L'entreprise néo-zélandaise et américaine Rocket Lab se taille une belle réputation dans le milieu spatial depuis maintenant plusieurs années. La firme qui enchaîne les lancements commerciaux avec son lanceur léger Electron a franchi une étape de plus vers la réutilisabilité dont elle a fait l'objectif.

La mission nommée There and Back Again (Aller-Retour) s'est déroulée comme une mission « de routine » dans la nuit du 2 au 3 mai (heure française) et a permis de déployer avec succès 34 petits satellites conçus par plusieurs pays dans le monde, dont un français.

Un objectif : réutiliser

C'est le 6^e succès d'affilée pour la petite fuséefusée qui a connu jusque-là trois échecs sur ses 26 lancements orbitaux depuis la péninsulepéninsule de Māhia, au nord de la Nouvelle-Zélande. Jusqu'à présent Electron demeure une fusée à usage unique comme presque toutes les fusées utilisées aujourd'hui. Mais l'objectif de l'entreprise est de la rendre réutilisable, non pas en planant comme la navette spatiale ou par un atterrissage propulsé comme les fusées de SpaceX, mais par hélicoptère !

Cependant, plusieurs choses divergent du projet d'Elon MuskElon Musk, si ce dernier maintient que la réutilisation permet l'abaissement des coûts de lancement, la volonté de Rocket Lab est de permettre une haute cadence de tir. De plus, comme l'atterrissage n'est pas propulsé, Electron garde presque toute sa capacité d'emport contrairement à une Falcon 9 qui se doit de garder des réserves de carburant, carburant inutilisé donc pour placer des charges en orbite.

Les énormes contraintes que pose la réutilisation spatiale restent néanmoins de mise. Electron a vu ses matériaux adaptés pour une rentrée atmosphérique à haute vitesse, et notamment ceux qui constituent les neuf propulseurs Rutherford. La fusée doit assurer un retournement en l'airair à la manière de StarshipStarship et un déploiement correct de parachutesparachutes. Ces étapes ont déjà été réalisées, mais le plus gros morceau restait à faire.

And back again...

Le premier étage d'Electron a déjà été récupéré lors d'une précédente mission simplement à l'aide de parachutes, et la capture par les hélicoptères a elle aussi été tentée mais avec un étage de fusée largué en l'air, qui ne revenait donc pas d'un voyage à haute vitesse dans l'espace.

La vraie répétition générale en conditions réelles est désormais chose faite, après un décollage à 00 h 50 (heure de Paris) et 18 minutes de vol, Electron réalise correctement ses manœuvres, déploie son parachute et se fait attraper par l'hélicoptère comme prévu. Cependant le comportement de l'aéronefaéronef s'est révélé anormal et, par sécurité, le pilote a préféré décrocher le précieux colis qui s'est alors déposé en parachute à la surface de l'océan.

Une réussite donc pour Rocket Lab qui a franchi un beau jalon. On retrouvera l'entreprise et la petite Electron très bientôt pour l'excitante mission CapstoneCapstone de la NasaNasa, un nanosatellitenanosatellite qui sera envoyé autour de la LuneLune pour tester la trajectoire de la future station spatiale lunaire Gateway !

Rocket Lab se prépare à récupérer en plein vol l’étage principal de son lanceur

Article de Rémy DecourtRémy Decourt, publié le 30 novembre 2021

Depuis son premier vol de test, réalisé en mai 2017, le petit lanceur Electronlanceur Electron de Rocket Lab a réalisé 21 missions pour un total de 107 satellites mis en orbite. Une jolie performance pour ce petit lanceur qui a vocation à devenir partiellement réutilisable, comme le Falcon 9Falcon 9 de SpaceXSpaceX. Pour l'instant, ce lanceur ne l'est pas. Il pourrait le devenir en 2023 avec la réutilisation d'un étage principal récupéré lors d'un vol prévu au premier semestre 2022.

Lors de la dernière mission d'Electron, le 18 novembre 2021, Rocket Lab a profité du retour sous parachute de l'étage principal du petit lanceur pour démontrer les capacités de l'hélicoptère de récupération à suivre et à s'approcher suffisamment près de l'étage pour le capturer en plein vol. La manœuvre n'est pas allée au bout. Ce n'était pas l'objectif. Comme prévu, l'étage a terminé son vol en amerrissant sur l'océan. Il ne s'agissait que d'une démonstration.

Après sa séparationséparation avec l'étage supérieur d'Electron, l'étage principal a fait demi-tour en direction de l'océan sous parachute. Il a une nouvelle fois réalisé un « plongeon » contrôlé dans l'océan, d'où il a été récupéré. Alors qu'il était stationné à 370 kilomètres au large du point d'impact, l'hélicoptère de récupération de Rocket Lab a suivi avec succès le retour de l'étage. Lors de sa descente, l'étage a atteint une vitesse maximale d'environ 10.000 km/h, tout en maintenant des communications avec le bâtiment de contrôle et de récupération de Rocket Lab stationné en mer. 

Les équipes de Rocket Lab ont rejoint l'étage flottant sur l'océan pour le sécuriser et l'empêcher de couler environ 80 minutes après le décollage du lanceur, réduisant de moitié le temps mis lors des précédentes récupérations pour rejoindre l'étage. Les étages qui, pour l'instant ne sont pas réutilisés, sont ramenés au complexe de production de Rocket Lab, à Auckland, en Nouvelle-Zélande, où ils sont passés en revue afin de préparer les futures opérations de remises en état afin d'être réemployés.

Répétition, avec une maquette, de la manœuvre qui consistera à récupérer en plein vol avec un hélicoptère l'étage principal du petit lanceur Electron de Rocket Lab pour le réutiliser par la suite. © Rocket Lab

Une capture aérienne inédite

Après le succès de cette démonstration, Rocket Lab en a terminé avec les amerrissages. Place aux choses beaucoup plus sérieuses avec la récupération en plein vol de l'étage à l'aide d'un hélicoptère qui emportera des réservoirs de carburant supplémentaires pour lui garantir une duréedurée de vol suffisante pour voler derrière l'étage, l'attraper en plein vol et le ramener sur la terre ferme. Cette première tentative est prévue au cours du premier semestre 2022.

Envol d’une maquette à l’échelle de l’étage principal du petit lanceur Electron. © Rocket Lab

Pour cette capture en plein vol, l'étage devra être modifié. Il sera doté d'un système de protection thermique appliqué à tout l'étage et à ses neuf moteurs Rutherford pour l'aider à supporter les fortes températures qui pourront monter jusqu'à 2.400 degrés Celsiusdegrés Celsius pendant la rentrée. Le parachute sera renforcé et modifié avec l'ajout d'une ligne d'engagement afin que l'hélicoptère puisse le capturer.

Une récupération plus difficile qu'elle n'y parait

Aussi surprenant que cela puisse paraître, il est plus compliqué de récupérer un étage de petite taille qu'un gros, notamment parce que son indice constructif est élevé. Cet indice mesure le rapport massemasse à sec de l'étage et masse des ergolsergols embarqués. Plus cet indice est élevé, plus le flux thermique est important. Résultat, l'étage va entrer comme un boulet, ce qui explique très certainement le choix de le récupérer en vol plutôt que de le faire atterrir sur la terre ferme ou sur une plateforme en pleine mer, comme le fait si bien SpaceX ! A contrario, un étage plus grand aura un indice constructif plus faible et donc freinera bien mieux qu'un petit étage.

Rocket Lab récupérera l’étage principal du lanceur Electron par hélicoptère

Article de Rémy Decourt publié le 08/08/2019

Pionnier et désormais leader dans la réutilisation des étages de lanceurs, SpaceX a ouvert la voie et montré que cela était technologiquement possible. Bien que l'équationéquation économique de ce réemploi n'ait pas encore été résolue, Rocket Lab s'engage dans cette voie et veut rendre son lanceur Electron partiellement réutilisable... à l'aide d'un hélicoptère !

Le lanceur léger Electron de Rocket Lab, capable de lancer des charges utiles de 150 kilogrammeskilogrammes en orbite héliosynchronehéliosynchrone, idéal pour répondre aux besoins des marchés de l'observation de la Terreobservation de la Terre, pourrait devenir partiellement réutilisable. Rocket Lab vient d'annoncer son intention de récupérer et réutiliser l'étage principal de son lanceur, dont le coût avoisine les 5 millions de dollars. Cet étage utilise neuf moteurs Rutherford qui fonctionnent avec un mélange d'oxygèneoxygène liquideliquide et de kérosènekérosène.

Ce choix est dicté par des considérations économiques. Il est aussi rendu possible par SpaceX qui a technologiquement démontré que la réutilisation d’un étage était possible. À cela s'ajoute que les opérateurs de satellites sont aujourd'hui bien plus enclins qu'hier à utiliser des lanceurs d'occasion pour lancer leur satellite.

SpaceX, pionnier de la réutilisation

Cela dit, il ne faut pas sous-estimer la difficulté de mener à bien ce programme. Aussi surprenant que cela puisse paraître, il est plus compliqué de récupérer un étage de petite taille qu'un gros, notamment parce que son indice constructif est élevé. Cet indice mesure le rapport masse à sec de l'étage et masse des ergols embarqués. Plus cet indice est élevé, plus le flux thermique est important. Résultat, l'étage va entrer comme un boulet, ce qui explique très certainement le choix de le récupérer en vol plutôt que de le faire atterrir sur la terre ferme ou une plateforme en pleine mer, comme le fait si bien SpaceX ! A contrario, un étage plus grand aura un indice constructif plus faible et donc freinera bien mieux qu'un petit étage.

Pour limiter les coûts de cette adaptation (l'étage a été développé comme un étage consommable classique), ce dernier n'utilisera donc pas de système d'atterrissage comme le Falcon 9 de SpaceX par exemple, dont les moteurs servent à ramener l'étage au sol qui se pose en déployant des jambes. L'idée de Rocket Lab est d'utiliser un hélicoptère en lieu et place d'un tel système. Après s'être séparé de l'étage supérieur, l'étage principal redescendra dans l'atmosphèreatmosphère et déploiera un parachute, afin de réduire sa vitesse. Au moment opportun, l'hélicoptère l'attrapera par le câble qui le relie au parachute.

En juin, lors d'un vol commercial, un lanceur Electron avait embarqué quelques instruments lui permettant de collecter des données spécifiques à ses efforts de récupération. Il en sera de même pour un lancement à venir plus tard, ce mois-ci, en vue de faire une première tentative de récupération dans le courant de l'année.