Epsilon (fusée)

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Epsilon
Epsilon-2 sur son pas de tir.
Epsilon-2 sur son pas de tir.
Données générales
Pays d’origine Drapeau du Japon Japon
Constructeur IHI Aerospace
Premier vol
Période développement 2010-2013
Statut Opérationnel
Lancements (échecs) 2 (0) à décembre 2016
Hauteur 26 mètres
Masse au décollage 95,1 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
Missions
Mission scientifique

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 tonnes. 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'était avéré trop coûteuse 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 raccourcir et simplifier de manière significative les préparatifs de lancement. Le premier vol a eu lieu le 14 septembre 2013.

Contexte et historique du développement[modifier | modifier le code]

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 août 2010, 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[modifier | modifier le code]

Décollage d'Epsilon-2 le 20 décembre 3016.

Dès le deuxième vol qui a lieu le 20 décembre 2016 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 tonnes. 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 tonnes [2],[3].

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Premier lancement de la fusée Epsilon.
Schéma d'Epsilon.

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)[4]. 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[5].

Principales caractéristiques du lanceur Epsilon dans sa version Epsilon 2 (les chiffres entre parenthèse correspondent à la version Epsilon 1)[5],[3]
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)[6] et 300 kg sur une trajectoire interplanétaire. Les lancements ont lieu depuis le Centre spatial de Uchinoura utilisé également par le lanceur M-V.

Historique des lancements[modifier | modifier le code]

Le premier vol a eu lieu le 14 septembre 2013 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°[7]. Le rythme de lancement prévisionnel de l'Epsilon est de un tir par an[4].

Lancements réalisés et planifiés[8].
Date (UTC) N° Vol Modèle Charge utile Type Masse Orbite Commentaire
14 septembre 2013 1 Epsilon Hisaki/SPRINT-A Télescope spatial ultraviolet 350 kg Orbite héliosynchrone
20 décembre 2016 2 Epsilon-2 Arase/ERG Satellite scientifique étude de l'ionosphère 350 kg Orbite haute
2017 3 Epsilon-2 CLPS ASNARO 2 Satellite d'observation de la Terre radar Orbite héliosynchrone
2017   Epsilon-2 CLPS JV-LOTUSat 1 Satellite d'observation de la Terre radar Orbite héliosynchrone Satellite vietnamien
2018   Epsilon-2 CLPS Innovative Technology Demonstration Satellite / MicroDragon / RISESAT / ALE / OrigamiSat-1 / AOBA-VELOX-IV / NEXUS[9] Satellite scientifique pour la démonstration technologique Orbite basse
vers 2019 Epsilon SLIM Sonde spatiale lunaire (atterrisseur) projet non financé début 2016 [10]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) STEPHEN CLARK, « Asteroid probe, rocket get nod from Japanese panel », spaceflightnow,
  2. Gunter Dirk Krebs, « Epsilon », sur Gunter's Space Page (consulté le 20 janvier 2016)
  3. a et b (en) Patrick Blau, « Enhanced Epsilon Launch Vehicle », sur spaceflight101.com (consulté le 20 décembre 2016)
  4. a et b Yasuhiro Morita, « A new type of launch vehicle : a rocket with artificial intelligence », JAXA,
  5. a et b (en) Norber Brügge, « ASR Epsilon » (consulté le 21 août 2013)
  6. (en) « Epsilon Launch Vehicle Launch Capacity », JAXA (consulté le 8 juillet 2012)
  7. « Launch Result of Epsilon-1 with SPRINT-A aboard », JAXA,
  8. Gunter Dirk Krebs, « Epsilon », sur Gunter's Space Page (consulté le 10 juin 2016)
  9. « 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
  10. (en) Antoine Meunier et al., « Vers un alunissage japonais d'ici 3 ans », Air & Cosmos, vol. 2483,‎ , p. 40 (DOI 10.1007/s10509-012-1019-4)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]