Vulcan (fusée)

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Vulcan
Données générales
Pays d’origine Drapeau des États-Unis États-Unis
Constructeur United Launch Alliance
Premier vol 2019
Étage(s) 2
Charge utile
Orbite basse 29 tonnes
Motorisation
1er étage BE-4 Méthane / Oxygène
2e étage Centaur ou ACES (en)

Vulcan est un projet de lanceur américain proposé en 2015 par United Launch Alliance (ULA) pour remplacer à la fois les fusées Atlas V et Delta 4. L'objectif est d'abaisser le cout de ses lancements dans un marché devenu plus concurrentiel mais également de ne plus être dépendant du motoriste russe qui fournit le RD-180 propulsant le premier étage de l'Atlas V. Le lanceur dans sa configuration la plus puissante est capable de placer en orbite basse une charge utile de 29 tonnes. Le premier vol est prévu en 2019.

Contexte[modifier | modifier le code]

United Launch Alliance (ULA) est une coentreprise américain entre Boeing et la Lockheed Martin qui produit les lanceurs spatiaux moyen/lourd Atlas V et Delta IV. Ces deux lanceurs ont été développés à la fin des années 1990 dans le cadre du programme EELV de l'Armée de l'Air américaine. Celle-ci souhaitait disposer de nouveaux moyens de lancement pour ses satellites. Pour des raisons liées à la fois aux exigences de l'Armée (notamment maintien de pas de tir redondants sur les cotes est et ouest), aux cadences de tir limitées pour la Delta 4 et à l'existence du marché captif des satellites militaires, le cout de ces lanceurs est très élevé ce qui les tient à l'écart du marché des satellites commerciaux. En dehors des satellites militaires le principal débouché est constitué par les satellites scientifiques de la NASA (notamment ses sondes spatiales).

Au début des années 2010 deux événements remettent en cause la position d'ULA sur le marché des lanceurs[1] :

  • L'apparition d'un concurrent SpaceX qui propose à des prix attractifs le lanceur moyen Falcon 9 et développe un lanceur lourd Falcon Heavy qu'il annonce vouloir commercialiser à un tarif qu'ULA ne peut égaler.
  • Le lanceur Atlas V utilise pour son premier étage un moteur RD-180 très performant mais fourni par un constructeur russe. Le regain de tension entre les États-Unis et la Russie lié au conflit en Ukraine en 2014 s'est traduit par un embargo économique partiel. Dans ce contexte le Congrès américain porte une appréciation négative sur le fait que le lancement de satellites jouant un rôle important dans la sécurité de la nation dépende d'un fournisseur russe.

ULA a réagi à ces événements en lançant début 2015 le développement du nouveau lanceur Vulcan dont l'objectif est de rétablir sa compétitivité vis-à-vis de ses concurrents et de mettre fin à sa dépendance vis-à-vis de son fournisseur russe.

Architecture technique[modifier | modifier le code]

Le lanceur Vulcan comprendra dans sa version de base deux étages avec des propulseurs d'appoint. Les performances du lanceur lui permettent d'égaler celles de la version de la Delta 4 la plus puissante[2] :

  • Le premier étage est propulsé par deux moteurs-fusées BE-4 fournissant ensemble une poussée au décollage de 499 tonnes contre 422 tonnes pour le moteur RD-180 de l'Atlas V. Ce moteur, dont le développement a débuté, brule un mélange méthane / oxygène. Si le développement de ce nouveau moteur par son constructeur Blue Origin était remis en question, ULA envisage de se tourner vers l'AR-1 d'Aerojet Rocketdyne qui ne pourrait toutefois arriver en production qu'en 2019 contre 2017 pour le BE-4.
  • Dans un premier temps le lanceur doit utiliser le second étage Centaur déjà mis en œuvre sur les lanceurs existants. Un nouvel étage baptisé ACES (en) doit le remplacer à terme. Celui-ci utilisera les mêmes ergols cryogéniques que l'étage Centaur (oxygène et hydrogène liquide) et aura comme celui-ci recours à des réservoirs-ballons (réservoirs aux parois minces qui ne conservent leur intégrité qu'en étant maintenu en permanence sous pression). Trois moteurs-fusées sont envisagés pour sa propulsion : une version évoluée du RL-10 d'Aerojet Rocketdyne qui propulse l'étage Centaur, le BE-3U proposé par Blue Origin ou un moteur XR-5K18 de XCOR Aerospace. L'atout d'ACES est son système de récupération de l'hydrogène et de l'oxygène gazeux qui est généré en vol par le réchauffement progressif des réservoirs et qui normalement est largué. Ces gaz seront récupérés et utilisés à la fois pour pressuriser les réservoirs, produire de l'électricité et alimenter le système de contrôle d'attitude. Ce système baptisé Integrated Vehicle Fluids System doit permettre de prolonger à plusieurs semaines la durée de fonctionnement de l'étage supérieur contre actuellement quelques heures. Un tel système permet par exemple de placer en orbite un étage destiné à être utilisé par un vaisseau spatial lancé dans un deuxième temps dans le cadre d'une mission interplanétaire.
  • De nouveaux propulseurs d'appoint à propergol solide (jusqu'à 6), plus puissants que ceux utilisés, pourront être mis en œuvre pour obtenir des versions du lanceur plus puissantes.

Récupération des moteurs du premier étage[modifier | modifier le code]

Pour abaisser les couts, ULA prévoit de récupérer les moteurs-fusées du premier étage et, après les avoir remis en état, de les réutiliser. La technique utilisée est baptisée SMART, (Sensible, Modular, Autonomous Return Technology) : Après séparation du premier étage, le compartiment moteur se détache et rentre dans l'atmosphère protégé par un bouclier thermique gonflable. Des parachutes sont déployés pour ralentir cet ensemble qui est récupéré en vol par un hélicoptère. Le cout du lanceur résultant serait de 100 millions US$ soit 65% inférieur au cout des lanceurs actuels d'ULA ayant une capacité identique[2].

Planning[modifier | modifier le code]

ULA a dévoilé ses projets concernant le nouveau lanceur Vulcan le . Le planning annoncé à cette occasion prévoit[3] :

  • Un appel d'offres en 2015 auprès des deux spécialistes Aerojet Rocketdyne et Orbital ATK pour développer de nouveaux propulseurs d'appoint à propergol solide plus puissants que ceux utilisés par les lanceurs actuels.
  • ULA doit réaliser la sélection définitive du moteur propulsant le premier étage dans les 18 mois à venir (avant octobre 2016)
  • Le déploiement d'un nouveau lanceur en quatre phases. Dans sa première version, dont le premier vol devrait intervenir en 2019, seul le premier étage est nouveau. Le second étage ACES sera ensuite proposé et la récupération des moteurs se fera à partir de la troisième version. Enfin la dernière version permettra de réaliser le ravitaillement en orbite d'engins spatiaux.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]