Programme Vanguard

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Vanguard
Lancement d'une Vanguard
Lancement d'une Vanguard
Données générales
Pays d’origine Drapeau des États-Unis États-Unis
Premier vol 6 décembre 1957
Dernier vol 18 septembre 1959
Statut Retirée du service
Lancements (échecs) 12 (9)
Hauteur 21,6 mètres
Diamètre 1,14 mètres
Masse au décollage 10,4 tonnes
Étage(s) 3
Poussée au décollage 120 knewtons
Charge utile
Orbite basse 40 kg
Motorisation
Ergols Ergols liquides+[[Propergol solide]]
1er étage Kérosène/Oxygène liquide : 623 kN)
2e étage UDMH/Acide nitrique : 33 kN
3e étage Propergol solide 11,6 kN
Missions
Petits satellites scientifiques

Vanguard est un petit lanceur américain développé par le Naval Research Laboratory dont l'objectif était de placer en orbite le premier satellite artificiel. La mise au point du lanceur fut difficile avec 7 échecs sur 11 tirs entre 1957 et 1959 et Vanguard ne réussit pas à atteindre son objectif, le premier satellite américain Explorer 1 étant mis en orbite par une fusée Juno I. Le premier étage était dérivé de la fusée-sonde Viking tandis que le second étage provennait des fusées-sondes Aerobee. Néanmoins le programme permit la mise au point de plusieurs technologies clé.

Historique[modifier | modifier le code]

HATV et SSTO[modifier | modifier le code]

Le premier projet devait consister dans la réalisation d’une fusée de recherche à haute altitude (High Altitude Test Vehicle (HATV)) et à un seul étage brûlant de l'hydrogène liquide avec de l'oxygène liquide (Single Stage To Orbite (SSTO)).

Ce projet fut confié à la société Glenn Martin (Lockheed Martin) en 1946, en association avec North American, (RockwelBoeing Aerojet) comme motoriste.

La fusée aurait eu comme caractéristiques :

  • Longueur : 26,2 mètres ;
  • Diamètre : 4,9 m ;
  • Poids au lancement : 45,8 tonnes ;
  • Poussée : 136 tonnes ;
  • Charge utile : 450 g.

Le programme, trop ambitieux, ne dépassa pas le stade de simple projet. De nos jours (2004), aucun SSTO n’a vu le jour.

La fusée-sonde Viking[modifier | modifier le code]

Viking I.png

Le lanceur Viking (à l'origine nommé Neptune) fut plus réaliste et plus au niveau technologique de l’époque (1946).

Les lanceurs Viking étaient directement dérivés des fusées V-2 allemandes. Les Viking devaient remplacer les V-2, disponibles en quantité limitée, dans les missions de sondage de la haute atmosphère et pour des observations astronomiques. Le projet fut également confié à Glenn Martin.

La technologie du Viking est à peu près identique à celle des V-2, à quelques différences près. Tout d’abord, la structure est en aluminium, beaucoup plus légère que celle en acier des V-2, conçu pour supporter la chaleur de la rentrée atmosphérique (la technique de « séparation » du lanceur de sa charge utile n’avait pas encore été inventée lors de la Seconde Guerre mondiale). Le développement du moteur du Viking est confié à Reaction Motors. Ce moteur était moins puissant que celui du V-2 (charge totale moins élevée).

Le moteur devait développer 9,1 tonnes de moyenne (de 8,5 à 9,7 tonnes).

Le « pilotage » du Viking se faisait grâce à une articulation cardan qui permettait au moteur de s'incliner sur 2 axes pour assurer la stabilité de la fusée. Les informations de pilotage provenaient du cerveau stabilisateur gyroscopique situé dans la partie supérieure de la fusée. Après l'arrêt du moteur, des jets de gaz intermittent assuraient la stabilité de la fusée.

Caractéristiques de la fusée pour les sept premiers vols (3 mai 1947 au 7 août 1951) 
  • Longueur : 13,8 à 14,8 mètres ;
  • Diamètre : 0,81 m ;
  • Poids au lancement : 4,4 à 5,2 tonnes ;
  • Poussée : 8,5 à 9,7 tonnes.
Caractéristiques de la fusée pour les 5 vols suivants (6 juin 1952 au 4 février 1955), Viking II 
  • Longueur : 12,7 à 13,7 mètres ;
  • Diamètre : 1,14 m ;
  • Poids au lancement : 5,8 à 6,8 tonnes ;
  • Poussée : 8,5 à 9,7 tonnes.

Les 2 derniers vols du Viking s'inscriront plus tard, dans le cadre du programme Vanguard, les 8 décembre 1956 et 1er mai 1957.

Vanguard[modifier | modifier le code]

Vanguard lanceur.png

Le projet Vanguard voit le jour le 5 juillet 1955 avec la publication d’un rapport concernant un programme de satellites scientifiques par le Naval Research Laboratory.

Ce rapport recommande l'utilisation du Viking comme premier étage du lanceur, et des étages supérieurs consistant en deux étages à propergol solide ou en un deuxième étage à propergol liquide dérivé de la fusée sonde Aerobee et un troisième étage à propergol solide.

Le plan est approuvé le 29 juillet 1955 par Dwight Eisenhower.

La première année géophysique internationale (1957-58), dans le cadre de laquelle on espérait mettre en évidence l'existence d'une ceinture de radiations autour de la Terre sert de justification au lancement d'un satellite artificiel. Le lanceur Vanguard devait être prêt pour cet événement.

Le projet Vanguard, entièrement américain, fut préféré au projet Orbiter qui utilisait un premier étage conçu par l'équipe de Werner von Braun, issue de l'Allemagne nazie.

Caractéristiques des Vanguard[modifier | modifier le code]

La version SLV 7 qui vola une seule fois en septembre 1959 est équipé d'un nouveau troisième étage avec un moteur X 248-A2. La capacité de lancement est de 45 kg en orbite basse.

Le premier étage est identique à celui des Viking II (1,14 m de diamètre pour 13,4 m de hauteur), mais le moteur est développé par General Electric. Le nouveau moteur, appelé X-405, fournit une poussée de 12,7 tonnes pendant 142 s (contre 9,7 tonnes pour les précédents moteurs) grâce à l'utilisation du kérosène (avec l'oxygène liquide comme oxydant).

Le deuxième étage, (0,81 m de diamètre pour une hauteur de 9,4 m, identique au Viking I) utilise un moteur dérivé de celui de la fusée Aerobee mais plus puissant (3,4 tonnes contre 1,1 tonne de poussée pendant 120 s), le AJ-10. Le « pilotage » du deuxième étage se faisait selon le même principe que celui du Viking (articulation cardan). Le carburant du deuxième étage du Vanguard était du diméthylhydrazine asymétrique (UDMH) avec de l'acide nitrique fumant comme oxydant.

Le troisième étage à propergol solide (poudre) mesure 1,5 m de haut pour 50 cm de diamètre et fournit une poussée de 1 tonne (moteur GRC 133-KS-2800). Le moteur de la version SLV-7 est fourni par Hercule Powder. Ce moteur, le X-248, développe 1,4 tonne de poussée en brûlant un mélange de nitrocellulose et de nitroglycérine, avec addition de perchlorate d'ammonium et de poudre d'aluminium, entre autres. Le corps du moteur est en fibre de verre.

La charge utile est de 45 kg en orbite basse.

Missions[modifier | modifier le code]

Quatorze lancements de Viking auront lieu (contre les 12 prévus au départ). Les deux premiers porteront la désignation de Vanguard Test Vehicle TV0 et TV1. Les véritables lancements « Vanguard » à proprement parler, commencent avec le Vanguard TV2. Le dernier lancement a lieu le 18 septembre 1959 après 12 lancements et trois satellites (Vanguard 1, 2 et 3) placés en orbite.

Le succès du Spoutnik soviétique en 1957, accélère les lancements à tel point que le lancement d’un satellite, initialement prévu avec le Vanguard TV6, est avancé au TV3 avec comme conséquence la destruction du lanceur sur son pas de tir.

Vanguard1 wb.jpg
Historique des lancements
Date Désignation Charge utile Masse Expérience Résultat
8 décembre 1956 TV0 Vol suborbital avec un seul étage
1er mai 1957 TV1 (pas de satellite) Vol suborbital avec deux étages
23 octobre 1957 TV2 (pas de satellite) Échec Vol suborbital avec deux étages
6 décembre 1957 TV3 Vanguard TV3 1,36 kg Échec : Pression trop basse dans le réservoir à T+2 secondes
5 février 1958 TV3 Back-up 1,36 kg Échec : perte de contrôle du 1er étage
17 mars 1958 TV4 Vanguard 1 1,47 kg
28 avril 1958 TV5 9,98 kg Mesure rayon X Échec Pas de séparation des 2ème et 3ème étage
27 mai 1958 SLV-1 9,98 kg Mesure raie Lyman-Alpha Échec : Perte de contrôle d'attitude du 2ème étage
26 juin 1958 SLV-2 9,98 kg Mesure raie Lyman-Alpha Échec : Extinction du 2ème étage peu après sa mise à feu
26 septembre 1958 SLV-3 9,98 kg Couverture nuageuse Échec : Extinction prématurée du 2ème étage
17 février 1959 SLV-4 Vanguard 2 10,8 kg Couverture nuageuse
mesure de la densité de la haute atmosphère
13 avril 1959 SLV-5 10,3 kg Magnétomètre Échec : perte de contrôle du 2ème étage
22 juin 1959 SLV-6 10,3 kg Radiation balance #1 de 20 pouces) Échec : Anomalie valve hélium du 2ème étage
18 septembre 1959 SLV-7 Vanguard 3 22,7 kg Magnétomètre, Mesure du rayonnement X
détection micrométéorite

Notes et références[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) J.D. Hunley, US Space-launch vehicle technology : Viking to space shuttle, University press of Florida, (ISBN 978-0-8130-3178-1)
  • (en) Dennis R. Jenkins et Roger D Launius, To reach the high frontier : a history of U.S. launch vehicles, The university press of Kentucky, (ISBN 978-0-8131-2245-8)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]