Alors qu’Ariane 6 s’apprête à démarrer sa carrière, les études sont déjà engagées pour préparer la prochaine génération de lanceurs qui pourrait voir le jour à l’horizon 2030. Ce futur lanceur Ariane Next en est encore au stade du concept, avec de multiples options technologiques ouvertes. Parmi les réflexions en cours, il s’agit de déterminer la meilleure manière de séparer les 2 étages du lanceur. Cette opération délicate comprend plusieurs actions distinctes : séparation, déboîtement de la tuyère, éloignement avant allumage du second étage et stabilisation-pilotage à la rentrée du 1er étage. Il s’agit d’une phase particulièrement critique, explique Antoine Patureau, chef de projet à la Direction des Lanceurs du CNES :
Il faut se rendre compte : on sépare deux tubes d’environ 5 mètres de diamètre et d’une centaine de tonnes chacun, qui évoluent à vitesse hypersonique. La tuyère de l’étage supérieur, particulièrement longue sur un bi-étage de type Ariane Next, doit se déboîter avec une précision de quelques dizaines de centimètres, et les 2 éléments s’éloigner sans se toucher.
Puce, Triple ou jupe pétalable
Aujourd’hui, 3 systèmes sont envisagés. Le plus simple, PUCE, (piston unique et centré d’éloignement), assure l’impulsion de la séparation de la jupe, c’est-à-dire la partie qui relie les 2 étages du lanceur, et la guide grâce à un appui sur le col du divergent du moteur. Le second, TRIPLE (triple pistons longitudinaux externes), assure la liaison entre les deux étages, réalise l’impulsion et guide la séparation via 3 actionneurs répartis à l’extérieur de la jupe. La 3ème solution, la « jupe pétalable », présente l’avantage d’être multifonctionnelle : la jupe s’écarte en quatre pétales pour libérer l’étage supérieur, et ces quatre pétales permettent ensuite de piloter la rentrée dans l’atmosphère et la récupération du 1er étage, un peu à la manière de la voilure d’une aile d’avion. « L’intérêt principal de ce système est d’assurer à la fois la fonction de la séparation et de contrôle aérodynamique. La complexité de l’ouverture des pétales et la masse du système peuvent donc être compensées par une mutualisation de ces 2 fonctions », poursuit Antoine Patureau.
La phase d’avant-projet qui se poursuit actuellement a pour but d’affiner ces différents concepts, en caractérisant plus précisément les masses et comportements des systèmes de séparation.
Le saviez-vous
Ce concept Ariane NEXT est un lanceur bi-étage visant à diviser par 2 les coûts de lancement par rapport à Ariane 6. Le premier étage, donne la 1ère impulsion jusqu’à la sortie de l’atmosphère du lanceur et revient au sol après avoir rempli sa mission afin d’être réutilisé sur un vol ultérieur. Après la séparation, le 2eme étage ou étage supérieur poursuit le voyage jusqu’en orbite. C’est lui qui emmène la charge utile vers sa destination finale avant d’être désorbité de façon contrôlée.
Série lanceurs
Qu’on les nomme lanceurs ou fusées, cette activité du CNES - qui contribue à garantir l’accès autonome à l’espace de la France et de l’Europe - est en constante évolution. Nous vous proposons de découvrir son actualité via une série d’articles. Vous y lirez tous les détails sur le nouveau lanceur Ariane 6 et sa base de lancement et vous familiariserez avec les innovations et ruptures technologiques qui nourriront les futurs programmes à l’horizon 2030.
