CST-100 Starliner

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Le vaisseau spatial CST-100 (vue d'artiste)
Partie pressurisée du CST-100 sans sa protection externe
Une maquette de CST-100 au cours d'un test en soufflerie.

Le CST-100 Starliner (CST est l'acronyme de Crew Space Transportation c'est-à-dire en anglais Transport spatial d'équipage) est un véhicule spatial réutilisable capable de transporter un équipage de sept astronautes proposé par la société Boeing en collaboration avec Bigelow Aerospace. CST-100 est un des trois vaisseaux développés en réponse à l'appel d'offres du programme CCDeV de l'agence spatiale américaine, la NASA, initialisé en 2010 pour reprendre une tâche assurée jusque-là par la Navette spatiale américaine retirée en 2011. CST-100 a été retenu par la NASA en septembre 2014 avec le vaisseau Dragon V2 pour transporter les équipages de la station spatiale internationale. CST-100 est un vaisseau aux caractéristiques externes proches de celles du vaisseau Apollo mais qui peut transporter jusqu'à sept astronautes et qui incorpore le système chargé d'éjecter la capsule en cas de défaillance du lanceur. Son premier vol habité doit avoir lieu en Août 2019.

Contexte[modifier | modifier le code]

Le retrait de la navette spatiale américaine et les difficultés du développement du vaisseau Orion[modifier | modifier le code]

Après le retrait de la navette spatiale américaine effective depuis l'été 2011, la NASA ne dispose plus de moyens de transport pour amener ses astronautes à la station spatiale internationale. Elle doit recourir aux Soyouz russes. Lorsque la décision de retirer la navette spatiale avait été prise en 2004, la NASA prévoyait que le vaisseau Orion, développé dans le cadre du programme Constellation, la remplace pour assurer le transport des astronautes. Le développement du vaisseau Orion était complexe car celui-ci devait être utilisé à la fois pour desservir l'orbite basse et pour emporter son équipage jusqu'à la Lune et éventuellement au-delà.

Appel à l'industrie privée : l'appel d'offres CCDeV[modifier | modifier le code]

Les retards accumulés par ce projet décidèrent la NASA a lancer le développement par l'industrie privée d'un engin chargé exclusivement du transport en orbite basse des astronautes. Le programme COTS, mis sur pied en 2006, visait à confier à des candidats choisis à la fois le transport de fret et celui des astronautes (option D). Les deux candidats sélectionnés pour le programme COTS se sont concentrés sur le développement du vaisseau cargo qui constitue le besoin prioritaire. La NASA a lancé le programme CCDev pour sélectionner de nouvelles entreprises susceptibles de travailler immédiatement sur le transport de passagers. CCDev inaugure comme le programme COTS une nouvelle façon de travailler de la NASA avec les industriels chargés de développer les véhicules spatiaux.

Le cahier des charges de l'appel d'offres CCDev[modifier | modifier le code]

Pour répondre au cahier des charges du programme la solution les sociétés participant à l'appel d'offres doivent fournir à la fois un lanceur et un vaisseau spatial remplissant les conditions suivantes[1] :

  • Pouvoir transporter deux fois par an un équipage de quatre personnes et leurs équipements jusqu'à la station spatiale internationale et ramener sur Terre un effectif équivalent
  • Le vaisseau développé doit permettre de sauvegarder l'équipage dans le cas d'un événement anormal se produisant sur la pas de tir ou durant la phase de vol propulsée.
  • Le vaisseau doit pouvoir servir de refuge dans l'espace durant 24 heures s'il se produit un évènement grave (l'agence spatiale évoque le cas d'une fuite de la station spatiale internationale qui ne peut être réparée immédiatement)
  • Le vaisseau doit pouvoir rester amarré à la station spatiale durant au moins 210 jours (correspond au temps de séjour normal d'un équipage avec une marge de quelques dizaines de jours).

La NASA encourage les participants à faire preuve de créativité. Aucun solution technique est écartée (navette spatiale, vaisseau classique de type Apollo)[1]. Le partage des taches entre l'agence spatiale et les fournisseurs est très différent du mode de fonctionnement antérieur du programme spatial habité : contrairement à celui-ci les industriels restent propriétaires des vaisseaux et réalisent eux-mêmes les opérations de lancement et leur mise en oeuvre. Les constructeurs peuvent également commercialiser leur offre auprès d'autres utilisateurs que l'agence spatiale américaine[2].

Développement[modifier | modifier le code]

CST-100 est un des trois véhicules spatiaux retenus par la NASA dans le cadre de l'appel d'offres CCDev[3]. Le vaisseau CST-100 est dès le départ conçu pour également desservir des stations spatiales privées comme les projets Sundancer et Commercial Space Station de Bigelow Aerospace[4]. La conception s'appuie sur l'expérience de Boeing avec les programmes de la NASA, le programme Apollo, la navette spatiale et la station spatiale internationale ainsi que le projet Orbital Express parrainé par le DoD[5].

Le projet de Boeing a, en 2014, franchi successivement les trois premières étapes du processus de sélection de l'agence spatiale américaine qui lui a octroyé successivement 18 M$ pour les études préliminaires, 92,3 M$ dans le cadre de la phase 2 en avril 2011 et 460 M$ en aout 2012 pour la phase CCiCap (Commercial Crew Integrated Capability). La sélection finale a eu lieu le 16 septembre 2014 où il est retenu en même temps que le projet de SpaceX. Il est prévu que le CST-100 soit assemblé au centre spatial Kennedy dans un ancien bâtiment utilisé pour l'entretien de la navette spatiale américaine, l'Orbiter Processing Facility 3 (OPF 3).

Comparaison des principales caractéristiques des trois candidats du programme CCDeV rapprochées de celles du vaisseau Soyouz [6]
Caractéristique CST-100 Dragon V2 Dream Chaser Soyouz TMA m/MMS
Constructeur Boeing SpaceX Sierra Nevada RKK Energia
Type véhicule de rentrée capsule classique Corps portant Capsule classique
Masse 10 t. 7,510 t. 11,3 t. 7,15 t.
Diamètre externe 4,56 m 3,6 m. m. 2,72 m. (module descente 2,2 m.)
Longueur 5,03 m. 7,2 m. m 7,48 m.
Volume pressurisé 12,5 m3 11 m3 16 m3 4 + 6,5 m3
Source énergie Batteries Panneaux solaires Batteries Panneaux solaires
Système d'éjection propulseurs intégrés ? Tour de sauvetage
Autonomie en vol libre 60 h ? ? 4 jours
Méthode d'atterrissage Parachutes + airbags (Terre) Parachutes Vol plané Parachutes + propulsion pour la vitesse résiduelle
Site d'atterrissage Terre ou Mer Terre (zone prévue) Piste d'atterrissage Terre
Lanceur Atlas V Falcon 9 Atlas V Soyouz
Réutilisable ?
pour l'utilisation par la NASA
Non Oui Oui Non
Autre caractéristique Parachutes de secours en cas de défaillance
du système d'atterrissage propulsif
A l'atterrissage déport possible jusqu'à 1 500 km Partie pressurisée subivisée en deux modules

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Intérieur du module pressurisé.

Le CST-100 est un véhicule spatial destiné au transport d'équipage aux caractéristiques classiques. Il comprend un module de descente pressurisé dans lequel se tient l'équipage et un module de service dans lequel sont rassemblés tous les équipements qui ne sont pas nécessaires pour le retour sur Terre. Seul le module de descente revient sur Terre. Le module de descente reprend la forme conique du module du vaisseau Apollo avec un angle de cône identique mais un diamètre supérieur (4,56 mètres). Le CST-100 est optimisé pour le transport de 4 astronautes mais peut transporter jusqu'à sept personnes. La cabine pressurisée permet de transporter du fret avec l'équipage. La tour de sauvetage qui surmonte habituellement les vaisseaux des équipages (Soyouz, Apollo) est remplacée par quatre moteurs-fusées RS-88 (en) intégrés dans le module de service. Les ergols brûlés par ces moteurs sont stockés dans des réservoirs alimentant également les propulseurs de contrôle d'attitude. Le bouclier thermique est réalisé avec un revêtement ablatif de type BLA (Boeing Lightweight Ablator) développé par Boeing. Le vaisseau peut atterrir sur Terre grâce à des coussins gonflables qui autorisent une vitesse d'arrivée verticale de 30 km/h et horizontale de 50 km/h ou amerrir en mer. Une fois lancé le vaisseau dispose d'une autonomie de 48 heures mais est conçu pour rejoindre la station spatiale internationale en 8 heures. Une fois amarré à la station spatiale il peut séjourner 210 jours dans l'espace. Le vaisseau proposé par Boeing doit être placé en orbite par une version de l'Atlas V présentant une fiabilité compatible avec l'emport d'un équipage. À cette fin la fusée doit être équipée d'un système EDS (Emergency Detection System) qui doit détecter en temps réel durant le lancement les problèmes affectant les propulseurs ou le comportement du lanceur et déclencher l'éjection du véhicule spatial. Le deuxième étage Centaur utilisé est la version comportant deux moteurs pour pouvoir faire face à l'arrêt d'un des propulseurs. L'utilisation des fusées Delta IV, et Falcon 9 est également envisagée[7].

Le CST-100 présente une certaine ressemblance avec le vaisseau Orion, développé par Lockheed Martin dans le cadre du programme Constellation de la NASA[8] dont il reprend les dimensions extérieures[5]. Mais comme il n'a pas besoin d'assurer les missions interplanétaires de celui-ci, il dispose d'un espace accru qui lui permet de transporter un équipage qui peut atteindre sept personnes.

Premier vol[modifier | modifier le code]

Boeing prévoit un premier vol habité en Août 2019, après un vol orbital sans équipage en Mars 2019 puis un test du mécanisme d'éjection de la capsule[9].

Les astronautes désignés pour cette mission sont Eric Boe, Christopher Ferguson et Nicole Mann[10].

Nom[modifier | modifier le code]

CST est l'acronyme de Crew Space Transportation et le chiffre 100 représente l'altitude de 100 km qui constitue de manière conventionnelle le début de l'espace (ligne de Kármán)[11],[12].

Références[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Keith Reiley et al., « Design Considerations for a Commercial Crew Transportation System », American Institute of Aeronautics and Astronautics,‎ , p. 1-6 (lire en ligne)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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