trois ans sur le projet, ont pour objectif de concevoir un lanceur moins coûteux grâce à une architecture simplifiée et un recours plus important à des composants existants. La construction de l'Epsilon est confiée à la société IHI Aerospace qui fabrique par ailleurs le propulseur d'appoint de la H-2A qui doit servir de premier étage au nouveau lanceur. IHI Aerospace était également le principal industriel impliqué dans la réalisation du lanceur M-V. Le premier vol a lieu en 2013[1].
Epsilon 2
Dès le deuxième vol qui a lieu le une version plus puissante, baptisée Epsilon-2, est mise en œuvre et devient la version standard. La charge utile en orbite terrestre basse passe de 1,2 à 1,5 tonne. Sa longueur passe de 24 à 26 mètres et sa masse passe de 91 à 95 tonnes. Elle utilise un deuxième étage de taille plus importante. Le quatrième étage optionnel PBS emporte un réservoir agrandi qui lui permet de fonctionner 3 minutes de plus. Les tuyères des deuxième et troisième étage qui se déployaient en orbite sont désormais fixes (et donc plus longues) ce qui entraine un allongement des deux interétages. Grâce à ses modifications la charge utile en orbite terrestre basse passe de 1,2 à 1,5 tonne[2],[3].
Le coût de développement de l'Epsilon-5 lancé en novembre 2021 s'est élevé à 5,8 milliards de yens ( 44,3 millions d'euros).
Espilon S
En juin 2020, la JAXA signe un accord pour la réalisation d'une version améliorée du lanceur Epsilon, dénommé Epsilon S (S pour "Synergie"), qui a pour but de transformer Epsilon en un lanceur compétitif sur le marché des vols commerciaux. Également, là où Epsilon est basée sur les technologies équipant également le lanceur H-IIA, Epsilon S possédera lui les technologies développées pour le nouveau lanceur japonais H-III.
Le premier étage sera modifié pour correspondre au nouveau SRB-3, développé pour la H-III. Le troisième étage, placé sous la coiffe sur la version initiale d'Epsilon, sera désormais placé en-dehors, et agrandi, pour permettre un accès simplifié à la charge utile. Visant une cadence pouvant monter jusqu'à deux lancements tous les trois mois, Epsilon S doit effectuer son premier vol en 2023[4].
Caractéristiques techniques
Le lanceur Epsilon est conçu de manière à réduire son coût de production et de mise en œuvre de 50 % par rapport à son prédécesseur M-V. En contrepartie, sa charge utile est de 1,2 tonne contre 1,8 tonne pour son prédécesseur. Comme son prédécesseur, Epsilon utilise pour ses trois étages une propulsion à propergol solide. Le premier étage est constitué par le propulseur d'appoint SRB-A de la fusée japonaise H-IIA. Le second étage est dérivé du troisième étage de la fusée M-V. Le troisième étage est un nouveau développement dont l'orientation est contrôlée par mise en rotation (spin), un système moins onéreux que la stabilisation 3 axes utilisée par le lanceur M-V. La structure des moteurs est simplifiée et allégée. Parmi les innovations du nouveau lanceur figurent un système de test automatique de l'état du lanceur utilisant un logiciel d'intelligence artificielle qui doit diviser par quatre le temps de préparation d'un lancement et simplifier les opérations de contrôle qui pourront se faire à distance avec de simples ordinateurs portables. La coiffe longue de 8,90 mètres pour un diamètre de 2,5 mètres recouvre à la fois la charge utile et le troisième étage. Epsilon, avec une longueur de 26 mètres pour une masse de 95 tonnes, est plus compact que M-V (31 mètres)[5]. De manière optionnelle, le lanceur pourra inclure un petit module de propulsion solidaire du troisième étage, baptisé Post Boost Stage (PBS), utilisant une propulsion à ergols liquides permettant une insertion en orbite extrêmement précise[6].
| Caractéristique | Lanceur complet | 1er étage | 2eétage | 3eétage | 4eétage (option) |
|---|---|---|---|---|---|
| Désignation | SRB-A3 (SRB-A) |
M-35 (M-34c) |
KM-V2c (KM-V2b) |
PBS | |
| Dimension (longueur × diamètre) |
26 m (24,4m) |
11,7 × 2,5 m | 5,16 x 2,5 m (3,4 × 2,2 m) |
2,3 × 1,4 m | 1,2 × 1,2 m |
| Masse | 95 t (91 t) |
75 t | 17,2 t (12,3 t) |
2,9 t (3,3 t) |
300 kg |
| Carburant | 75 t (66,3 t) |
15 t (10,8 t) |
2,5 t | 120 kg (100 kg) | |
| Poussée maximale | 2150 kN | 445 kN (371,5) |
99,6 kN (99,8) |
0,4 kN | |
| Impulsion spécifique | 283 s | 295 s (300 s) |
299 s (301 s) |
215 s | |
| Durée de fonctionnement | 109 s (112 s) |
129 s (102 s) |
89 s | 1280 s (1100 s) | |
| Ergols | propergol solide | Hydrazine | |||
Epsilon-2 est capable de placer 1,5 tonne sur une orbite basse elliptique (250 × 500 km), 590 kg sur une orbite héliosynchrone de 500 km avec une version à 4 étages et 365 kg en orbite haute avec une version à 3 étages (apogée 31 000 km)[7] et 300 kg sur une trajectoire interplanétaire. Les lancements ont lieu depuis la base de lancement d'Uchinoura utilisée également par le lanceur M-V.
Historique des lancements
Le premier vol a eu lieu le et a placé en orbite le petit télescope spatial japonais Hisaki/SPRINT-A. Le satellite de 320 kg doit être placé sur une orbite basse de 950 × 1 150 km pour une inclinaison de 31°[8]. Le rythme de lancement prévisionnel de l'Epsilon est de un tir par an[5].
| Date (UTC) | N° Vol | Modèle | Charge utile | Type | Masse | Orbite | Commentaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Epsilon | Hisaki/SPRINT-A | Télescope spatial ultraviolet | 350 kg | Orbite héliosynchrone | ||
| 2 | Epsilon-2 | Arase/ERG | Satellite scientifique étude de l'ionosphère | 350 kg | Orbite haute | ||
| [10] | 3[11] | Epsilon-2 CLPS | ASNARO-2 | Satellite d'observation de la Terre radar | 570 kg[12] | Orbite héliosynchrone | |
| 4 | Epsilon-2 CLPS | RAPIS-1 / MicroDragon / RISESAT (en) / ALE-1 / OrigamiSat-1 / AOBA-VELOX-IV / NEXUS[13] | Satellite expérimental | Orbite basse | |||
| 5 | Epsilon-2 CLPS | RAISE-2 (en) / HIBARI (en) / Z-Sat / DRUMS (en) / ASTERISC (en) / ARICA / NanoDragon (en) / KOSEN-1 (en)[14] | Satellite expérimental | Orbite basse | |||
| Lancements planifiés | |||||||
| 2022 (?) | Epsilon-2 CLPS | JV-LOTUSat 1 | Satellite d'observation de la Terre radar | Orbite héliosynchrone | Satellite vietnamien | ||
| Vers 2022 | Epsilon | DESTINY+[15] | Sonde spatiale / Démonstrateur technologique | 480 kg | Orbite haute | ||
| Vers 2023 | Epsilon S | ? | ? | ? | ? | ? | |
Notes et références
- (en) STEPHEN CLARK, « Asteroid probe, rocket get nod from Japanese panel », spaceflightnow, .
- Gunter Dirk Krebs, « Epsilon », sur Gunter's Space Page (consulté le ).
- (en) Patrick Blau, « Enhanced Epsilon Launch Vehicle », sur spaceflight101.com (consulté le ).
- (ja) « JAXA | 「イプシロンSロケットの開発及び打上げ輸送サービス事業の実施に関する基本協定」の締結について », sur JAXA | 宇宙航空研究開発機構 (consulté le )
- Yasuhiro Morita, « A new type of launch vehicle : a rocket with artificial intelligence », JAXA, .
- (en) Norber Brügge, « ASR Epsilon » (consulté le ).
- (en) « Epsilon Launch Vehicle Launch Capacity », JAXA (consulté le ).
- « Launch Result of Epsilon-1 with SPRINT-A aboard », JAXA, .
- Gunter Dirk Krebs, « Epsilon », sur Gunter's Space Page (consulté le ).
- (en) « JAXA launches Epsilon-3 rocket- News - NHK WORLD - English », NHK WORLD, (lire en ligne, consulté le ).
- (en-US) « Pre-Dawn Epsilon Liftoff Sends Japanese Radar-Imaging Satellite into Orbit – ASNARO-2 | Spaceflight101 », sur spaceflight101.com (consulté le ).
- (en-US) « Japan’s ASNARO-2 launched on third Epsilon flight – NASASpaceFlight.com », sur www.nasaspaceflight.com (consulté le ).
- « 革新的衛星技術実証1号機に搭載する実証テーマ候補 », JAXA.
- (ja) « 2号機プロジェクト », JAXA.
- « DESTINY+: Deep Space Exploration Technology Demonstrator and Explorer to Asteroid 3200 Phaethon », JAXA.
