La technologie des fusées réutilisables stimule les capacités spatiales de l’Europe
Les satellites modernes peuvent trouver une multitude d’applications, de la photographie spatiale aux télécommunications en passant par l’internet des objets. La réduction des coûts de fabrication et de lancement a également induit un essor des activités, le secteur privé jouant un rôle sans cesse croissant. «Au lieu de quelques gros satellites coûteux, le secteur s’oriente vers des centaines de petits satellites interconnectés en de grandes constellations, remplissant divers objectifs», explique Xavier Llairó, membre du projet RRTB(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et directeur de Pangea Aerospace(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) en Espagne.
Technologie de récupération et de retour à la base
Cependant, contrairement aux prévisions de nombreux experts qui s’attendaient à ce qu’un grand nombre de petits satellites soient lancés chaque année, le nombre de déploiements réels a été bien inférieur aux attentes. Cette situation s’explique en grande partie par le manque d’options de lancement rentables. Pour mieux répondre à ce manque, le projet RRTB, financé par l’UE, a cherché à améliorer l’efficacité et la viabilité économique des lancements de petits satellites. Le concept de réutilisation figure au cœur de cette démarche, l’équipe l’ayant reconnu comme un élément fondamental pour augmenter la fréquence des lancements et réduire les coûts. «Nous nous sommes concentrés sur la conception d’une technologie de récupération et de retour à la base, qui permettrait de lancer de manière rentable et répétée de petites charges utiles sur des orbites dédiées», explique Xavier Llairó. L’équipe du projet a étudié et simulé la rentrée des lanceurs. Ils ont également examiné les capacités d’une tuyère aerospike(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), qui pourrait servir de bouclier thermique activement refroidi sans alourdir le système du lanceur. Le projet s’est également penché sur la conception de réservoirs réutilisables de propergols cryogéniques(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour les lanceurs.
Rentrée hypersonique sans combustion
Le concept final du petit véhicule de lancement intègre plusieurs de ces idées novatrices. Il s’agit notamment d’un premier étage réutilisable propulsé par une tuyère aerospike, conçue pour augmenter de 15 % l’efficacité du véhicule par rapport aux moteurs traditionnels. Le moteur sert également de décélérateur aérodynamique pour la rentrée dans l’atmosphère. «Nous avons constaté que cette tuyère “aerospike” facilite la rentrée atmosphérique passive sans allumage du moteur, grâce à sa géométrie et à son système de refroidissement», ajoute Xavier Llairó. «Elle agit efficacement comme un bouclier thermique activement refroidi.» La rentrée hypersonique sans combustion pourrait constituer un facteur crucial dans la réduction des coûts de lancement, et l’équipe du projet RRTB estime qu’elle pourrait avoir un impact considérable sur l’industrie des petits lanceurs. «À titre d’exemple, Space X allume trois moteurs lors de la combustion d’entrée qui dure 18 secondes», explique Xavier Llairó. «Chacun des trois moteurs consomme 305 kg de propergol par seconde, soit un total de 16,5 tonnes pour cette seule manœuvre. À elle seule, cette manœuvre d’entrée réduit la capacité de charge de 1,65 tonne.» La rentrée passive sans allumage des moteurs pourrait donc permettre de réaliser d’importantes économies et d’augmenter la capacité de charge utile, ce qui est essentiel pour le lancement de petits satellites. Le projet a également étudié l’utilisation de parachutes en tant que technique de récupération. Cela permettrait aux équipes au sol de récupérer le véhicule et de le réutiliser en limitant les travaux de remise en état.
Des progrès dans la conception de lanceurs réutilisables
Les résultats du projet RRTB ont contribué à faire avancer la conception de lanceurs réutilisables et ont mis en évidence les aspects déterminants à considérer. Les prochaines étapes consisteront à développer diverses technologies clés, telles que le dispositif de décélération de rentrée, l’isolation cryogénique, les systèmes de protection thermique et les réservoirs cryogéniques. «Nous avons également mené une analyse économique, en tenant compte de l’efficacité de la réutilisation, de la remise en état et de la remise en vol», explique Xavier Llairó. «Ces résultats ont fait progresser l’Europe vers la création de lanceurs durables et entièrement réutilisables, qui contribueront à répondre à l’essor du marché des satellites.»
