Un nouveau lanceur : LauncherOne

Il y a désormais un nouveau lanceur orbital : LauncherOne. La fusée aéroportée de Virgin Orbit vient de réussir son premier lancement orbital ce 17 janvier 2021.

Les détails du vol

L’avion-porteur 747-400 Cosmic Girl a décollé du port aérien et spatial de Mojave pour emmener LauncherOne au-dessus de l’océan Pacifique.

Le plan de vol de Cosmic Girl (crédit Virgin Orbit)

Après que  Cosmic Girl ait atteint 35 000 pieds (10 600 m) d’altitude, la pilote, Kelly Latimer, une ancien pilote d’essai de l’US Air Force, a cabré l’avion vers le haut avec un angle d’au moins 25°. Ensuite, les ingénieurs de vol ont envoyé la commande de séparation du lanceur.

Kelly Latimer, la chef pilote et Todd Ericson, le co-pilote, en juin 2020 dans le cockpit de Cosmic Girl (crédit Virgin Orbit)

Après environ trois secondes de chute libre, le moteur du premier étage, NewtownThree, est allumé. Le lanceur est alors accéléré jusqu’à environ 13 000 km/h. Le premier étage se sépare alors du second et se disloque dans l’atmosphère suivant une trajectoire balistique. 

Peu de temps après la séparation des 2 étages, le moteur NewtonFour du deuxième étage est allumé, rapidement suivi du largage de protection des charges utiles. Après une propulsion de six minutes, la fusée a atteint une orbite préliminaire. Puis la fusée a rallumé son moteur de 2e étage pendant quelques secondes, visant une orbite à 500 kilomètres d’altitude.

LauncherOne devient le premier lanceur orbital aéroporté à combustible liquide.

Un total de 10 cubesats ont été mis sur orbite par cette mission réussie de LauncherOne, pour une masse combinée d’environ 115 kg. Ils font partie du programme Education Launch of Nanosatellites (ELaNa) de la NASA qui permet à des étudiants de concevoir, construire et utiliser ces petits satellites pour apprendre et mener leurs propres expériences. C’était la 20e mission ELaNa.

Quelques cubesats en cours d’intégration dans le système de déploiement (crédit Virgin Orbit)

Retour sur 9 ans de développement

Après des années de développement, LauncherOne, un projet démarré en 2012, prend enfin son envol.

C’est l’entreprise spatiale Virgin Galactic, devenu plus tard Virgin Orbit, de l’entrepreneur milliardaire Richard Branson qui développe le lanceur.

Richard Branson au début du projet à gauche (

Comme pour a plupart des entreprises spatiales récentes, cela commence par le développement de ses propres moteurs. Après 2 moteurs assez simples, Newton 1 et Newton 2, les NewtonThree et NewtonFour prennent naissance en 2015 et sont équipés de turbopompes. Newton 3 de 327 kN de poussée et Newton 4 de 22 kN de poussée équipent la version actuelle de LauncherOne, respectivement comme moteur du premier étage et du second étage. Ils fonctionnent au kérozène RP-1 et à l’oxygène liquide.

Test de NewtonThree en décembre 201_ (crédit Virgin Orbit)

Les plans originaux prévoyaient que la fusée soit déployée à partir du WhiteKnightTwo, l’avion porteur développé par Virgin Galactic pour l’avion-spatial SpaceShipTwo pour les vols suborbitaux touristiques. Finalement, un avion commercial est acheté fin 2015, à Virgin Atlantic, la compagnie aérienne de Richard Branson : un Boeing 747-400, datant de 2001, et surnommé Cosmic-Girl.

Le 747 va ainsi permettre à LauncherOne de transporter des charges utiles plus lourdes que s’il avait été lancé depuis l’avion WhiteKnightTwo. L’avion a été légèrement modifié : certains éléments structurels de l’aile ont été renforcés, des conduites électriques et fluides ont été ajoutées pour entretenir la fusée, et il y a eu des mises à jour de l’avionique de l’avion. Un pylône a été monté sur l’aile gauche du 747, entre le fuselage et le moteur intérieur gauche, pour la fixation du lanceur. Cet emplacement était déjà inclus sur le 747 pour monter un cinquième moteur à réaction lors du transport de moteurs. Ainsi il n’y a pas eu besoin de modifier fortement la structure de l’aile.

La fixation de LauncherOne sous l’aile du 747. Remplissage lanceur en cours (crédit Virgin Orbit)

Après des essais au sol de montage du lanceur sur Cosmic Girl, des essais captifs (le premier en novembre 2018) où le lanceur reste attaché en vol à l’avion-porteur, et des essais de séparation lanceur sans allumage moteur de LauncherOne, la première tentative de lancement orbital a eu lieu le 25 mai 2020. Elle se solde par un échec, le moteur du premier étage ne s’étant pas allumé après la séparation de l’avion porteur.

Ce 17 janvier, LauncherOne est devenu le deuxième lanceur à lancement aérien à mettre des satellites en orbite, après le lanceur Pegasus développé par Orbital Sciences, qui fait maintenant partie de Northrop Grumman. Pegasus était porté par un avion Lockheed L-1011 TriStar nommé Stargazer. Pegasus a réussi 39 missions sur 44 au total, mais n’est plus exploité.

L’intérêt d’un lanceur aéroporté comme LauncherOne est de pouvoir décoller de plusieurs endroits dans le monde. Dans un premier temps, les missions LauncherOne seront organisées depuis le Mojave Spaceport en Californie , mais l’entreprise envisage d’autres sites de lancements comme l’ancienne piste d’atterrissage des Navettes Spatiales, le Shuttle Landing Facility au Kennedy Space Center en Floride, mais aussi des pistes d’aéroports au Royaume-Uni ou à Hawaï ou à Porto Rico.

Par contre, par conception, les capacités d’emport sont limitées. LauncherOne est prévu à terme pour le lancement de charges utiles spatiales jusqu’à 300 kg pour des missions sur une orbite polaire ou 500 kg en orbite basse équatoriale.

 Virgin Orbit a semble-t-il plusieurs contrats de lancement dans son carnet de commandes. Au début du programme OneWeb, il était prévu d’effectuer jusqu’à 39 lancements avec LauncherOne. Mais je ne sais pas ce qu’est devenue ce contrat avec le retard pris par Virgin Orbit et les changements d’organisation chez OneWeb.

A suivre !

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