Mercredi dernier, le 25 juillet 2018, un évènement assez rare dans le domaine aérospatial a eu lieu : Deux lancements à pas moins de 14 minutes d’écart. En marge de cette coïncidence, on se retrouve naturellement avec deux charges utiles en transit vers leurs orbites en même temps, ce qui mérite d’être souligné. Quels sont ces charges me demandez-vous ? Il y avait donc dix satellites Iridium NEXT lancés par une Falcon 9 de SpaceX et quatre Galileo lancés par une Ariane 5 d’Arianespace.
Ariane 5 VA244 au court de son vol pour aller se mettre en orbite moyenne. Crédits : Arianespace
VA244
La première fusée de ce jour à décoller était donc l’Ariane 5 européenne. Cependant ce lancement n’était pas un vol classique, il marquait la fin d’une ère et montrait que l’arrêt de l’utilisation de ce lanceur était proche. En effet, c’est la dernière Ariane 5 version ES qui a décollé lors du vol VA244. Qu’est ce qu’une Ariane 5 ES ? C’est tout simplement une Ariane 5 possédant un second étage dit EPS (Etage à Propergols Stockables) en opposition à l’Ariane 5 ECA qui, elle, utilise un second étage ESC (Etage Secondaire Cryogénique). La différence entre ces deux seconds étages se voient au niveau de leurs ergols et donc des moteurs. L’EPS utilise des ergols hypergoliques, en l’occurrence du monométhylhydrazine (MMH) et du peroxyde d’azote (N2O4). Ces deux carburants ont la particularité chimique de s’enflammer sur un simple contact, ce qui le rend à la fois très pratique car il n’y a pas besoin de mécanisme d’allumage dans le moteur, mais c’est en même temps un mélange très dangereux en cas de fuite. Le moteur de l’EPS était l’Aestus, réacteur allemand avec la capacité d’être rallumé plusieurs fois et pour un temps cumulé de combustion de 1100 secondes (environ 20 minutes).
Etage EPS du vol VA244. Les sphères jaunes contiennent les ergols et les sphères noires contiennent de l’hélium liquide qui sert à pressuriser les réservoirs jaunes pour propulser les carburants dans le moteur Aestus qui ne possède pas de turbopompes. Crédits : Arianespace
Ainsi le vol VA244 marquait la fin de l’utilisation de ce moteur Aestus, de cet étage EPS et de l’Ariane 5 ESC. Logiquement, ce vol est donc le dernier à ne pas utiliser les bras cryogéniques du pas de tir. Effectivement ces bras ne servent qu’à remplir le second étage ESC en oxygène liquide et hydrogène liquide. VA244 était également le dernier lancement d’une Ariane 5 avec une coiffe de taille courte. Ce lanceur possédait deux longueurs de coiffe protectrice différentes : 12,728m pour la version courte et 17m pour la version longue. La première est normalement utilisée pour les lancements d’un seul satellite ou alors vers des orbites basses ou moyenne tandis que la seconde sert, en association avec le SYLDA (coiffe structurelle dans la coiffe protectrice), dans le cas de la mise en orbite géostationnaire de deux satellites.
Vue rapprochée de la coiffe courte et des bras cryogéniques repliés car inutiles sur ce vol (rectangle jaune avec des tuyaux rouges à gauche de la coiffe). Crédits : Arianespace
VA244 était également le dernier lancement de satellites Galileo à bord d’une Ariane 5. En effet les quatre derniers satellites décolleront à bord d’une Ariane 62, la nouvelle fusée d’Arianespace qui réalisera son premier vol en 2020. Etant donné que l’Ariane 62 ne pourra mettre sur orbite que deux satellites Galileo à la fois, VA244 devient également le dernier lancement de quatre Galileo. Ce vol devenait aussi le 99ème lancement d’une Ariane 5. Le 100ème devrait prendre place le 5 septembre pour la mission VA243 (ce vol aurait dû avoir lieu avant VA244 mais un retard d’un des constructeurs de satellite à causer son décalage après) et la mise en orbite des satellites Horizons-3e et Intelsat 38.
Les quatre satellites Galileo du vol VA244 en train d’être placés sur leur dispenseur qui les larguera en orbite. Crédits : Arianespace
Galileo est une constellation GNSS (Global Navigation Satellite System) très similaire au GNSS américain que tout le monde connaît : le GPS. Cette similarité est tellement importante que les structures des satellites sont quasi identiques. La principale différence entre les deux est le fait que le GPS soit d’abord un système militaire alors que Galileo est public. En plus d’éviter les black-outs qui peuvent avoir lieu en temps de guerre, cela rend également les satellites beaucoup plus légers. Effectivement, les satellites GPS ont été blindés et pèsent donc environ trois tonnes à l’unité là où les Galileo n’atteignent que 738kg sur la balance.
Vue d’artiste de deux satellites Galileo avec leurs panneaux solaires déployés. En réalité, deux satellites ne sont pas aussi proches l’un de l’autre que ça. Crédits : Arianespace
C’est la Commission Européenne qui a contacté l’ESA pour développer le segment spatial de Galileo. Ce dernier se composera à terme de 30 satellites donc 24 seront opérationnels et 6 serviront de remplacements en cas de problème. Ils seront répartis sur trois plans orbitaux d’une altitude de 23 222km et tous inclinés à 56° par rapport à l’équateur. Les satellites mesurent 2,7m de haut, 1,2m de large et 1,1m de profondeur et jusqu’à 14,67m de largeur une fois les panneaux solaires déployés en orbite. Ces derniers fourniront une puissance électrique de 1900W au satellite lui permettant ainsi de faire fonctionner tous ses systèmes et ses antennes. La constellation Galileo émet donc sur trois bandes / fréquences différentes : E5, E6 et E1. Avec ce réseau de satellites, il est possible d’atteindre une précision de moins de 5m gratuitement et jusqu’à 10cm grâce aux services payants en comparaison aux 10m du GPS.
Simulation pendant le vol VA244 où l’on voit les quatre satellites Galileo et l’étage EPS qui vient d’être allumé pour la première fois. Crédits : Arianespace
En ce moment il y a 26 satellites Galileo au-dessus de nos têtes. 24 sont opérationnels et 2 servent à des tests car ils avaient été placés sur une mauvaise orbite à cause d’un problème au lancement. VA244 a ajouté les satellites 23, 24, 25 et 26 respectivement nommés Tara, Samuel, Anna et Ellen. Ces noms sont ceux d’enfants nés en 2000, 2001 ou 2002 et qui ont gagnés un concours de dessin organisé par l’ESA en 2011 pour motiver des jeunes à s’intéresser au spatial. Chacun de ces satellites Galileo devraient fonctionner pendant au moins 12 ans, ce qui laisse une certaine période pour que les noms de ces enfants restent en orbite dans l’espace.
Décollage de la 99ème Ariane 5 pour le vol VA244. Crédits : Arianespace
Iridium NEXT VII
14 minutes après le décollage de VA244, c’est une Falcon 9 qui s’élance depuis la base militaire de Vandenberg sur la côte Ouest des Etats-Unis pour mettre en orbite pas moins de dix satellites Iridium NEXT, la nouvelle génération de la constellation de téléphonie satellite Iridium. Si vous souhaitez en apprendre plus sur ces satellites, leurs caractéristiques et leurs objectifs, vous pouvez retrouver un précédent article juste ici. Lors de ce vol ce sont les satellites de 66 à 75 qui ont été envoyés.
A cause du brouillard trop épais à Vandenberg, les seules images du décollage ont été prises depuis la caméra placée à bord de la Falcon 9. Crédits : SpaceX
Lors de ce vol, l’objectif était de récupérer le premier étage et la coiffe du lanceur. Celui-ci était d’ailleurs le troisième Block 5 dont les modifications avaient été détaillées dans cet article sur le lancement de Bangabandhu-1. Ici le vol s’est encore une fois déroulé à merveille mais une météo capricieuse au niveau de la zone de récupération mettait en danger le bon atterrissage du booster et de la coiffe. En effet il y avait beaucoup de vents de cisaillement dans cette zone et ces vents sont très complexes à gérer car ils agitent le booster, le déplacent dans un sens puis dans l’autre, etc. SpaceX aurait donc bien pu rater un atterrissage voire endommager la barge JRTI (Just Read The Instructions). Finalement le premier étage a extrêmement bien traité cette météo et a atterri sur la barge, peut-être pas au centre mais il a atterri !
A gauche, on peut voir le premier étage réaliser un « boostback burn » pour ralentir et ramener sa trajectoire vers la barge JRTI. A droite, le second étage a allumé son moteur pour pousser les dix satellites Iridium NEXT sur leur orbite finale. Crédits : SpaceX
Du côté de le coiffe, ces vents ont été plus gênants. Le bateau Mr. Steven qui est chargé de récupérer les demi-coiffes à l’aide d’un grand filet se trouvait dans la même zone de vents de cisaillement que la barge JRTI. A la suite de plusieurs échecs de cette récupération de coiffes sur de précédents vols, SpaceX avait décidé d’augmenter la taille du filet, et pas qu’un peu : le filet a quadruplé de surface ! Le navire a également reçu des améliorations lui permettant de manœuvrer plus vite afin de « chasser » la coiffe. Cependant, lors de ce vol, la météo aura eu raison des demi-coiffes qui, encore une fois, se sont crashés en douceur dans l’océan Pacifique.
Comparaison avant-après du filet de Mr. Steven, le bateau récupérateur de coiffes de SpaceX. Crédits : SpaceX
Ce vol a donc été un nouveau succès pour SpaceX et encore une belle démonstration du Block 5 qui a su ratterrir même par des vents de cisaillement forts !
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Passionné d’ingénierie et d’aérospatiale.
Rédacteur actu spatiale officiel de KSC.
[…] Pour ce qui est de SpaceX, le RTLS n’est pas une manœuvre d’urgence mais bien une manœuvre permettant au booster de la Falcon 9 de revenir plus vite au pas de tir et donc de pouvoir être repréparé plus rapidement pour un futur lancement. SAOCOM 1A représente une cible excellente pour tester cette LZ-4 car, avec sa masse de seulement 3000kg, il reste bien en dessous des limites de la Falcon 9 ce qui fait que les réservoirs du booster seront encore assez remplis au moment de la séparation des deux étages. Le booster utilisé lors de ce vol n’en est d’ailleurs pas à son premier décollage car il s’agit du B1048.2 qui avait mis sur orbite dix satellites Iridium NEXT lors du vol Iridium NEXT VII sous le nom B1048.…. […]