| 08.08.05 |
Vision for
space exploration ()
Véhicule d'exploration avec équipage
(CEV) |
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Le CEV est un vaisseau spatial voulu par le Président Bush dans
le cadre de son . Il s'agit d'un nouveau concept d'engin
spatial capable de voyager bien au-delà de l'orbite terrestre qui
s'inscrit dans le vaste projet
qui ambitionne le développement d'une flotte multiple d'engins spatiaux.
Il doit remplacer la navette spatiale d'ici quelques années.
Deux concepts sont en concurrence. Il s'agit de ceux de associé à et de & .
La NASA retiendra le concept qui lui apparaîtra le plus abouti et
à même de répondre au mieux aux exigences de son projet d'exploration
spatiale. Cette décision interviendra début 2006 après un 'flyoff'
des deux concepts. Par rapport au calendrier initial, et comme nous
vous l'
précédemment, la NASA accélère son programme de façon à réduire,
voire éliminer, le temps entre le retrait des navettes en 2010 et
le premier vol du CEV. A l'origine, le choix de l'équipe industrielle
en charge du projet était prévu en 2008. Avec deux années d'avance
sur le programme, on peut penser que les premiers vols d'essai seront
programmés d'ici 2009 et les premiers vols habités dès 2010-2011.
Les spécifications techniques du CEV sont encore floues, du moins
celles rendues publiques. Il semble que l'on se dirige vers la conception
d'un véhicule de 10 tonnes, bien moins lourd que l'orbiter des navettes
spatiales. Ce choix s'explique par les missions dédiées aux CEV
qui seront complètement différentes de celles de la navette. Si
la navette spatiale est parfaite pour acheminer vers la Station
spatiale internationale plusieurs personnes, des modules et autres
charges lourdes, le CEV sera essentiellement utilisé pour le transport
d'équipage, de 3 à 4 personnes, et de fret si les conditions le
nécessitent. La navette spatiale devant être retirée du programme
spatial dès la fin de la construction de la Station, les Etats-Unis
n'ayant plus aucun intérêt à disposer d'un véhicule spatial de ce
type. L'ATV européen (20 tonnes) et le Progress russe (8 tonnes)
sont tout à fait capables de transporter l'équipement lourd nécessaire
à l'ISS et si d'aventure, mais peu probable, il était décidé de
construire un nouveau module, la Russie serait parfaitement à même
de l'envoyer s'amarrer à l'ISS.
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Lanceurs Lourds
Le CEV sera partiellement réutilisable. Il sera lancé par une fusée
lourde dépensable dont le nom de code est HLV (Heavy Lift Vehicle,
ou véhicule de lancement lourd). Déjà plusieurs concepts s'affrontent
mais il semble acquis que la NASA développe des systèmes
de lancement à partir de matériel existant et utilisé par la navette
spatiale. Ce choix est d'autant plus important qu'il conditionne
toute la suite du projet. En définitive, ce sont les capacités du
lanceur qui détermineront la masse du CEV. Dans tous les cas, il
y a un rapport direct entre les possibilités du HLV choisi pour
le développement et la masse d'emport du CEV.
Bien que la NASA n'ait pas encore fait son choix officiellement,
il est déjà acquis que la solution retenue sera américaine et non
pas internationale comme discrètement espérée par Arianespace qui
souhaitait proposer une version dérivée de l'Ariane 5. Le président
américain l'a clairement affiché, sa politique d'exploration spatiale
vise avant toute à renforcer le leadership américain dans l'espace
et freiner autant que possible les ambitions chinoises dans ce domaine.
La NASA doit développer un cargo spatial et un lanceur lourd pour
le Véhicule d'exploration avec équipage. Le lanceur lourd sera versatile
et utilisé pendant au moins une dizaine d'années. Les performances
attendues sont de l'ordre de 200 à 240 tonnes en orbite basse pour
la version cargo et de 48 à 65 tonnes pour la version CEV et CEV-C.
Il existe deux concepts de lanceur lourd envisagés par la NASA.
Une configuration classique c'est-à-dire une superposition d'étages
ou une configuration de type navette ou l'orbiter est installé à
côté du réservoir. Le premier concept prévoit d'utiliser le réservoir
externe de la navette en dessous duquel on fixe des moteurs de fusées.
Une première configuration prévoit d'utiliser de 3 à 6 moteurs de
l'orbiter, les SSME Block II. Une autre configuration prévoit d'utiliser
les moteurs RS-68 de Boeing utilisés par la famille Delta IV. Toutefois,
pour des missions martiennes, un système de propulsion plus puissant
sera nécessaire en raison d'une charge plus lourde à lancer.
Quelle que soit la configuration retenue il est prévu d'utiliser
les boosters SRB (Solid Rocket Booster) actuels de la navette, ceux-là
même installés sur les flancs du réservoir externe. Le second étage
sera équipé d'un moteur capable de réallumages multiples, autorisant
le changement d'orbite et surmonté d'une coiffe d'emport en conséquence.
Quant au second lanceur étudié par les américains, il repose sur
l'utilisation de Solid Rocket Booster (SRB) à 5 segments, contre
3 segments pour la navette actuelle, donc emportant beaucoup plus
de propergol. Un étage supérieur, supportant le CEV, sera installé
sur les boosters. Notez que ce lanceur peut être utilisé pour lancer
une version cargo du CEV, plus importante que l'actuel vaisseau
Progress et aussi plus en conformité avec les caractéristiques de
l'ATV européen et le HTV japonais.
Noter que la construction de SRB à 4 segments avait déjà été programmée
par la Nasa et commandée à Thiokol en 1993, avant que le projet
soit abandonné en décembre de la même année pour des raisons budgétaires.
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Concepts de lanceurs dérivés d'éléments
propulsifs de la navette spatiale
Crédit NASA
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Shuttle-C
L'idée d'un lanceur basé sur le principe de l'actuelle navette n'est
pas nouvelle. Déjà en 1988, après la catastrophe de Challenger,
la Nasa avait élaboré le Shuttle-C (C pour cargo) un concept utilisant
un corps central dérivé de l'actuelle navette dont les ailes et
la partie habitable avaient été enlevées, et munie d'une vaste soute
allongée par rapport à l'originale. Les moteurs, identiques à celui
du shuttle, puisaient leur propergol dans le réservoir ventral de
l'ensemble, qui ne devait pas subir de modification majeure.
Deux versions avaient été prévues. La première devait être équipée
d'une soute de 24,7 m de long et de deux moteurs cryogéniques, avec
une capacité d'emport de 45 tonnes à 350 km d'altitude. La deuxième,
grâce à une soute de 29,3 m et trois moteurs cryogéniques, devait
délivrer 77 tonnes en orbite.
L'objectif de l'agence américaine était de doubler (au moins) la
capacité de la navette actuelle, tout en divisant par deux le coût
de la satellisation. Le projet a été abandonné en 1990 pour des
raisons budgétaires.
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Maquette du Shuttle-C construite grandeur nature dans les ateliers
de Rockwell en 1989.
Crédit NASA
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L'hypothèse Ariane 5
a profité du Salon du Bourget qui s'est tenu au mois de juin 2005
pour rappeler qu'Ariane V est un outil formidable dans sa version
la plus lourde et capable d'offrir des opportunités pour la Station
spatiale internationale.
Cette annonce était motivée d'une part par la redéfinition
de la stratégie américaine et d'autre part par les politiques ambitieuses
d'exploration spatiale qu'émergent des autres puissances spatiales.
Ariane 5 peut jouer un rôle de premier plan, pour la raison évidente
que ce lanceur est puissant, versatile et surtout qualifié dans
sa version de base.
Le choix d'Ariane 5 pour des missions habitées n'est pas une idée
lanc ée
à la légère.
Souvenez-vous, en 1987 l'Agence spatiale européenne décidait d'ouvrir
la voie à l'autonomie européenne en matière de vols habités et lançait
le développement d'Ariane V, européanisait le projet français d'avion
spatial Hermes et du laboratoire Colombus. Si l'on sait ce qu'il
advenu des ambitions européennes dans ce domaine, le lanceur et
le laboratoire scientifique existent toujours, Columbus devant être
lancé par une navette en 2006.
Projet européen d'avion spatial (Hermes)
abandonné en 1992. Crédits ESA / CNES
D'une masse totale de 22 tonnes pour une envergure de 9,4 m et une
longueur totale de 14,5 m, Hermes devait être lancé par une version
pas si éloignée de la version générique d'aujourd'hui. Il devait
être monté sur l'étage cryotechnique central équipé de deux propulseurs
à poudre. L'avion spatial aurait alors assumé toutes les fonctions
de la case à équipements en assurant la commande et le contrôle
du composite.
Bien que la NASA n'ait pas encore fait son choix officiellement,
il est déjà acquis que la solution retenue sera américaine
et non pas internationale.
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Les projets abandonnés
Parmi les projets abandonnées par la NASA, on citera l'utilisation
de versions modifiées d'un des deux disponibles, l'Atlas 5 de Lockheed Martin et
de la Delta IV de Boeing aux performances similaires. Toutefois,
cette solution présentait quelques contraintes. D'une part ces deux
lanceurs ne sont pas encore qualifiés et il sera très difficile
de concevoir et qualifier en si peu de temps un lanceur aux performances
s'approchant de celles d'une Saturne V.
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