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Une famille de lanceurs réutilisables et écoresponsables pour l’Europe 26/10/2022 |  3 minutes

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La maîtrise d’un système de transport spatial est une composante essentielle de la souveraineté de l’Europe. Celle-ci se construit dans la durée, et les évolutions technologiques comme les nouveaux développements doivent être anticipés très en amont. L’Agence spatiale européenne (ESA) et la Commission européenne ont pris des initiatives fortes dans ce domaine, et ArianeGroup a répondu en proposant une famille de lanceurs réutilisables et écoresponsables.

© NESTS

 

En mars 2021, l’ESA a lancé une initiative appelée NESTS (New European Space Transportation Solutions) et attribué des contrats d’étude concernant les solutions de transport spatial de l’après Ariane 6, pour la période 2030 – 2050. ArianeGroup, maître d’œuvre des lanceurs Ariane 5 et Ariane 6, a bien entendu présenté et détaillé sa vision et ses recommandations. Pour la bâtir, ArianeGroup a mené un travail collaboratif approfondi avec des partenaires rassemblés dans un consortium. Des sociétés établies comme Airbus, Thales Alenia Space et Telespazio, des acteurs du « new space » comme Orbex (mini lanceur) ou D-Orbit (transport intra spatial), et l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) ont apporté leurs compétences et leurs points de vue divers et construit sous le pilotage d’ArianeGroup une vision cohérente de l’avenir. 

L’équipe a identifié trois scénarios futurs qu’elle a baptisés « Résilience », « Sécurité » et « Révolution dans l’espace ». Elle a également défini tous les types de missions dont l’Europe aura besoin à l’horizon 2030, organisés en deux segments de marché : institutionnel et commercial. Les travaux ont montré que la liste des missions est la même pour les trois scénarios, mais que leur nombre varie sensiblement en fonction de ces derniers. Par exemple, le scénario « Révolution dans l’espace » emporte nettement plus de vols habités que le scénario « Sécurité ». L’étude de marché et les différents scénarios ont conduit ArianeGroup à proposer à l’ESA un changement radical dans la manière d’accéder à l’espace.

Du point-à-point au hub spatial

Aujourd’hui, chaque lanceur effectue des missions directement vers l’orbite basse, l’espace lointain ou la Lune par exemple. Nous sommes dans une approche directe point-à-point. Cela nécessite des lanceurs différents les uns des autres, en fonction des missions. Il s’agit de changer de paradigme et d’adopter une approche de « logistique spatiale en réseau », où les lanceurs desservent l’orbite terrestre basse (LEO) et une nouvelle orbite au-delà des ceintures de Van Allen, appelée « orbite parking ». De là, des véhicules de transport stationnés dans l’espace prennent le relais pour acheminer les charges utiles vers leurs destinations finales. C’est finalement une logique de hub, comme celle mise en place pour le transport aérien.

Cela signifie que l’Europe aura besoin d’une flotte de lanceurs adaptables aux évolutions de la demande du marché, qui soient capables de remplir les missions dont l’Europe aura besoin quels que soient les scénarios. Cette flotte sera complétée d’un ensemble de véhicules et d’infrastructures orbitales pour poursuivre le transport dans l’espace (« in-space »).

Modulaires, réutilisables et écoresponsables

Une telle flotte doit être composée de lanceurs modulaires, réutilisables et écoresponsables, basés sur des technologies communes et réutilisant les mêmes sous-ensembles standardisés, par exemple, les moteurs, pour en améliorer sensiblement la compétitivité. Ces lanceurs permettront alors de placer en orbite différentes masses de charge utile en fonction des besoins, depuis les satellites de toutes tailles jusqu’aux modules de stations ou aux véhicules spatiaux capables du vol habité lointain. C’est pourquoi la future famille proposée par ArianeGroup comprendrait un mini lanceur doté d’un premier étage réutilisable, un lanceur moyen, et un lanceur lourd, chacun étant une version agrandie du précédent, ainsi qu’un lanceur « super lourd » composé du lanceur lourd flanqué de boosters utilisant le premier étage du mini lanceur, comme ce qui se fait dès aujourd’hui entre le premier étage de Vega-C et les boosters d’Ariane 6.

Les moteurs de tous ces lanceurs seront des Prometheus de 120 tonnes de poussée (en nombre croissant), fonctionnant à l’oxygène liquide et au méthane. Le moteur Prometheus est actuellement développé par ArianeGroup dans le cadre d’un programme de démonstration de l’ESA. Les technologies de réutilisation qui seront utilisées sont en cours de développement au sein du programme Themis. Il s’agit d’un autre programme de démonstration de l’ESA, dont ArianeGroup est également maître d’œuvre, qui a pour but de tester en vol un premier étage réutilisable utilisant le moteur Prometheus.

© NESTS

Maia, premier de la famille

MaiaSpace est une filiale créée par ArianeGroup pour développer le mini lanceur réutilisable Maia. L’objectif est d’accélérer la maturation des technologies de réutilisation qui seront nécessaires pour développer les futurs lanceurs européens, tout en fournissant un service de lancement dédié très compétitif. Maia est totalement cohérent avec la vision proposée par ArianeGroup à l’ESA dans le cadre de NESTS : il s’agit du mini lanceur, premier de la famille. MaiaSpace est une structure légère travaillant en mode start-up et utilisant les méthodes de développement agiles. Comme les autres membres de la famille des futurs lanceurs européens, Maia s’appuiera sur le moteur Prometheus et sur les technologies développées dans le cadre du démonstrateur d’étage réutilisable Themis.

NESTS