X-33
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Dessin d'artiste du Lockheed Martin X-33Venture Star.
Dessin d'artiste du Lockheed Martin X-33
Venture Star.

Le X-33 était un démonstrateur, à échelle un demi, d'un avion spatial réutilisable de nouvelle génération, exploitable commercialement Navette spatiale SSTO. Le X-33 (Le X-33 était un démonstrateur, à échelle un demi, d'un avion spatial réutilisable de nouvelle génération, exploitable commercialement Navette spatiale SSTO. Le X-33 devait servir de banc...) devait servir de banc d'essai pour toute une série de technologies nécessaires à la réalisation d'un lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) mono-étage réutilisable de mise sur 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.), telles que : boucliers thermiques métalliques, matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) composites, réservoirs pour carburants cryogéniques comme l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), moteur-fusée (Les moteurs-fusées sont des moteurs à réaction utilisés sur les fusées, dont certains sont prévus pour fonctionner aussi bien dans, que hors de l'atmosphère terrestre. Ils embarquent, en plus de leur carburant, un...) type aerospike à tuyère (Une tuyère ou tuyère propulsive, dans le domaine de l'astronautique, est un conduit (appelé aussi divergent) de section conique (fusées de feu d'artifice) ou oblongue (tuyères de missiles, et...) linéaire [1] [2] , contrôles de vol automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a...) sans pilote et aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte sur la compréhension et l'analyse des écoulements d'air, ainsi...) pour planeur (Un planeur est un aérodyne qui est, par définition, dépourvu de moteur. Il existe toutefois des versions dotées d'un moteur d'appoint escamotable appelées motoplaneur. La...) spatial.

Conception et fonctionnement

L'objectif principal qui conduisait la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale...) et Lockheed Martin (Lockheed Martin est une des principales entreprises américaines de défense et de sécurité. Comme ses principaux concurrents, elle conçoit et réalise...) à utiliser un fuselage (Le fuselage désigne l'enveloppe d'un avion qui reçoit généralement la charge transportée, ainsi que l'équipage. Le fuselage d'un avion supporte...) à portance aérodynamique, des réservoirs d'ergol (Un ergol, dans le domaine de l'astronautique, est une substance homogène employée seule ou en association avec d'autres substances et destinée à fournir de l'énergie. Les ergols sont les produits initiaux,...) liquide en matériaux composites et le propulseur aerospike, était l'espoir de pouvoir démontrer la viabilité en vol du concept de lanceur de mise sur orbite mono-étage SSTO. Un appareil de type SSTO n'exige pas l'utilisation de réservoirs externes et de fusées d'appoint pour atteindre l'orbite basse (L'orbite terrestre basse (Low Earth orbit, LEO, en anglais) est un type d'orbite terrestre situé entre 350 et 1 400 kilomètres d'altitude. On considère généralement que l'orbite basse est...) circum terrestre. L'abandon de l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) de lanceur multi-étage comme ceux de la navette (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial réutilisable conçu pour assurer la desserte des stations spatiales en orbite...) spatiale ou des fusées Apollo, devait conduire inévitablement à plus de sécurité et de fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.). Bien que la fiabilité du X-33 n'aurait pas été comparable à celle des avions, estimée aux alentours de 0, 9999999999, il aurait été possible de démontrer qu'elle puisse atteindre 0,997, soient trois avaries pour 1 000 lancements, donc supérieure d'un ordre de grandeur à la fiabilité de la Navette Spatiale.

Ce vaisseau sans pilote devait décoller en position verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.), à partir d'infra-structures construites spécialement pour lui sur la Base d'Edwards en Californie, puis au retour, atterrir comme un 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 par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans moteur, on...) sur une piste. Les premiers test de vol sub-orbital prévoyaient un lancement depuis Edwards et 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...) au sud-ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) de Salt Lake City dans l'Utah. Une fois ces test de vol effectués, la destination des suivants devait être la Base Malmstrom de l'Air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et...) Force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) dans le Montana, afin de collecter plus de 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.) sur l'échauffement de la cellule et sur les performances du propulseur à haute vitesse (On distingue :) et haute altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui...).

Le 2 juillet 1996 la NASA choisit Lockheed (La Lockheed Corporation (d'abord appelée la Loughead Aircraft Manufacturing Company) était un constructeur américain de l'aéronautique et de l'aérospatiale fondé en...) Martin pour concevoir, construire et tester le véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) expérimental X-33 du programme RLV. Le prototype de Lockeed Martin fut choisi parmi d'autres présentés par Boeing (Boeing (nom officiel en anglais The Boeing Company) est l'un des plus grands constructeurs aéronautiques et aérospatiaux au monde. Son siège social est situé à Chicago, dans l'Illinois. Ses deux plus grandes usines sont...) et par McDonnell Douglas (McDonnell Douglas était un constructeur aéronautique américain. Il est né de la fusion entre "Douglas Aircraft Company" et "McDonnell Aircraft Corporation", pour former la nouvelle...). Boeing proposait un engin dérivé de la Navette Spatiale, et McDonnell un appareil à décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.) et atterrissage vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.) VTOL, le DC-XA.

Développement commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.)

Lockeed Martin espérait bien obtenir le contrat d'un appareil grandeur-nature SSTO RLV, nommé VentureStar, développé à partir du X-33 expérimental en collaboration avec la NASA, utilisé à des fins commerciales. Le but de l'opération était que la NASA, au lieu d'utiliser les vaisseaux de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des...) spatial comme elle le faisait avec la Navette, envisage de recourir à des fournisseurs industriels privés qui exploiteraient ce lanceur réutilisable, en leur achetant des opérations de lancement. Ainsi le X-33 aurait non seulement servi à développer des technologies de vol spatial (Constantin Tsiolkovski (1857-1935) est considéré comme le père du vol spatial. Dès la fin du XIXe siècle, il décrit les technologies nécessaires pour aller dans l'espace (notamment les moteurs-fusées) et lancera l'initiative de la...), mais aussi servi de vitrine technologique d'un lanceur réutilisable commercialement exploitable.

La décision de concevoir et de construire le X-33 est partie d'une étude interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en...) de la NASA intitulée " Accéder à l'Espace ". Cette étude, contrairement à beaucoup d'autres, aboutit à la réalisation d'un appareil réel.

Abandon du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...)

Le prototype était construit à 85 % environ, quand la NASA y mit un terme en 2001, après toute une série de difficultés techniques : instabilité en vol, 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...) excessive ... En particulier le réservoir d'hydrogène liquide en matériaux composites posa problème durant les tests en novembre 1999. Ses parois étaient construites en composite alvéolé en nid (Le nid désigne généralement la structure construite par les oiseaux pour contenir leurs œufs et fournir un premier abri à leur progéniture. Les nids sont généralement...) d'abeille, et sa structure interne devait être suffisamment légère pour remplir les conditions de vol d'un lanceur mono-étage réutilisable. Un appareil SSTO propulsé à l'hydrogène devait remplir une exigence dite de fraction de masse signifiant que sa masse à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) ne devait représenter que 10% de celle avec le plein d'hydrogène. Ceci afin de permettre à l'engin d'atteindre l'orbite basse sans utiliser de fusées d'appoint ou de réservoir externe, comme ceux de la Navette. Mais après l'échec des tests de remplissage et mise sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) du réservoir en composites, la NASA en vint à la conclusion que la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) actuelle n'était tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) simplement pas assez avancée pour une telle réalisation.

La NASA a investi 912 millions de dollars dans ce projet avant son abandon et Lockeed Martin 357 millions. A cause de l'évolution du marché des lancements spatiaux – à savoir la compétition d'opérateurs comme Globalstar, Teledesic et Iridium, et de la chute de l'estimation annuelle du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de lancement de satellites (Satellite peut faire référence à :) commerciaux qui s'ensuivit – Lockeed Martin considéra comme non viable la poursuite du programme sur des fonds privés, sans appui financier gouvernemental.

Après cet abandon cependant, les ingénieurs parvinrent à réaliser un réservoir à oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) liquide en fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.).

X-33 et science-fiction (La science-fiction, prononcée /sjɑ̃s.fik.sjɔ̃/ (abrégé en SF), est un genre narratif (principalement littéraire et cinématographique) structuré par des hypothèses sur ce que...)

  • Un Boeing X-33 [sic] serait, selon Dan Brown dans le roman Anges et Démons, détenu par le CERN, un laboratoire suisse de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) en physique nucléaire (La physique nucléaire est la description et l'étude du principal constituant de l'atome : le noyau atomique. On peut distinguer :), et il serait capable d'atteindre Mach 15, bien que le CERN ne possède aucun X-33 en réalité.
  • Le jeux vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son,...) sur PC Nexus: the Jupiter Incident, montre un X-33 en orbite dans son introduction.
  • Dans le générique de début de la série télévisée Star Trek: Enterprise, on voit un X-33 en orbite au cours d'une séquence décrivant l'évolution technologique des lanceurs spatiaux. Il se situe entre la Navette spatiale avec l'ISS et le 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.) par distorsion.

Notes et références

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