Electron : le début de la réutilisation pour Rocket Lab

Depuis janvier 2018 et son premier lancement orbital réussi, Rocket Lab a réussi à lancer 95 petites charges utiles dans l’espace pour une variété de clients à travers le monde grâce à son lanceur léger Electron. Malgré un échec le 4 juillet dernier, Electron a redécollé par 3 fois assez rapidement (31 août, 28 octobre et 20 novembre).

Infographie d’Electron par Daniel

Objectif : augmenter la cadence de lancement

Même si l’objectif initialement annoncé de 50 lancements par an n’est pas atteint, le rythme de tirs est assez élevé, sachant que les décollages s’effectuent pour le moment uniquement depuis la Nouvelle-Zélande. Avec la construction quasi terminée d’un pas de tir sur la base de la NASA à Wallops en Virginie, la cadence de lancement devrait s’accélérer.

Le Launch Complex 2 au port spatial régional Mid-Atlantic de Wallops de la NASA en Virginie, est le deuxième site de lancement de la fusée Electron de Rocket Lab (crédit : Rocket Lab)

Mais Rocket Lab mise aussi sur un autre facteur pour accélérer le rythme des tir : la réutilisation des premiers étages du lanceur.

Return to Sender : récupération en mer effectuée

Ce 20 novembre, Rocket Lab a récupéré avec succès le premier étage de sa fusée Electron lors du lancement surnommé « Return to Sender » (retour à l’envoyeur en français).

Peter Beck, PDG de Rocket Lab sur Twitter :  » Welcome back to Earth Electron ! « 

Contrairement à SpaceX, Rocket Lab a utilisé pour ce vol un système de parachute pour un atterrissage contrôlé sur l’eau avant la récupération par un navire de récupération.

Image d’une caméra embarquée sur Electron montrant le déploiement du parachute principal (source Twitter Peter Beck)

Avant le lancement, Peter Beck, fondateur de Rocket Lab. et PDG, avait déclaré :

Le but ultime est de ramener intact un premier étage, mais le succès de cette mission consiste vraiment à obtenir plus de données, en particulier sur le système de déploiement des parachutes. Quelle que soit la condition dans laquelle le booster revient, nous apprendrons beaucoup de ce test et nous l’utiliserons pour effectuer une nouvelle itération pour la prochaine tentative.

Le premier étage d’Electron a réalisé avec succès les manœuvres complexes nécessaires lors de son voyage de retour sur Terre. Après la séparation des premier et deuxième étages à 2’30 », à une altitude d’environ 80 km, le second étage a continué son vol pour la mission principale [voir plus bas].

Le système de contrôle de réaction a réorienté l’étage à 180 degrés pour le placer sur un angle idéal pour la rentrée, conçu pour lui permettre de survivre à la chaleur et à la pression lors de sa descente vers le sol.

Le profil de vol de « Return to Sender » (crédit Rocket Lab)

Après avoir décéléré à environ Mach 2, un parachute stabilisateur a été déployé pour augmenter la traînée et stabiliser le premier étage descendant. Dans les derniers kilomètres de descente, un grand parachute principal a été déployé pour ralentir davantage l’étage et permettre un amerrissage contrôlé.

L’étage a été récupéré par un navire du Rocket Lab et ramené ensuite à terre.

Le premier étage Electron « Return to sender » de retour à l’usine d’assemblage (crédit Peter Beck)

Selon la description sur le site de Rocket lab,

le premier étage d’Electron est équipé de matériel de guidage et de navigation, d’un système de contrôle de réaction, de télémétrie en bande S et de systèmes informatiques de vol embarqués pour prendre en charge la récupération. Ces systèmes autonomes sont exclusivement dédiés à la récupération et sont entièrement supprimés des systèmes qui exécutent les fonctions principales de la mission de lancement et de déploiement des charges utiles.  

Cette réussite de la récupération du booster du premier étage fait suite à une série de tests réussis de systèmes de récupération et de matériel au cours des 18 derniers mois, dont la capture réussie de récupération en vol d’un étage de fusée d’essai par un hélicoptère et les essais réussis de déploiement des parachutes lors de tests de simulation de chute en altitude.

En décembre 2019 et janvier 2020, Rocket Lab a instrumenté des boosters Electron pour étudier les contraintes de réchauffement, aérodynamiques et structurelles qu’ils rencontrent lors de la rentrée, mais sans tentative de récupération.

Rocket Lab a l’intention d’utiliser à terme un hélicoptère pour capturer les étages de fusées descendant sous des parachutes dans les airs, éliminant ainsi la contamination de l’eau de mer.

La réutilisation selon Rocket Lab à terme

Mission principale réussie : 30 satellites sur orbite

Photo du décollage de Electron « Return to Sender » (via Peter Beck)

Au-delà de cette récupération, la mission «Return to Sender» a vu le déploiement de 30 charges utiles sur une orbite héliosynchrone à 500 km d’altitude.

  • 2 satellites, Alchemy et Augury, de Millennium Space Systems, une filiale de Boeing, pour tester la rentrée atmosphérique sous trainée avec un « ruban » pour une désorbitation moins onéreuse qu’avec des propulseurs.
  • 2 cubesats BRO-2 et BRO-3 pour la startup française UnseenLabs basée à Rennes pour la surveillance maritime de bateaux pas forcément coopératifs comme ceux pratiquant de la pêche illégale ou de la piraterie, qui n’utilisent pas le système d’authentification automatique AIS.
Présentation des cubesats BRO-2 et BRO-3 de UnseenLabs (crédit Rocket Lab)
  • 24 minuscules satellites SpaceBEE de Swarm Technologies
  • Le premier cubesat néo-zélandais, Te Waka Āmiorangi o Aotearoa (Navire satellite néo-zélandais), également connu sous le nom d’APSS-1 (Auckland Program for Space Systems), conçu et construit par l’Université d’Auckland. Il transporte un instrument pour mesurer les perturbations électriques dans l’ionosphère afin d’étudier comment elles pourraient être liées aux tremblements de terre.
  • Un «simulateur de masse» sous la forme du Gnome Chompski, un objet du jeu vidéo «Half-Life», qui est resté à l’étage supérieur Kick-Stage. Dans le dossier de presse, Rocket Lab précise que :

Fabriqué avec le soutien du studio de design primé Weta Workshop, le composant spatial unique est fabriqué de manière additive en titane et imprimé sous la forme de l’icône du jeu Half-Life Gnome Chompski. La mission rend hommage à l’innovation et à la créativité des joueurs du monde entier, et vise également à tester et à qualifier une nouvelle technique d’impression 3D qui pourrait être utilisée pour les futurs composants d’engins spatiaux. Le gnome de 150 mm restera attaché à l’étage Kick-Stage d’Electron et se désorbitera avec lui lorsque l’étage brûlera lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre.

Lors du lancement, pour chaque téléspectateur du lancement, Valve Software a reversé $1 à l’hôpital pour enfants Starship d’Auckland. En tout 286 000 $ ont été récoltés.

Un simulateur de masse «Gnome Chompski» mis sur orbite lors de la mission « return to sender » (crédit : Rocket Lab)

Peter Beck a déclaré que l’ajout de matériel pour la récupération enlève environ 7,5% de la capacité globale de lancement de la fusée Electron en orbite héliosynchrone. Mais cela n’a pas empêché la mission de faire « carton plein ».

La vidéo du lancement en totalité (décollage à 2’20 »)

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