Attraper des fusées avec un hélicoptère? Oui, c'est le plan


Dans la durée En seulement quatre ans, les fusées réutilisables sont passées de pratiquement jamais cuites à la routine, du moins à SpaceX. Blue Origin a été le premier à poser un propulseur de fusée en 2015, après un vol suborbital dans l'espace. Le mois suivant, SpaceX décroche le premier étage de propulseur d’une fusée Falcon 9 mise en orbite. Depuis lors, SpaceX a débarqué des propulseurs sur des drones dans l'océan et plus tôt cette année, il a débarqué les trois propulseurs de sa fusée Falcon Heavy pour la première fois. Si un autre fabricant de fusées espère être concurrentiel, il doit également trouver un moyen de récupérer ses propres fusées.

Daniel Oberhaus couvre l'exploration spatiale et l'avenir de l'énergie pour WIRED.

Au moins deux entreprises et une agence spatiale ont adopté une approche différente: elles veulent se saisir de propulseurs de roquettes en plein vol avec des hélicoptères. La United Launch Alliance, un partenariat entre Boeing et Lockheed Martin, le poursuit depuis plus de dix ans. L'agence spatiale allemande développe un concept qui ajouterait des ailes à un propulseur-fusée afin qu'il puisse glisser sur une piste d'atterrissage après s'être fait prendre. Et la semaine dernière, le petit fournisseur de lancements, Rocket Lab, a annoncé qu'il commencerait à écoper sa fusée Electron l'année prochaine.

Bien que la récupération en vol des roquettes semble compliquée, ses partisans affirment qu’elle est en fait moins complexe et moins onéreuse que de ramener une roquette vers une aire d’atterrissage. À bien des égards, c’est le même problème rencontré par un joueur tentant d’attraper une balle volante au baseball. Mais dans ce cas, le ballon pèse des milliers de livres et voyage plusieurs fois plus vite que le son. Oh oui, et le champ extérieur est plus de 100 miles carrés de haute mer. Assez facile.

Dans le design de Rocket Lab, sa fusée Electron jette sa charge utile puis commence à retomber sur la Terre. Selon Peter Beck, PDG de Rocket Lab, c'est le moment le plus difficile. Lorsque l'amplificateur dissipe l'énergie cinétique due à la résistance de l'air, il réchauffe l'atmosphère qui l'entoure, créant une poche d'air torride. Dans le même temps, une zone de haute pression à l'extrémité avant du servomoteur génère des ondes de choc intenses.

Si le survivant survit à ces quelques secondes de rentrée initiale dans l'atmosphère terrestre, il aura suffisamment ralenti pour déployer un «ralentisseur aéro-thermique». Dans une vidéo de la société, cela ressemble à un gros ballon, mais Beck a refusé d'expliquer son fonctionnement. ou de quoi il est fait. Après cela, un parachute orientable se déploie, ce qui oriente le rappel dans le vent afin qu'il flotte effectivement dans les airs. En un peu plus d'une minute, ces mécanismes ralentissent la fusée, passant d'une vitesse initiale de plus de 6 500 milles à l'heure à moins de 10 milles à l'heure. À ce stade, l’idée est qu’un hélicoptère puisse larguer un crochet et accrocher le rappel, pour le ramener sur un navire à proximité.

«Nous n'essayons pas d'innover ici», déclare Beck. "Cela a été fait dans un certain nombre d'expériences dans le passé."

Dans les années 1960, la NASA utilisait des avions pour capturer des rouleaux de film largués de l'espace par les premiers satellites espions. Mais appliquer le concept à un objet aussi lourd qu’une fusée s’avérait difficile, d’autant plus que des technologies telles que les pneumatiques gonflables résistant à la chaleur n’existaient pas encore ou étaient beaucoup trop onéreuses à utiliser.

Chez United Launch Alliance, l’objectif est de récupérer non pas l’ensemble du propulseur, mais seulement les moteurs d’une fusée, explique Chris Deel, vice-président de l’ingénierie de ULA. Lorsqu'un propulseur revient sur Terre, il larguera son module moteur, qui sera enveloppé dans un cône gonflable résistant à la chaleur. Ce dispositif, connu sous le nom de décélérateur aérodynamique gonflable hypersonique, ou HIAD, réduit considérablement la vitesse du module moteur à son retour sur Terre de sorte qu'un parachute puisse être déployé et que les moteurs puissent être capturés par un hélicoptère.

La NASA et ULA travaillent ensemble depuis 2008 pour développer la technologie HIAD. Mais Deel dit que la compagnie n’a jamais piloté cet appareil. La NASA a démontré le concept HIAD à trois reprises sur de petites fusées suborbitales, et les premiers résultats montrent que cela fonctionnerait. Deel a déclaré que la société envisageait d'utiliser la technologie HIAD et la récupération par hélicoptère pour capturer les puissants moteurs BE-4 de sa prochaine génération de fusée Vulcan Centaur dès 2024.

Jusqu'à présent, SpaceX reste la seule société de fusées à avoir récupéré et refocalisé avec succès un booster d'une fusée orbitale. Il convient de noter que SpaceX a initialement tenté de récupérer la fusée Falcon 9 avec un parachute, mais a finalement abandonné ces plans. L'année dernière, Musc m'a dit la société explorait également des boucliers thermiques gonflables en tant qu’option pour récupérer l’étage supérieur de ses fusées Falcon 9, mais ce plan a mis au rebut se concentrer sur le développement de sa fusée Starship.

«La réutilisation n’est pas un compromis. Nous avons considérablement amélioré les performances et l’efficacité de nos fusées perfectionnées depuis que nous avons commencé à récupérer des propulseurs de premier étage», explique James Gleeson, directeur de la communication de SpaceX.

Alors que d’autres sociétés de fusées estiment que les atterrissages de fusées à propulsion sont trop coûteux, trop complexes ou inefficaces, on ne peut s’empêcher de se demander si SpaceX sait quelque chose qu’ils ne savent pas. À ce jour, la compagnie a récupéré ses boosters 44 fois et a effectué des vols de boosters récupérés sur 23 missions. Peut-être que ces autres plans de réutilisation s'avéreront plus rentables et plus efficaces que les roquettes, mais ils doivent d'abord être démontrés.


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