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Posté par jyb le 21/07/2011 à 12:51
De 1969 à 1972: la navette spatiale prend forme
Cette fois, c'est la bonne. Alors que le monde a les yeux rivés sur le programme Apollo, la NASA prépare très activement la relève avec le programme de navette spatiale. Les premières esquisses sont celles d'un couple avion-porteur – avion-orbital aux formes particulièrement élancées. L'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné...) orbital est alors de taille nettement plus modeste que la navette (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial réutilisable conçu pour assurer la desserte des stations...) définitive.

Premier cahier des charges

Au début du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...), les besoins ne sont pas encore clairement définis, la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation...) maximale à transporter varie de 6 à 20 tonnes. Le déport (la capacité de la navette à changer de trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) lors d'une rentrée atmosphérique) varie de 400 à 2800 km.

Il y a au début du projet deux visions différentes de ce que doit être la navette. La NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son...) privilégie un engin aux performances plus réduites mais aux technologies plus avancées. L'idée est celle d'un engin entièrement réutilisable, éventuellement composé d'un avion-fusée porteur et d'un avion orbital. Le lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) pourrait mettre en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) la plupart des satellites (Satellite peut faire référence à :) classiques et ramener du fret (Le transport de marchandises est une activité économique réglementée, à la fois par chaque pays et au niveau international.) sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...). L'objectif principal de la navette est aussi de ravitailler une station orbitale (Une station orbitale, dans le domaine de l'astronautique, est une installation spatiale en orbite autour de la Terre ou autour d'un astre, ne disposant pas de...) qui est également dans les cartons de la NASA.


Plusieurs concepts étudiés en 1969

Entre 1969 et 1970, plusieurs formes sont étudiées et concernent souvent des orbiteurs de taille assez réduite soutenus au décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.) par un engin porteur de grande dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou...). Au niveau des formes, les constructeurs étudient des formules très différentes:
- corps portant ressemblant à des HL-10 agrandis
- appareil avec petites ailes droites à la manière du F-104
- appareil avec voilure Delta ou double Delta
- Lockheed (Lockheed Martin Corporation est une société de construction aéronautique créée, en 1995, par la fusion de Lockheed Corporation et de Martin Marietta. Le siège social se trouve à Bethesda dans le Maryland. La société construit des avions civils...) propose toujours son Star Clipper (Un clipper (mot anglais signifiant ciseau peut-être une évocation du bateau fendant les flots) est un bateau fait pour convoyer le plus vite possible ses denrées périssables avec un gréement trois-mâts...) composé de deux engins en forme de triangle (En géométrie euclidienne, un triangle est une figure plane, formée par trois points et par les trois segments qui les relient. La dénomination de « triangle » est justifiée par la...).


Différents concepts étudiés au début de 1970

Le projet se complique

L'armée américaine, suite à l'abandon du Dyna Soar, n'a plus vraiment de projet réaliste de navette spatiale (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial réutilisable conçu pour assurer la desserte des stations spatiales en orbite basse mais pouvant aussi assurer d'autres missions,...). Elle utilise en outre des lanceurs classiques pour ses satellites. Dans ces circonstances, pour se passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) des lanceurs traditionnels devenus fiables et participer au programme de la navette spatiale, l'armée a des exigences pour le moins élevées.

Les exigences des militaires sont les suivantes: la navette doit pouvoir mettre en orbite des charges de 23 000 Kg et doit pouvoir atterrir très rapidement près du lieu de décollage. Ce dernier point (Graphie) implique un déport latéral de 2800 km. La taille de la soute est, elle aussi, soumise à une exigence de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) de plus de 18m. Une dernière exigence est l'exclusion de titane dont l'approvisionnement peut s'avérer problématique en cas de conflit, cela complique bien sur un peu plus la conception de la navette. En résumé, l'armée désire un gros porteur agile alors que la NASA penche plutôt pour un engin de taille plus réduite et plus simple à produire.

Cependant, après le succès lunaire (Pour les homonymes, voir Pierrot lunaire, une œuvre de musique vocale d'Arnold Schönberg.) et alors qu'une certaine détente débute dans les relations entre les États-Unis et l'URSS, la course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) à l'espace perd en importance. Pour pouvoir être financée, la NASA est obligée de démontrer la rentabilité économique de la navette spatiale par rapport aux lanceurs classiques. Un rapport démontre effectivement que la navette est un moyen plus économique de lancement que les fusées classiques. Mais il se base sur des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) optimistes:
- chacun des engins doit pouvoir repartir deux semaines après un atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant qu'il est employé dans le domaine maritime ou...)
- la flotte des navettes doit pouvoir assumer 50 à 70 vols par an
- même dans ces conditions, il faut que cet engin assure 100% des mises en orbite, que ce soient des engins civils ou militaires.

La NASA doit donc se résoudre à accepter un appareil conforme aux souhaits des militaires et les appels d'offres à l'étude s'orientent pour des engins plus lourds. Les différentes études convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ) sensiblement:
- décollage vertical
- engin porteur et navette sont accolés
- la navette est située à la base de l'engin porteur (ce qui limite les possibilités d'évacuation)
- abandon des corps portants pour des avions ailés
- la navette assure une grande partie de la poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) et s'alourdit un peu plus.

Une contrainte supplémentaire est l'absence d'engin intermédiaire qui permettrait d'obtenir plus d'enseignements sur l'utilisation d'une navette. Il faut rappeler que le programme lunaire comprenait un avant-programme Gemini qui a permis de mettre au point les différentes technologies du vaisseau Apollo. La navette spatiale devra être parfaite du premier coup !

Une petite coupe budgétaire en plus

En 1971, la NASA semble avoir réussi à trouver un cadre pour sa navette spatiale, trois consortiums travaillent alors sur ses appels d'offres. Cependant, le nouvel engin ne dispose pas de budget (Un budget est un document comptable prévisionnel distinguant les recettes et les dépenses.) affecté. Finalement, le financement alloué est nettement plus réduit que prévu alors que le projet retenu est le plus ambitieux, c'est à dire un engin capable de placer près de trente tonnes en orbite. La seule bonne nouvelle est l'exigence de déport qui est réduit à 2000 km.

Le projet final:
- 29,5 tonnes de charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour...)
- soute de 18m x 4,5m
- déport latéral de 2350 km

Cette réduction de budget a deux conséquences:
- la date initiale du premier vol (Le premier vol ou vol inaugural d'un avion est la première occasion pour celui-ci de prendre les airs par ses propres moyens. C'est l'équivalent en aéronautique du voyage inaugural pour un bateau.) fixé en 1977 semble intenable
- l'avion porteur se transforme en simple étage de fusée (Fusée peut faire référence à :) d'appoint non réutilisable.

Un nouvel appel d'offres est lancé pour une solution de fusée porteuse (Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes. Elle est modulée par le signal utile (audio, vidéo, données) en vue, soit de sa diffusion au moyen d’un émetteur, soit de son...). Si certaines solutions placent la navette au sommet d'un étage de fusée, la solution retenue est une solution qui privilégie une récupération maximale et donc une solution porteuse à minima:
- la poussée est en grande partie fournie par la navette
- la majeure partie de l'étage porteur est un simple réservoir
- deux boosters à poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général de taille inférieure au dixième de millimètre...) sont ajoutés pour fournir une poussée apte à faire décoller l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...)


C'est ce concept qui est finalement retenu en 1972

Le principal avantage réside dans l'optimisation de la partie réutilisable par rapport aux éléments à usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) unique. Le principal inconvénient est la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri...) de l'orbiteur (Dans le domaine de l'astronautique, un orbiteur est un vaisseau satellisé autour d'une planète. Plus précisément, il est utilisé pour désigner :) qui prend de plus en plus de fonctions lors du vol. De plus, contrairement à certains avant-projets, en cas d'accident au décollage, les possibilités de secours sont limitées, plus limitées que sur un lanceur de capsule spatiale (Une capsule spatiale est un engin spatial habité ou non, non-réutilisable. Avant le premier vol de la navette spatiale, il est le seul moyen d'envoyer...) standard comme Gemini, Apollo ou Soyouz (Soyouz (du russe ????, Union), Soïouz ou Soyuz est le nom d'une série de vaisseaux spatiaux russes, imaginés par Sergueï Korolev, utilisés depuis 1967 pour les vols habités. Ce vaisseau succéda au programme Voskhod, et il fut à...).
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