Lancement d’Ariane 6 : le cas de SpaceCase SC-X01
Le tout nouveau lanceur européen décollera bientôt, et avec lui de nombreuses missions spatiales ayant chacune leur propre objectif, leur propre destination et leur propre équipe prête à applaudir. Qu’il s’agisse de lancer de nouveaux satellites pour observer et étudier la Terre, scruter l’espace profond ou tester d’importantes nouvelles technologies en orbite, le premier vol d’Ariane 6 mettra en valeur la polyvalence et la flexibilité de cet impressionnant lanceur lourd. Continuez à lire pour tout savoir sur le SpaceCase SC-X01, puis découvrez qui d’autre sera parmi les premiers à voler.
Sur la multitude de missions du premier vol d’Ariane 6, deux ont un tout autre objectif que les satellites qui seront mis en orbite : s’écraser sur Terre et amerrir loin de tout dans l’océan Pacifique.
SpaceCase SC-X01 est construit par ArianeGroup, la société responsable du lancement d’Ariane 6 dans l’espace. Resté attaché à l’étage supérieur du lanceur pendant la majeure partie de sa mission de trois heures, SpaceCase se détachera quelques minutes seulement avant la désorbitation de l’étage supérieur en vue d’une ardente destruction maîtrisée dans l’atmosphère terrestre.
Alors que l’étage supérieur est conçu pour brûler sans danger, SpaceCase SC-X01 va montrer un côté différent de l’ingénierie humaine : survivre à la chaleur intense qui s’accumule à mesure que les véhicules spatiaux reviennent sur Terre à des vitesses autour de 28 000 km/h.
Une structure en résine de carbone résistante à la chaleur
La plupart des véhicules spatiaux conçus pour revenir sur Terre utilisent des matériaux ablatifs : au fur et à mesure que la couche extérieure se réchauffe, elle se consume et elle est emportée – et l’accumulation de chaleur avec elle – et ainsi de suite pour la couche suivante jusqu’à l’amerrissage.
Spacecase SCX-01 utilise le même principe mais avec une différence clé : son bouclier de protection thermique – en résine de carbone appelée résine NAXECO® – forme également la structure. Alors que la plupart des boucliers thermiques des véhicules spatiaux sont collés ou boulonnés sur la structure du véhicule spatial (souvent sous forme de tuiles), le bouclier thermique monolithique de SpaceCase SCX-01 forme la structure de la capsule elle-même. Cela présente de nombreux avantages en matière de poids, de simplicité et de coût.
Une courte apothéose
Quelques minutes après s’être détaché de l’étage supérieur d’Ariane 6, SpaceCase commencera déjà à sentir la chaleur avec des températures extérieures atteignant 2400 °C ; les concepteurs ambitionnent de maintenir les températures à l’intérieur sous 60 degrés pour l’avionique … ou à l’avenir pour les échantillons.
« En fait il ne fera pas suffisamment chaud pour nous », explique Jérôme Bertrand, chef de projet SpaceCase chez ArianeGroup et expert en atterrissage planétaire, « notre matériel peut supporter davantage, comme un retour de la Lune ou de Mars, avec des vitesses de rentrée supérieures à 40 000 km/h, mais pour un retour de l’orbite terrestre ce sont les températures les plus élevées auxquelles nous pouvons nous attendre ».
Pour maintenir les coûts et le temps de production bas, SpaceCase est de conception simple. Les innovations de ce démonstrateur incluent la forme de la capsule, qui pourrait être utilisée pour un retour d’échantillons depuis l’espace ou une autre planète. La capsule s’orientera avec le bouclier thermique pointé vers le bas en raison de sa forme aérodynamique pour prouver la conception et tester le matériau.
En arrivant à 28 000 km/h, SpaceCase atteindra rapidement sa vitesse terminale – la vitesse la plus rapide à laquelle un objet peut tomber – et amerrira dans l’océan Pacifique loin de toute habitation à 250 km/h, soit environ la vitesse de décollage d’un avion de ligne.
À l’intérieur de SpaceCase SC-X01, l’avionique enregistrera les températures du bouclier thermique et les données de trajectoire et les enverra à l’équipe du projet par satellite. SpaceCase n’est pas équipé de parachutes, et le matériel ne sera pas récupéré – ce sera pour une deuxième mission. L’équipe prévoit d’utiliser des CubeSats de dimension standard prêts à l’emploi à l’intérieur du véhicule lors de prochains tests à l’avenir.
« Il est écrit ‘Ne pas ouvrir - propriété d’ArianeGroup’ juste au cas où la capsule s’échouerait sur une côte. Nous voulions que ce projet reste modeste, pour un délai de traitement rapide », explique Jérôme, « le processus d’apprentissage pour la construction rapide de SpaceCase était aussi important que les données que nous obtiendrons, nous ressemblons beaucoup à YPSat à cet égard ».
« C’est très motivant pour les équipes de travailler sur ce type de projet, » conclut Jérôme, « en construisant SpaceCase SC-X01 nous avons déjà donné des idées aux scientifiques – juste récemment après une conférence quelqu’un est venu me voir et m’a dit qu’ils aimeraient utiliser SpaceCase pour installer un spectromètre de masse à l’intérieur de notre capsule afin de faire un peu de recherche scientifique lors d’une entrée atmosphérique sur Jupiter ».
