Test du premier étage d'Ares I
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Le premier étage construit par ATK
Les objectifs de cet essai font que cet étage sera testé en configuration de vol réelle. Les autres éléments du lanceur seront néanmoins factices. Les maquettes de l'étage supérieur, la capsule Orion et la tour d'éjection simuleront la forme, la taille, le poids et l'aérodynamisme du lanceur opérationnel.
Pour la NASA, il s'agit de voir comment se comportera le lanceur en vol. En effet, ses 94 mètres et sa finesse, le rendent particulièrement difficile à manœuvrer. Les ingénieurs voudront donc s'assurer que le système mis au point (tuyères et logiciels) pour contrôler le couple en roulis est au point.
Pour ce vol, un module de contrôle du roulis sera installé sur le lanceur. Il a pour fonction d'empêcher une rotation incontrôlée de la fusée sur elle-même et qui l'oriente correctement en roulis. Un tel roulis peut conduire à l'arrêt prématuré du moteur comme cela a été le cas lors du vol 502 d'Ariane 5 quand la rotation de l'EPC sur son axe longitudinal a incurvé la surface libre des ergols dans les réservoirs, conduisant à un arrêt prématuré du moteur.
L'autre objectif de cet essai concerne la séparation du premier étage. Les ingénieurs voudront s'assurer qu'il n'y a pas de risque de collision entre les 2 étages et voir et modéliser les effets possibles sur le fonctionnement de l'étage supérieur et de son moteur, le J-2X, à la fin de la combustion du premier étage et à l'allumage du second.
Ce vol d'essai sera également mis à profit pour tester la compatibilité des installations au sol, l'utilisation des parachutes pour récupérer le premier étage.
Ares I
Ares I est un lanceur en ligne à 2 étages d'environ 94 m et d'une masse au décollage de plus de 900 tonnes. Dédié au lancement d'Orion, il sera capable de lancer 25 tonnes en orbite basse.
Le premier étage
Construit par ATK, ce premier étage est dérivé des boosters à poudre réutilisables de la navette à 4 segments. Il sera long d'un peu plus de 40 m pour un diamètre de 3,7 m. Il se différenciera des boosters de la navette par l'ajout d'un segment supplémentaire, soit 5 au total. Ce 5ème segment permet d'augmenter la quantité de propergol embarqué et donc la performance du lanceur. Cet étage doit fonctionner pendant les 2 premières minutes du vol.
D'autres modifications sont également prévues. Elles visent toutes à répondre aux spécifications du lanceur qui prévoient un taux de fiabilité et de rendement plus élevé que ceux imposés aux boosters de la navette.
Cet étage s'appuie donc sur des technologies largement éprouvées pour le vol habité ce qui limite d'autant les procédures de qualification inhérentes à la mise au point d'un nouvel étage ainsi que l'impact financier sur le programme.
Le deuxième étage
Le deuxième étage sera construit par une joint venture formée par Boeing et Northrop Grumman. Initialement, la NASA prévoyait d'utiliser un moteur SSME à hydrogène et oxygène liquide. Cette solution a été abandonnée au profit du moteur J-2X. Cet étage comportera un nouveau réservoir d'oxygène et d'hydrogène liquide ainsi que l'avionique associée.