Prometheus (moteur-fusée)

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Prometheus
Moteur-fusée
Caractéristiques
Type moteur Moteur à flux dérivé
Ergols Oxygène et méthane liquides
Poussée 100 tonnes
Pression chambre combustion 110 bars
Rallumage oui
Poussée modulable 30 à 110%
Moteur réutilisable oui
Utilisation
Utilisation 1er étage et étage supérieur
Lanceur Ariane Next
Statut Prototype en phase de conception
Constructeur
Pays France, Allemagne, Italie
Constructeur ArianeGroup

Prometheus (Precursor Reusable Oxygen METHan cost Effective Engine) est un moteur-fusée à ergols liquides prototype de la classe des 100 tonnes de poussée développé par ArianeGroup dans le but de mettre au point les techniques qui seront utilisées par les lanceurs de l'Agence spatiale européenne à l'horizon 2030 (future version d'Ariane 6 ou Ariane Next). L'objectif est de diviser par dix le coût de production de ce type d'engin, tout en gardant une poussée de 100 tonnes et une impulsion spécifique de 360 secondes. Ce moteur, qui brûlera un mélange de LOX (oxygène liquide) et de méthane liquide, sera entièrement contrôlé par électronique et fabriqué par imprimante 3D. Le prototype devrait effectuer ses premiers essais vers 2020.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Pour parvenir à réduire les coûts, les promoteurs du Prometheus misent sur une conception simplifiant le processus de fabrication : 50 % des pièces de Prometheus pourraient être réalisées en impression 3D, notamment certaines tuyauteries et vannes, ou la chambre de combustion. Au passage, la fabrication additive permettra de repenser la conception de certains composants de façon à diminuer le nombre de pièces.

Le moteur brûle de l'oxygène liquide et du méthane[1]. Le choix du méthane permet d'obtenir des performances suffisantes équivalentes à l'hydrogène tout en réduisant les contraintes thermiques. Par ailleurs, dans l'optique de réaliser un lanceur réutilisable, il faudra emporter plus de carburant qu'avec l'hydrogène (environ 30 % supplémentaire). Or l’hydrogène a une densité trop faible (70 kg/mètre cube), et a tendance à dégrader les composants. Au contraire, le méthane affiche 420 kg/mètre cube tout en générant peu d’endommagements, pour une densité équivalente permettant l'utilisation d'une seule turbopompe.

La poussée est modulable entre 30 et 110 % de la poussée nominale fixée à 100 tonnes. Le moteur pourrait remplacer le Vulcain sur le lanceur Ariane Next qui prendra la suite de Ariane 6. L'objectif est de réduire de dix à un million d'euros le coût de production de chaque moteur[1]. Celui-ci serait utilisé à la fois sur le premier étage (en plusieurs exemplaires) et sur l'étage supérieur[2]. Ce moteur serait réutilisable au moins cinq fois[3].

L'alimentation en ergols est assurée par un générateur de gaz. La chambre de combustion est refroidie par le méthane. Le mélange méthane/oxygène est injecté avec un ratio de 3,5 dans la chambre de combustion où la pression est portée à 100 bars[2].

Déroulement du projet[modifier | modifier le code]

ArianeGroup et le CNES ont initié en 2015 un partenariat pour développer un moteur-fusée de la classe des 100 tonnes à faible coût et réutilisable susceptible de propulser la génération de lanceurs qui succédera à Ariane 6[2]. En , l'Agence spatiale européenne a débloqué un budget de cent millions d'euros au titre de son programme Future Launcher Preparatory Programme (FLPP Néo) pour la réalisation de deux prototypes par ArianeGroup qui effectueront leurs premiers tests sur banc d'essais vers 2020. La France finance ce projet à hauteur de 63 %, les autres contributeurs étant l’Allemagne et l’Italie (Avio fournissant la turbopompe à oxygène liquide)[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b sebastien@nextinpact.com, « Prometheus : le moteur réutilisable et « low cost » pour les lanceurs européens », sur www.nextinpact.com, (consulté le 9 juillet 2020)
  2. a b et c (en) A. Iannetti, N. Girard, D. Tchou-kien, C. Bonhomme, N Ravier et E. Edeline (juillet 2017) « PROMETHEUS, A LOX/LCH4 REUSABLE ROCKET ENGINE » (pdf) dans 7th European Conference for Aeronautics and Space Sciences : 9 p. (DOI:10.1117/12.2055947). 
  3. « Lanceurs du futur : les promesses de Prométhée », sur www.ariane.group (consulté le 16 décembre 2017)
  4. Stefan Barensky, « Le développement du Prometheus est lancé », Aerospatium,

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]