X-33


X-33
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Comparaison entre le démonstrateur X-33 et le projet Venture Star.


Le X-33 était un démonstrateur, à échelle un demi, du VentureStar, un avion spatial réutilisable de nouvelle génération, exploitable commercialement, une navette spatiale Single-stage-to-orbit (SSTO). Le X-33 devait servir de banc d'essai pour toute une série de technologies nécessaires à la réalisation d'un lanceur mono-étage réutilisable de mise sur orbite, telles que : boucliers thermiques métalliques, matériaux composites, réservoirs pour carburants cryogéniques comme l'hydrogène liquide, moteur-fusée de type « aerospike » à tuyère linéaire[1],[2], contrôles de vol automatique sans pilote et aérodynamique pour planeur spatial.

Sommaire

Conception et fonctionnement

Dessin d'artiste du Lockheed Martin Venture Star.
Installation de lancement du X-33 déjà construite à Edwards Air Force Base en 1998.

La NASA et Lockheed Martin ont utilisé un fuselage à portance aérodynamique, des réservoirs d'ergol liquide en matériaux composites et le propulseur « aerospike » principalement dans l'espoir de démontrer la viabilité en vol du concept de lanceur de mise sur orbite mono-étage (SSTO). Un appareil de type « SSTO » n'exige pas de réservoirs externes et de fusées d'appoint pour atteindre l'orbite basse circum terrestre. L'abandon de l'architecture de lanceur multi-étage comme ceux de la navette spatiale ou des fusées Apollo, devait inévitablement conduire à plus de sécurité et de fiabilité. Bien que la fiabilité du X-33 n'aurait pas été comparable à celle des avions, estimée aux alentours de 0,9999999999, il aurait été possible de démontrer qu'elle puisse atteindre 0,997, soit trois avaries pour 1 000 lancements, ce qui est supérieur d'un ordre de grandeur à la fiabilité de la Navette Spatiale[réf. nécessaire].

Ce vaisseau sans pilote devait décoller en position verticale, à partir d'infrastructures construites spécialement pour lui sur la Base d'Edwards en Californie, puis, au retour, atterrir comme un avion sur une piste. Les premiers tests de vol sub-orbital prévoyaient un lancement depuis Edwards et un atterrissage au sud-ouest de Salt Lake City, dans l'Utah. Une fois ces tests de vol effectués, les suivants devaient avoir lieu sur la Base Malmstrom de l'Air Force dans le Montana, afin de collecter plus de données sur l'échauffement de la cellule et sur les performances du propulseur à haute vitesse et haute altitude.

Le 2 juillet 1996, la NASA choisit Lockheed Martin pour concevoir, construire et tester le véhicule expérimental X-33 du programme « RLV ». Le prototype de Lockeed Martin fut choisi parmi d'autres présentés par Boeing et par McDonnell Douglas. Boeing proposait un engin dérivé de la navette spatiale, et McDonnell un appareil à décollage et atterrissage vertical « VTOL », le DC-XA.

Développement commercial

Test des moteurs Linear Aerospike XRS-2200 construit pour le X-33.

Lockeed Martin espérait bien obtenir le contrat d'un appareil grandeur-nature SSTO RLV, nommé VentureStar, développé à partir du X-33 expérimental en collaboration avec la NASA, utilisé à des fins commerciales. Le but de l'opération était que la NASA, au lieu d'utiliser les vaisseaux de transport spatial comme elle le faisait avec la Navette, envisage de recourir à des fournisseurs industriels privés qui exploiteraient ce lanceur réutilisable, en leur achetant des opérations de lancement. Ainsi le X-33 aurait non seulement servi à développer des technologies de vol spatial, mais aussi servi de vitrine technologique d'un lanceur réutilisable commercialement exploitable.

La décision de concevoir et de construire le X-33 est partie d'une étude interne de la NASA intitulée Accéder à l'Espace. Cette étude, contrairement à beaucoup d'autres, aboutit à la réalisation d'un appareil réel.

Abandon du projet

Le prototype était construit à 85 % environ, quand la NASA y mit un terme en 2001, après toute une série de difficultés techniques : instabilité en vol, masse excessive ... En particulier le réservoir d'hydrogène liquide en matériaux composites posa problème durant les tests en novembre 1999. Ses parois étaient construites en composite alvéolé en nid d'abeille, et sa structure interne devait être suffisamment légère pour remplir les conditions de vol d'un lanceur mono-étage réutilisable. Un appareil « SSTO » propulsé à l'hydrogène devait remplir une exigence dite de « fraction de masse » signifiant que sa masse à vide ne devait représenter que 10% de celle avec le plein d'hydrogène. Ceci afin de permettre à l'engin d'atteindre l'orbite basse sans utiliser de fusées d'appoint ou de réservoir externe, comme ceux de la Navette. Mais après l'échec des tests de remplissage et mise sous pression du réservoir en composites, la NASA en vint à la conclusion que la technologie actuelle n'était tout simplement pas assez avancée pour une telle réalisation.

La NASA a investi 912 millions de dollars dans ce projet avant son abandon et Lockeed Martin 357 millions. A cause de l'évolution du marché des lancements spatiaux – à savoir la compétition d'opérateurs comme Globalstar, Teledesic (en) et Iridium, et de la chute de l'estimation annuelle du nombre de lancements de satellites commerciaux qui s'ensuivit – Lockeed Martin considéra comme non viable la poursuite du programme sur des fonds privés, sans appui financier gouvernemental.

Après cet abandon cependant, les ingénieurs parvinrent à réaliser un réservoir à oxygène liquide en fibres de carbone.

Notes et références

Annexes

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Liens externes


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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article X-33 de Wikipédia en français (auteurs)


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