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Destination Orbite
Coupe du Space Launch System
Photo NASA/P. Volvert

SLS - La super fusée de la NASA

27-08-2022 (Màj: 16-11-2022) Philippe Volvert

Dans quelques heures, le Space Launch System s'envolera du Kennedy Space Center pour la mission Artemis I. Le décollage depuis la rampe de lancement 39B est fixé à ce lundi 29 août entre 12 heures 33 et 14 heures 33 UTC. Les météorologues de Space Launch Delta 45 prévoient une probabilité de 70 % de conditions météorologiques favorables durant le créneau de lancement.

L'enjeu est de taille pour la NASA puisque c'est avec cette fusée géante que l'agence spatiale américaine compte renouer avec les missions habitées de l'ère Apollo. Pour l'heure, aucun astronaute n'embarquera à bord du vaisseau Orion, juché au sommet du SLS. La capsule ne sera pas vide pour autant puisque trois mannequins prendront place pour tester les systèmes de bord et recueillir des données qui serviront de base aux futures missions avec des astronautes. Une dizaine de mini-satellites complèteront la charge utile pour ce premier vol du programme Artemis.

Avant de voir les objectifs de la mission Artemis I (dans l'article post-lancement), attardons nous pour découvrir en détail la fusée SLS.

Space Launch System - Une fusée recyclée pour aller sur la Lune

SLS sont les initiales de « Space Launch System ». C'est une fusée haute de 98,3 mètres et pesant quelques 2 600 tonnes au décollage. Son architecture est largement inspirée de la navette spatiale dont elle tire ses principales technologies.

Dans sa configuration actuelle, la version Block 1, le SLS est capable d'emporter une charge de 95 tonnes en orbite basse ou 27 tonnes sur une trajectoire trans-lunaire.

Le SLS est constitué d'un corps central de 8,4 mètres de diamètre, flanqué de deux boosters à poudre. Ces derniers fournissent l'essentiel de la poussée au décollage durant deux minutes. Alors que les propulseurs d'appoint utilisés sur la navette étaient constitués de quatre segments chargés de propergols solides, ceux du SLS ont été allongés avec l'ajout d'un segment supplémentaire.

Le corps central est une version allongée du réservoir brun de la navette spatiale. Au décollage, il est chargé de 2 millions de litres d'hydrogène liquide et de 742 000 litres d'oxygène liquide. Le mélange est consommé par les quatre moteurs recyclés RS-25 qui équipent l'étage durant 8 minutes.

Au-dessus du corps central se trouve l'ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), dérivé de l'étage supérieur de la fusée Delta IV. Il est équipé d'un moteur réallumable RL10B-2 brûlant lui aussi un mélange d'hydrogène et d'oxygène liquide.

Au sommet de la fusée SLS, on retrouve le vaisseau Orion auquel l'Europe contribue largement en fournissant le module de service, dérivé direct du ravitailleur ATV.

Les intervenants dans la construction du SLS

Depuis 2015, le programme Space Launch System est placé sous la direction de John Honeycutt. Cet ancien ingénieur qui a commencé sa carrière chez Rockwell International chapeaute une équipe de plus de 4 200 fonctionnaires et entrepreneurs à travers les Etats-Unis. C'est à lui qu'incombe la responsabilité de toutes les facettes du programme, y compris la planification, l'approvisionnement, le développement, les essais, l'évaluation, la production et l'exploitation du SLS intégré.

Honeycutt est en lien direct avec les industriels impliqués dans le programme :

  • Boeing est le maître d'oeuvre du corps central de la fusée. Les principaux éléments sont construits dans l'usine Michoud Assembly Facility à la Nouvelle Orléans. L'avionneur fournit également l'étage ICPS, utilisé par la United Launch Alliance pour ses fusées Delta IV.
  • Spécialisé dans la conception et la construction de moteurs-fusées, Aerojet Rocketdyne est en charge de toute la partie propulsion. Le motoriste fournit les RS-25 qui équipent le corps central et le RL10B-2 de l'étage ICPS.
  • Le corps central est flanqué de deux boosters à poudre assemblés par Northrop Grumman à partir de segments utilisés à l'époque de la navette spatiale et remis à neuf.
  • La section qui relie le corps central à l'étage ICPS est fabriqué par Teledyne Brown Engineering dans l'usine Marshall Space Flight Center de la NASA à Hunstville en Alabama. L'adaptateur qui fait la jonction entre l'ICPS et le vaisseau Orion est également produit dans la même usine.
  • Le vaisseau Orion est en partie fabriqué en Europe. Via Airbus, l'Agence Spatiale Européenne construit l'ESM (European Service Module) à partir des technologies développées pour le ravitailleur ATV. La capsule à proprement parlé est construite par Lockheed Martin. Quant à la tour de sauvetage, ce sont les Langley Research Center et Marshall Space Flight Center qui sont en charge de cette partie de la fusée.

Des moteurs de la navette sur le SLS

Les RS-25 sont les moteurs recyclés que la NASA avait récupérés sur sa flotte des navettes spatiales au moment de l'arrêt du programme. L'agence spatiale avait pu en mettre 16 de côté qu'elle a fait réviser et modifier chez Aerojet Rocketdyne. Pour la mission Artemis I, il s'agit des moteurs numérotés E2045, E2056, E2058 et E2060.

L'E2045 est le plus ancien des quatre moteurs avec une mise en service en janvier 1998 sur la navette Endeavour. Il a servi au cours de 12 vols dont celui de la mission finale STS-135 avec Atlantis. A ce jour, il cumule 7 583 secondes de fonctionnement pour 16 utilisations, dont 4 pour des essais au sol.

L'E2056 a fonctionné durant 4 955 secondes sur 11 utilisations dont 4 au cours d'un vol dans l'espace.

L'E2058 a été utilisé à 10 reprises, cumulant 4 672 secondes de fonctionnement dont 6 vols spatiaux.

L'E2060 est le plus récent avec seulement 8 séquences d'allumage, totalisant 3 517 secondes de fonctionnement. Il était également monté sur Atlantis pour son dernier vol en juillet 2011.

A l'époque de la navette spatiale, les RS-25 étaient révisés après chaque vol. Pour Artemis, les moteurs ne seront pas récupérés et réutilisés après le lancement. Toutefois, ils ont subi quelques modifications nécessaires pour pouvoir être utilisés sur le SLS. A titre d'exemple, les contrôleurs de vol obsolètes ont été remplacés par des plus récents et une isolation a été ajoutée sur les tuyères des moteurs pour faire face à une température supérieure à celle subie lors des lancements de la navette spatiale.

Sources

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