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L’Atlas V de l’ULA va lancer la sixième mission de l’avion spatial X-37B – NASASpaceFlight.com

L’avion spatial X-37B de l’armée de l’air américaine commencera sa sixième mission avec un lancement à bord d’une fusée Atlas V de l’United Launch Alliance samedi. Atlas doit décoller du cap Canaveral pendant une fenêtre de deux heures et 29 minutes qui s’ouvre à 08:24 EDT (12:24 UTC), le déploiement du X-37B en orbite basse terrestre devant avoir lieu une vingtaine de minutes plus tard.Construit par Boeing, le véhicule d’essai orbital (OTV) X-37B est une plate-forme récupérable et réutilisable qui peut fonctionner en orbite terrestre basse pendant des mois ou des années. L’engin spatial facilite la recherche et les expériences en orbite, ainsi que d’autres applications militaires. La plupart des détails de chaque mission sont classifiés.

L’armée de l’air américaine dispose d’une flotte de deux vaisseaux spatiaux X-37B qui ont déjà effectué plusieurs vols spatiaux. Le lancement de samedi marquera le début de la première mission X-37B exploitée par l’US Space Force – bien que le contrôle global du programme X-37B et la propriété des véhicules restent du ressort de l’armée de l’air.

Ce sixième vol du X-37B est désigné United States Space Force 7 (USSF-7) – anciennement Air Force Space Command 7 (AFSPC-7) – et fait partie d’une série de désignations génériques qui sont de plus en plus utilisées pour identifier les missions militaires américaines de lancement dans l’espace. En tant que sixième mission du X-37B, le vol est également désigné OTV-6.

Une fois en orbite, le X-37B acquerra une autre désignation publique, sous la série USA qui est utilisée pour les satellites militaires américains. Chaque X-37B reçoit une nouvelle désignation américaine à chaque fois qu’il entre dans l’espace. Les désignations américaines ont été attribuées de manière séquentielle depuis 2006, de sorte que l’USSF-7 devrait devenir l’USA-299 en orbite.

Le programme X-37 a été lancé sous la forme d’une entreprise commune entre la NASA et l’US Air Force, visant à développer un vaisseau spatial multi-mission récupérable qui pourrait être utilisé pour la recherche ou l’entretien et la réparation de satellites. Un X-37 aurait été mis en orbite dans la soute de la navette spatiale avant d’être libéré pour commencer ses propres opérations. La navette et le X-37 seraient ensuite revenus sur Terre séparément après avoir terminé leurs missions respectives. La NASA a attribué un premier contrat de développement à Boeing en 1999.

Suite à la perte de la navette spatiale Columbia en février 2003, et à la décision subséquente de retirer la navette spatiale dès que ses dernières missions d’assemblage de la Station spatiale internationale auraient été achevées, la navette spatiale n’était plus disponible pour lancer le X-37. Après que la NASA ait quitté le programme en novembre 2004, le X-37 a été transféré aux attributions de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).

Le X-37 serait lancé au sommet d’une fusée Delta II, sans carénage de charge utile, pour effectuer des missions pour l’armée américaine. Le prototype, le X-37A, a d’abord effectué un vol en captivité en juin 2005 avant de commencer les essais de largage en 2006. Le X-37A a été utilisé pour tester les performances de la conception pendant le vol atmosphérique – son plané jusqu’à l’atterrissage à la fin d’une mission – mais n’a jamais été conçu pour fonctionner dans l’espace.

L’armée de l’air a commencé à développer le X-37B à la fin de 2006. Un autre changement de lanceur s’est traduit par un vol à bord d’une fusée Atlas V – dont le carénage de charge utile de cinq mètres pourrait enfermer l’engin spatial – en raison de préoccupations aérodynamiques liées au lancement de l’avion spatial non encapsulé.

Le premier X-37B a commencé son premier vol le 22 avril 2010, restant en orbite pendant plus de sept mois avant d’effectuer un atterrissage réussi au début du mois de décembre de la même année. Quatre autres missions réussies ont suivi, avec des durées de plus en plus longues. Lors de sa dernière mission, qui a débuté en septembre 2017, le X-37 est resté dans l’espace pendant plus de deux ans avant de revenir sur Terre en octobre dernier.

En plus de voler sur Atlas V, les engins spatiaux OTV peuvent être déployés par la fusée Falcon 9 de SpaceX, une capacité qui a été démontrée avec le lancement d’OTV-5 en 2017. Pour le lancement de samedi, le vaisseau spatial X-37B est de retour au sommet d’un Atlas V.

D’accord, 3 nouvelles images X-37B sont sorties jusqu’à présent, donc plus de recherche d’images pour moi, analyse complète des nerd à venir plus tard 🙂 #X37B #OTV6 #USSF7 pic.twitter.com/G6o3BpvGP8

– DutchSpace (@DutchSpace) 6 mai 2020

On pense que l’USSF-7 utilise le premier vaisseau spatial X-37B, qui effectuera son troisième voyage en orbite, bien que cela n’ait pas été confirmé. Après avoir effectué le premier vol du programme, OTV-1, en 2010, cet engin spatial est retourné dans l’espace en décembre 2012 sous le nom d’OTV-3, effectuant une mission de 22 mois qui s’est terminée en octobre 2014. Il est probable que le vaisseau spatial ait passé une partie des quatre ans et demi qui se sont écoulés depuis son dernier vol à subir des travaux d’entretien et de modification pour permettre son exploitation avec un nouveau module de service qui fera ses débuts lors de cette mission. Les missions OTV-2, OTV-4 et OTV-5 ont été effectuées par le deuxième véhicule X-37B.

Lors de son vol USSF-7, le X-37B devrait faire la démonstration de nouvelles capacités – notamment en volant pour la première fois avec le module de service. Ce module, qui est fixé à l’arrière de l’engin spatial, accueille des équipements et des expériences supplémentaires pour la mission. Avant le lancement de samedi, Barbara Barrett, la secrétaire de l’armée de l’air, a déclaré que cette mission permettrait de réaliser plus d’expériences que tout autre vol OTV précédent. Le vaisseau spatial X-37B comprend une soute qui peut être ouverte en orbite pour exposer les expériences à l’espace. Un panneau solaire, déployé à partir de la baie, fournit l’énergie à l’engin spatial et à ses expériences.

Au cours de sa mission, X-37B déploiera le petit satellite FalconSAT-8 pour l’Académie de l’Armée de l’Air américaine. Le dernier d’une série de satellites expérimentaux construits par l’Académie pour la démonstration de technologies et pour donner aux cadets une expérience de la construction et de l’exploitation d’engins spatiaux. FalconSAT-8 transporte huit expériences. Deux d’entre elles sont menées pour le compte de la NASA, afin d’étudier les effets de l’environnement spatial et des radiations sur des échantillons de matériaux dans l’une des expériences, et sur des semences dans l’autre. FalconSAT réalisera également une expérience pour le Naval Research Laboratory afin d’étudier le transfert d’énergie sans fil, en produisant de l’énergie électrique par le biais des panneaux solaires du satellite et en la transmettant au sol sous forme de rayonnement micro-ondes.

La durée prévue de la mission du X-37B n’a pas été annoncée, bien que le vaisseau spatial ait déjà montré qu’il est capable de rester en orbite pendant plus de deux ans. Il n’est pas clair si le nouveau module de service restera attaché au X-37B pendant toute la durée de sa mission, ou s’il sera largué en cours de route. Lorsque le X-37B reviendra sur Terre, il allumera son moteur pour une combustion en désorbitation, abaissant le périgée – ou point le plus bas – de son orbite dans l’atmosphère terrestre. Après sa rentrée dans l’atmosphère, l’engin spatial descendra en plané jusqu’à une piste d’atterrissage située sur l’un des trois sites d’atterrissage désignés.

Photo USAF du X-37B en sécurité après l’atterrissage.

Les trois premières missions du X-37B ont atterri à la base aérienne de Vandenberg en Californie, mais depuis que Boeing a transféré les opérations de traitement à L’installation de traitement de l’orbite 1 (OPF-1) de la NASA au Centre spatial Kennedy (KSC) à partir de la fin de 2014, les deux dernières missions ont atterri sur le site d’atterrissage des navettes de Kennedy. Le KSC sera probablement le principal site d’atterrissage pour la mission USSF-7, avec les bases aériennes de Vandenberg et Edwards sur la côte ouest comme sites de secours si les conditions météorologiques ou d’autres facteurs empêchent un atterrissage en Floride.

L’USSF-7 sera lancée à bord de la fusée Atlas V de l’Alliance pour le lancement d’armes uniesqui vole dans la configuration 501 pour ce lancement. Ce sera le quatre-vingt-quatrième vol d’une fusée Atlas V, l’une des fusées les plus éprouvées et les plus fiables actuellement en service. Atlas est une fusée à deux étages, composée d’un propulseur à noyau commun (CCB) et d’un étage supérieur Centaur. Elle peut voler avec un maximum de cinq propulseurs à poudre AJ-60A pour offrir des performances supplémentaires pour les charges utiles plus lourdes ou lorsque la fusée vise une orbite à plus haute énergie. Cependant, avec des charges utiles légères comme le X-37B, Atlas vole sans ces moteurs supplémentaires.

Le numéro de configuration à trois chiffres – en l’occurrence 501 – indique le diamètre du carénage de la charge utile de la fusée, le nombre de moteurs-fusées à propergol solide et le nombre de moteurs de l’étage supérieur du Centaure. Dans ce cas, il signifie un carénage de cinq mètres, pas de moteurs-fusées à propergol solide et un Centaur monomoteur (SEC). Atlas V peut voler avec un carénage de quatre ou cinq mètres – avec trois longueurs différentes disponibles à chaque diamètre – ou sans carénage lorsqu’il transporte des charges utiles telles que le CST-100 Starliner de Boeing qui n’ont pas besoin d’être encapsulées. Le lancement de samedi utilisera la version la plus courte du carénage de cinq mètres, qui mesure 5,4 mètres de large et 20,7 mètres de long. La structure composite est produite par le fabricant suisse RUAG, qui fabrique également un carénage similaire pour la fusée européenne Ariane 5.

Cet Atlas V porte le numéro de queue AV-081, une désignation unique attribuée à chaque fusée Atlas individuelle qui a débuté avec les fusées Atlas-Centaur dans les années 1960. Les numéros de queue Atlas-Centaur (commençant par les lettres AC) ont été repris par les fusées Atlas I, Atlas II et Atlas III qui ont fait évoluer la conception de l’Atlas-Centaur, avant d’être remplacés par la série « AV » pour l’Atlas V.

Atlas V sur SLC-41 – via ULA

Le lancement de samedi aura lieu depuis le Space Launch Complex 41 (SLC-41) de la station de l’armée de l’air de Cape Canaveral. Le SLC-41 est le site de la côte est d’Atlas V, avec la mission USSF-7 marquant le soixante-neuvième lancement de la fusée depuis cette base. Avant son rôle dans le programme Atlas V, le SLC-41 a servi la famille des fusées Titan. Construit à l’origine comme base de lancement de Titan IIIC dans les années 1960, le complexe de lancement 41 (LC-41), tel qu’il était alors désigné, faisait partie du complexe d’intégration, de transfert et de lancement (ITL) aux côtés du complexe de lancement 40 situé à proximité et d’un bâtiment commun d’intégration verticale.

Au milieu des années 1970, une série de fusées Titan IIIE ont été lancées à partir de LC-41 pour des missions interplanétaires afin d’étudier le système solaire et au-delà. Parmi ces missions, on compte la sonde Hélios qui a étudié le Soleil, les missions Viking qui ont orbité et atterri sur Mars et les sondes Voyager qui ont exploré les planètes extérieures et continuent de renvoyer des données depuis l’espace interstellaire. De 1989 à 1998, la plateforme a été utilisée par les véhicules Titan IV. Au total, vingt-sept fusées Titan ont été lancées depuis la plateforme avant qu’elle ne soit démolie et reconstruite pour Atlas.

Fusées Atlas volant de Complexe de lancement spatial 41 sont assemblés dans le centre d’intégration verticale (VIF) situé à proximité, à environ 550 mètres de la plate-forme. Le Common Core Booster – le premier étage – de l’AV-081 a été hissé en position sur sa plate-forme de lancement mobile le 27 avril – désigné comme le début de l’opération « véhicule de lancement sur socle » (LVOS). Deux jours plus tard, l’étage intermédiaire, l’étage supérieur du Centaure et la partie inférieure de la coiffe de la charge utile de la fusée – qui avaient déjà été accouplés et sont connus sous le nom de module de base – ont été amenés à l’IFV et hissés au sommet du premier étage. Le vaisseau spatial X-37B, encapsulé dans la partie supérieure de la coiffe de la charge utile, a été ajouté le 5 mai.

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La plateforme de lancement mobile, avec Atlas V monté sur le dessus, a été déployée depuis le centre d’intégration verticale et transportée vers la plateforme de lancement jeudi.

Le lancement de samedi commencera par l’allumage du moteur principal RD-180 du Common Core Booster, environ 2,7 secondes avant que le compte à rebours n’atteigne zéro. La fusée sera prête au lancement à T-0, le décollage proprement dit ayant lieu une fraction de seconde plus tard. Le RD-180 à deux chambres a été développé par l’ONG russe Energomash et est dérivé de la famille de moteurs RD-170 développés pour les fusées Zenit et Energia. Le premier étage brûle le propergol RP-1 à base de kérosène, oxydé par l’oxygène liquide.

Environ dix-huit secondes après le début de son vol, AV-081 commencera une manoeuvre de tangage et de lacet afin d’assumer la trajectoire prévue pour la montée en orbite. Volant sur un cap nord-est, Atlas se dirigera vers une orbite avec une inclinaison d’environ 44 degrés. Un peu plus de soixante-dix secondes après le décollage, la fusée passera dans la zone de pression dynamique maximale – ou Max-Q – où elle subira des charges aérodynamiques maximales.

Lorsqu’Atlas V vole avec un carénage de cinq mètres, le carénage se fixe à l’interstage entre le premier et le deuxième étage, enfermant complètement l’étage supérieur du Centaure ainsi que la charge utile. Pour cette raison, le carénage doit être largué pendant le vol du premier étage. Après environ trois minutes et 40 secondes de mission, Atlas aura atteint l’espace et la coiffe ne sera plus nécessaire, de sorte qu’elle pourra être jetée en toute sécurité. Quelques secondes plus tard, le réacteur de charge avant se séparera également. Ce dispositif, qui se fixe à l’extrémité avant du Centaure, permet de répartir une partie du poids de la charge utile sur la moitié inférieure du carénage.

La coupure du moteur d’appoint, ou BECO, marquera la fin de la première phase de vol propulsé, environ quatre minutes et 24 secondes après le décollage. Le RD-180 s’éteindra, et environ six secondes plus tard, le BECO épuisé se séparera. Le moteur RL10C-1 du Centaur entrera dans sa séquence de prédémarrage, s’allumant environ dix secondes après la séparation des étages. C’est à ce moment du vol que les opérations devraient entrer dans un black-out médiatique – comme il est normal pour les lancements avec certains types de charges militaires comme le X-37B – la seule annonce officielle ultérieure étant un communiqué de presse confirmant le résultat du lancement.

La première combustion du Centaure devrait se poursuivre pendant environ quatorze minutes, plaçant le X-37B directement en orbite. Le moteur RL10C-1, qui a été construit par Aerojet Rocketdyne, est une évolution des moteurs RL10 développés pour les fusées originales Atlas-Centaur et Saturn I dans les années 1960. Il brûle un propulseur cryogénique – hydrogène et oxygène liquides – lui donnant un rendement élevé, ou impulsion spécifique. Bien que le RL10 puisse effectuer de multiples brûlures pour amener des engins spatiaux sur des orbites complexes, il est probable qu’une seule brûlure sera nécessaire avant qu’il ne déploie le X-37B lors de la mission de samedi.

Quelques minutes après la fin de la combustion du deuxième étage – la coupure du deuxième étage ou SECO – la séparation du vaisseau spatial se produira avec le début de la mission du X-37B. Bien que l’orbite cible pour la séparation n’ait pas été annoncée, et dépendra des conditions requises pour les expériences à bord de l’OTV, la trajectoire prévue de la fusée au sol suggère qu’elle sera inclinée à environ 44 degrés par rapport à l’équateur, alors que l’altitude sera probablement comprise entre 300 et 400 kilomètres (190-250 miles, 160-220 miles nautiques) comme lors des missions précédentes.

Peu après la séparation des vaisseaux spatiaux, Centaur brûlera à nouveau son moteur pour se désorbiter. L’étage supérieur reviendra sur sa première orbite, au-dessus de l’océan Indien, au large des côtes australiennes.

Le lancement du X-37B s’inscrit dans le cadre d’un week-end chargé au cap Canaveral, avec des lancements consécutifs de fusées Atlas V et Falcon 9 depuis des rampes de lancement adjacentes. Le lancement de Falcon 9 depuis le complexe de lancement spatial 40 (SLC-40), situé à 2,5 kilomètres (1,5 miles) au sud de la plateforme Atlas à SLC-41, est prévu pour 03:53 heure du jour de l’Est (07:53 UTC) dimanche matin. Falcon déploiera d’autres engins spatiaux pour la constellation de satellites de communication en orbite basse de SpaceX Starlink.

Le lancement de samedi est la troisième mission Atlas V de 2020, après les lancements de février et mars qui ont déployé l’orbiteur solaire et le vaisseau spatial AEHF-6. Une fois la campagne de lancement du X-37B terminée, le Space Launch Complex 41 sera consacré aux préparatifs du prochain lancement d’Atlas. Il s’agira du déploiement de la mission phare de la NASA pour Mars 2020, comprenant le rover Persévérance et le véhicule aérien sans équipage (UAV) Ingenuity, dont le décollage est prévu pour la mi-juillet. La fenêtre de lancement serrée pour amener l’engin spatial sur Mars exige une campagne de lancement prolongée, avec des essais supplémentaires et un temps de contingence intégré aux opérations.

Cet article a été rédigé par William Graham et traduit par TouslesTelescopes.com. Les produits sont sélectionnés de manière indépendante. TouslesTelescopes.com perçoit une rémunération lorsqu’un de nos lecteurs procède à l’achat en ligne d’un produit mis en avant.