André
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 Posté le: Ven 23 Mai 2008 11:37 pm Sujet du message: Quels lanceurs pour demain ? |
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SAlut a tous
L'accès à l'espace implique l'utilisation de lanceurs. Pendant longtemps, seuls deux pays, les Etats-Unis et l'Union soviétique, en particulier à travers la compétition à laquelle ils se sont livrés dans le cadre de la conquête de la Lune, ont pu y accéder.
Depuis, l'Europe s'est positionnée sur ce secteur de l'industrie spatiale. Aujourd'hui, Arianespace est en effet leader dans le domaine des systèmes de lancement.
Dès 2008, l'Europe disposera d'une gamme complète de lanceurs, tout comme la Russie.
Seul à posséder une navette spatiale, qui devrait néanmoins terminer sa carrière à l'horizon 2010, les Etats-Unis ont d'ores et déjà annoncé leur souhait de retourner sur la Lune, mais avec un lanceur de configuration classique.
Dans cette nouvelle course à la Lune, ils seront inévitablement opposés aux Chinois qui, comme dans d'autres secteurs de pointe, semblent avoir de grandes ambitions.
Dans un tel scénario, les lanceurs spatiaux connaîtront-ils des évolutions technologiques majeures ?
Il est permis de penser que l'amélioration de leur fiabilité et la réduction des coûts resteront avant tout les priorités des acteurs de ce secteur. 
Dans l'histoire des lanceurs spatiaux, Sarturn V, la fusée américaine, monstre de 110 m de haut développant plus de 3.000 tonnes de poussée au décollage, qui permit aux Américains d'aller conquérir la Lune, fait toujours rêver les spécialistes du domaine.
"Il s'agissait d'un lanceur extraordinaire. Imaginer une pareille mission était extrêmement risqué.
Aujourd'hui, personne ne s'y lancerait", estime Jean-Marc Astorg, chef de projet "Soyouz en Guyane" et sous-directeur "Futur, Recherche et Coopération avec la Russie" au sein du CNES.
Il est vrai qu'en pleine guerre froide où la course à l'espace était devenu l'un des principaux enjeux, l'objectif fixé par le président Kennedy dès le 25 mai 1961 devant le Congrès des Etats-Unis, autorisait une prise de risque maximale.
Depuis, la conquête de l'espace a conduit à l'émergence d'un secteur industriel dont le rôle a été essentiel, et le reste, dans le développement de nombreux domaines d'activités (observation de la Terre, télécommunications, etc.).
Mais si la conquête de l'espace, en particulier de la planète Mars, reste à l'ordre du jour, et que concevoir des lanceurs capables d'accélérer à 10 km par seconde en une vingtaine de minutes représente toujours un véritable exploit, l'industrie spatiale n'en a pas moins pour principales priorités l'amélioration de l'efficacité des lanceurs et la réduction de ses coûts de production.
Retour sur la Lune : une course entre Américains et Chinois ?
Dans ces conditions, il n'est pas étonnant que les Américains qui souhaitent retourner sur la Lune avant 2020, avec l'objectif d'y implanter une base lunaire, aient opté pour le classicisme en matière de lanceur, ce qui diminue la part de risque.
La solution choisie consiste en effet à réutiliser l'un des deux boosters de la navette spatiale et d'y adjoindre un étage cryotechnique, s'appuyant pour l'occasion sur des développements réalisés dans le cadre du programme Apollo, le tout étant surmonté d'une capsule des plus classiques.
"C'est un véritable retour en arrière", note-t-il. Dans cette nouvelle course à la Lune, les Américains seront vraisemblablement confrontés à un concurrent sérieux, la Chine.
S'imposant désormais comme un acteur important du secteur spatial, en particulier depuis qu'un Chinois est allé dans l'espace, ce pays, qui dispose de sa série de lanceurs "Longue Marche", et développe actuellement une nouvelle version de cette fusée de la taille d'Ariane 5, dont le premier vol est prévu pour le début de la prochaine décennie, souhaite en effet conquérir la Lune.
"Il existe une volonté chinoise d'être présent dans tous les domaines de ce secteur, y compris le vol habité. Très nombreux, efficaces, ils vont très vite. Il ne serait donc pas surprenant d'assister à une course à la Lune entre Américains et Chinois", déclare l'ingénieur du CNES.
Cette montée en puissance de la Chine pourrait par ailleurs avoir de profondes répercussions sur le marché mondial des systèmes de lancement si les Américains venaient à lever l'embargo qui, aujourd'hui encore, interdit d'exporter vers ce pays des satellites utilisant des composants américains.
Parallèlement à la préparation de ce retour sur la Lune, les Américains, qui disposent d'Atlas 5 et de Delta 4 pour lancer leurs propres satellites - ces lanceurs étant en effet de moins en moins commercialisés - vont poursuivre l'exploitation de la navette spatiale jusqu'à l'horizon 2010 pour les vols habités et la desserte de la station spatiale internationale (ISS) .
Rappelons qu'à l'origine du concept de navette il y avait l'idée de pouvoir lancer dans le même temps un équipage et des satellites.
Or l'expérience a montré que cette solution n'était pas intéressante, celle-ci imposant aux satellites les contraintes liées à la sécurité de l'équipage.
D'autre part, ce dernier circule sur une orbite basse alors que les satellites, la plupart du temps, doivent rejoindre une orbite de transfert géostationnaire. D'où l'abandon définitif du concept de navette par les Américains dès l'échec dramatique de Challenger en 1986.
Si pour lancer un équipage et le ramener sur Terre les Américains ont donc abandonné le concept de navette, ils n'en continuent pas moins d'explorer certaines voies dans le domaine des lanceurs dits "réutilisables", en particulier le concept d'un lanceur largué à partir de la soute d'un avion.
Véritable serpent de mer, les lanceurs réutilisables pourraient en effet connaître un débouché viable du côté des petits lanceurs capables de mettre en orbite des charges de 100 à 200 kg.
"Le fait d'utiliser un avion, voire un drone, comme premier étage de lanceur permet non seulement un gain au niveau de la taille du véhicule, mais beaucoup plus de souplesse puisque le lanceur peut alors être utilisé de n'importe quel endroit, selon le souhait du client.
D'où des coûts fixes plus faibles", explique Jean-Marc Astorg. Dans certains cas, il est même permis d'envisager un deuxième étage réutilisable.
De leur côté, les Russes ont également opté pour un certain classicisme. Restant un acteur majeur du secteur spatial, la Russie dispose aujourd'hui d'une gamme complète de lanceurs, depuis Proton et Sea Launch, tous deux d'une taille comparable à celle d'Ariane 5, jusqu'à Soyouz, toujours très utilisé, en passant par les missiles balistiques proposés pour lancer de petits satellites.
Dans ce contexte, ils ont décidé de moderniser Soyouz et Proton tout en confiant au Centre de recherche Khrounitchev le développement d'une nouvelle famille de lanceurs baptisée "Angara".
Opérationnel dès 2011, ce dernier sera exploité depuis le cosmodrome russe de Plesetsk, afin de limiter la dépendance de la Russie vis-à-vis du Kazakhstan où est localisé Baïkonour. Pour autant, Kazaks et Russes construisent sur ce dernier un nouveau pas de tir capable de lancer Angara.
La Russie dans une phase de redémarrage
Autre option prise par les Russes, le développement d'un concept de "véhicule spatial ailé" dans le cadre du projet Kliper dont le premier vol est annoncé pour 2015. "Le fait d'être doté d'aile donne à ce type de véhicule ce qu'on appelle un déport latéral ce qui augmente sa manoeuvrabilité.
D'où des conditions de rentrée atmosphérique plus confortables. Là où l'on enregistre des accélérations qui peuvent atteindre 10 G avec une capsule, dans un avion spatial celles-ci ne sont que de 3 G", explique cet ingénieur du CNES.
Long de 11,5 m pour un diamètre de 3 m et une envergure de 7,60 m, sa cabine habitable de 20 m2 pouvant transporter un équipage de 6 personnes, dont deux pilotes, Kliper, développé par la firme RKK Energia, devrait être capable d'emporter, via un conteneur, une charge utile jusqu'à 2.000 kg et de ramener sur Terre jusqu'à 500 kg.
Les développements de Kliper, tout comme Angara, sont la preuve que la Russie, après avoir traversé une période très difficile suite à l'effondrement de l'URSS et à la chute vertigineuse des budgets du secteur spatial, est parvenue à survivre tout en maintenant ses compétences techniques et ses principales industries dans ce domaine.
Aujourd'hui, notamment grâce aux revenus que génère le pétrole, le spatial russe connaît une phase de redémarrage qui passe par une réorganisation nécessaire de leur outil industriel, voire l'achat d'entreprises européennes ou mondiales, et les conduit à repartir à la conquête du marché.
Mais pour que ce redémarrage soit total, encore faut-il que les Russes parviennent à renouveler au plus vite leurs effectifs au niveau des cadres dont l'âge moyen dans ce secteur est très élevé.
l'Europe qui, aujourd'hui, est toujours leader dans le domaine des systèmes de lancement et devrait conserver cette place.
Dès 2008, celle-ci disposera en effet d'une gamme complète de lanceurs, avec Ariane 5 capable de placer 10 tonnes en orbite de transfert géostationnaire, Soyouz, lancé depuis Kourou, pouvant placer 3 tonnes sur la même orbite, enfin Véga, capable de mettre 1 tonne en orbite basse et dont le premier lancement est prévu courant 2008.
Certes, l'Europe continue de travailler tout comme les Etats-Unis sur les lanceurs réutilisables. Rappelons que le prix d'un lanceur comme Ariane 5, dont la construction nécessite trois ans, et qui va fonctionner durant une vingtaine de minutes, est de 110 à 120 millions d'euros.
Des lanceurs communs développés en coopération ?
Cela dit, en l'état actuel des développements technologiques, vouloir récupérer tout ou partie d'un lanceur, que ce soit un premier étage ou un étage supérieur afin de le réutiliser, entraînerait des coûts supplémentaires en raison de l'ajout de matériel permettant cette récupération des différents éléments du lanceur.
"Les lanceurs réutilisables représentent une voie d'amélioration, c'est incontestable, mais ce n'est pas la seule. Aujourd'hui, la fiabilité demeure un des grands objectifs dans le domaine spatial", rappelle Jean-Marc Astorg.
Fiabilité est en effet le maître mot dans l'industrie spatiale, d'autant plus quand on sait que la probabilité d'avoir un échec au lancement est de 2 à 5%, ce qui reste très élevé. Or pour pouvoir améliorer cette fiabilité, il faut être capable de modéliser l'ensemble des phénomènes physiques en jeux lors du fonctionnement d'un lanceur.
Imaginez que les puissances développées au décollage sont phénoménales, équivalentes à celle de 3 ou 4 réacteurs nucléaires dans des volumes extrêmement réduits ! Aussi est-il capital de réussir à maîtriser l'ensemble des interactions entre les différents systèmes d'un lanceur (moteur, étage, etc...).
Cette amélioration de la fiabilité devra également s'accompagner d'une réduction des coûts, ce qui n'implique pas nécessairement des modifications de conception des lanceurs.
"Il s'agit davantage de restructurer l'industrie spatiale, de mieux organiser les différentes activités qu'elle recouvre, l'industrie des lanceurs restant essentiellement un travail d'orfèvrerie", souligne Jean-Marc Astorg.
Dans ce contexte, ne va-t-il pas subsister à moyen ou long terme qu'un catalogue réduit de gammes de lanceurs ?
Il est permis de l'envisager. D'ores et déjà, Arianespace a signé des accords de coopération avec certains de ses concurrents qui font qu'en cas d'indisponibilité d'un de ses lanceurs, le satellite est lancé par une autre fusée et vice-versa.
Des lanceurs communs devraient également émerger progressivement, à l'image de la coopération entre l'Europe et la Russie qui permet de lancer des Soyouz en Guyane, "un cas unique dans l'histoire des lanceurs".
On pourrait aussi assister au développement de lanceurs, conçus entre différents partenaires, ou encore qui utilisent des moteurs communs, à l'image de ce qui se passe dans l'aéronautique.
La source;
http://www.bulletins-electroniques.com/ti/136_04.htm
amicalement
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Etrange époque où il est plus facile de désintégrer l' atome que de vaincre un préjugé.
Einstein, Albert, |
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