Le Système de lancement spatial (SLS)la fusée de 98 mètres de la NASA contenant la capsule Orionatteint le rampe de lancement 39B Centre spatial Kennedy à Cap Canaveral avant le prochain lancement de la mission Artémis II qui ramènera l’homme sur la Lune pour la première fois depuis 1972. Le lent voyage de 6,4 km depuis Bâtiment d’assemblage de véhicules sur la rampe de lancement, elle s’est déroulée via le Crawler-Transporter 2 – le véhicule automoteur le plus lourd au monde – et a duré environ 12 heures. Nous attendons désormais les derniers tests des opérations de pré-lancement qui simulent ce qui pourrait se passer entre le 6 et le 11 février.
En plus d’être la fusée la plus puissante construite par la NASA depuis les missions Apollo, SLS est laseule fusée existante actuellement incapable d’envoyer le Capsule Orionson équipage et sa charge utile directement vers la Lune avec un seul lancement. Contrairement au Saturn V des missions Apollo conçu uniquement pour aller sur la Lune, cette fusée a été conçue pourexploration de l’espace profonddonc non seulement la Lune, mais aussi Mars et en perspective les planètes extérieures. Haut 98 mètres et lourd 2604 tonnes à pleine charge, le SLS génère une poussée du puits 39 millions de newtonsde quoi pousser la capsule Orion et sa cargaison vers 36 484 km/h en direction de la Lune. La mission Artemis II utilisera la configuration initiale SLS, appelée Bloc 1tandis que les missions futures verront un évolution de la fusée qui deviendra de plus en plus grande et puissante.
Comment est né le programme Artemis II Space Launch System
Le programme SLS est officiellement né en 2010 lorsque la NASA, à la veille du déclassement du programme de la navette spatiale, a décidé de se concentrer à nouveau surexploration humaine de l’espace profond. Il a cependant fallu en développer un nouveau lanceur super lourd capable de quitter la gravité terrestre. En définissant SLS, la NASA a évalué différentes configurationsqui différaient par le nombre d’étages, les types de propulseurs, les propulseurs, les performances, les coûts de développement et d’exploitation, la fiabilité et la capacité à maintenir les compétences industrielles clés.
La NASA a opté pour un conception évolutivenon pas un lanceur capable d’accomplir une seule tâche, comme le Saturn V des missions Apollo, mais une fusée adaptable à différentes configurations de l’équipage et du fret, et qui a tiré parti des décennies d’expertise développées au cours du programme de la navette spatiale. Pour réduire les coûts, les risques et les délais de développement, SLS hérite de nombreux éléments de la Navette Spatiale tels que Moteurs RS-25l’architecture un boosters latéraux et la compatibilité avec l’infrastructure au sol du Kennedy Space Center. Cela confère au SLS une plus grande sécurité, des risques réduits et une probabilité plus élevée de réussite de la mission dans les environnements dynamiques et impitoyables des vols spatiaux.
Comment est fabriquée la fusée qui ramènera l’homme sur la Lune
Dans sa configuration Bloc 1celui des missions Artemis I, II et III, le SLS est configuré comme un lanceur super-lourd capable d’emporter 27 tonnes de charge utile vers la Lune grâce à la poussée fournie par quatre moteurs RS-25 Et deux boosters latérauxtous deux empruntés au programme Shuttle et àÉtape de propulsion cryogénique intermédiairequi donne l’impulsion finale dans l’espace pour placer la capsule avec les astronautes en route vers la Lune.
L’étage principal de la fusée
Le stade principalde couleur orange en raison du revêtement thermique, est le cœur du SLS. Produit par Boeing, c’est le étage unique le plus élevé d’une fusée jamais construite, avec bien 65 mètres en hauteur. A l’intérieur il abrite l’avionique, l’ordinateur de vol (équipé d’un processeur légèrement plus puissant qu’un Pentium II) et les réservoirs de carburant. hydrogène liquide (à –253 °C)e oxygène liquide (à –183 °C) qui servent de carburant au quatre moteurs RS-25 produit par L3Harris Technologies. Ces moteurs sont parmi les plus fiables qui existent dans le secteur aérospatial car ils volent avec succès depuis de nombreuses années. 135 fois pendant le programme Navette.
Ensemble, les moteurs génèrent 8,896 millions de newtons de poussée et travailler pendant environ 480 secondesamenant la fusée jusqu’à Mach 23 (soit 23 fois la vitesse du son !) et à une altitude de 161km avant la séparation du stade supérieur. Pour donner une idée de la puissance de ces moteurs, il suffit de penser qu’ils brûlent au-delà 5600 litres de propulseur par seconde fournissant suffisamment de poussée pour que huit Boeing 747 puissent voler en même temps. Cependant, contrairement à la navette, les moteurs RS-25 du SLS ils ne sont pas réutilisés: la récupération serait trop complexe et coûteuse compte tenu de la vitesse et de l’altitude atteinte par la scène principale.
Les deux propulseurs de fusée à poudre
La majeure partie de la poussée initiale est assurée par deux propulseurs de fusée à solide fabriqués par Northrop Grumman. Chacun est composé de cinq segmentsun de plus que les boosters de la Navette, et est alimenté par un carburant à base de polybutadiène acrylonitrile et de perchlorate d’ammonium. Chaque booster génère jusqu’à 16,014 millions de newtons de poussée et, dans le premier 126 secondes de vol, fournit approximativement le 75 % de la poussée totale nécessaire au décollage. A ce stade, la fusée consomme environ 5 tonnes de carburant par seconde. Au bout de deux minutes, un 45 km d’altitude chaque Mach 4,3les boosters se séparent via des boulons explosifs et tombent dans l’océan. Encore une fois, le projet est optimisé pour à usage unique. Les moteurs produisent tellement d’énergie, 2,3 millions de kWh, qu’ils pourraient alimenter 92 000 foyers pendant une journée entière.
L’élément intégré vaisseau spatial/charge utile
Entre la scène centrale et la capsule Orion se trouve leÉlément de vaisseau spatial/charge utile intégréqui abrite les adaptateurs, les systèmes de séparation et les charges secondaires. La scène qui effectue la manœuvre cruciale est laÉtape de propulsion cryogénique intermédiaire (ICPS)produit par Boeing et United Launch Alliance. Également alimenté par de l’hydrogène et de l’oxygène liquides, l’ICPS fournit une augmentation de 110 000 newtons et est responsable de Injection translunaire (TLI)l’allumage qui pousse Orion de l’orbite terrestre vers la Lune. Pendant Artemis II, Orion et ICPS orbiteront trois fois autour de la Terre avant l’allumage final. Après la séparation d’Orion, l’ICPS libérera des charges utiles secondaires et rentrera dans l’atmosphère au-dessus de l’océan Pacifique.
L’évolution future du système de lancement spatial
SLS est un transporteur qui oui évoluera avec le temps pour soutenir la croissance et la complexité des missions futures. Chaque variante ultérieure du bloc SLS devient plus puissante grâce aux améliorations apportées aux moteurs, aux propulseurs et à l’étage supérieur, fournissant ainsi une plate-forme flexible pour une variété de missions spatiales humaines et robotiques, plutôt que de nécessiter le développement de fusées entièrement nouvelles pour augmenter les performances.
Sa première variante SLS Bloc 1 il a été utilisé pour Artemis I, et sera utilisé pour Artemis II et III ramenant l’homme sur la Lune. L’évolution, Bloc SLS 1BEt plus puissantaussi grand que Saturn V et sera utilisé à partir d’Artemis IV. SLS Bloc 2 sera encore plus puissant, augmentant la capacité de transport de marchandises vers la Lune jusqu’à 46 tonnes. Toutes les variantes ont une conception de base qui suit celle du SLS Block 1, à savoir un étage central qui abrite les réservoirs de propulseur, les moteurs, l’avionique et les points de fixation pour une paire de propulseurs de fusée solide, quatre moteurs à propergol liquide alimentés par de l’hydrogène liquide et de l’oxygène liquide cryogénique et un étage supérieur activé dans l’espace alimenté par de l’hydrogène liquide et de l’oxygène liquide.
Principales différences avec le Saturn V des missions Apollo
La principale différence entre la SLS et la fusée Saturn V des missions Apollo est de concept : Saturn V est une fusée « verticale », créée dans le seul but d’envoyer l’homme sur la Lune, SLS, en revanche, est polyvalent. Avec une fraction du budget des missions Apollo, qui atteignait 4,4% du PIB américain en 1966, le SLS a la capacité d’envoyer des charges utiles plus importantes vers l’ISSla possibilité d’envoyer plusieurs équipages voire une station de recherche sur la Luneou la possibilité d’envoyer un équipage (avec de la nourriture, de l’eau et d’autres ressources nécessaires) sur une autre planète. De plus, le SLS capitalise sur cinq décennies d’avancées technologiques dans le domaine de l’aérospatiale, offrant un une technologie éprouvée avec la navette minimisant le risques pour l’équipage. Placer des astronautes dans des capsules « dangereuses » comme celles d’Apollo est impensable de nos jours.
Voulant plutôt nous concentrer sur les différences purement techniques, nous SLS est moins élevé (98 mètres contre 110 pour le Saturn V), plus léger et avec moins de capacité de charge (27 contre 41 tonnes) dans sa configuration Bloc 1. Cependant, le la poussée fournie par ses moteurs est 15% supérieure que celui du Saturn V, lui permettant d’atteindre des vitesses de pointe de 39 500 km/h contre moi 28 000 km/h de la Saturn V. Les dépenses consacrées à la construction du SLS sont également inférieures à celles du Saturn V, moins de la moitié ajustées en fonction de l’inflation.