Centaur (fusée) - Définition

Les différentes versions de l'étage Centaur

L'étage Centaur est aujourd'hui toujours en production tout en ayant évolué au fur et à mesure des avancées de l'électronique et des améliorations de son moteur. Très performant et doté d'un système de pilotage autonome, il a été adopté comme étage supérieur sur la plupart des lanceurs de moyenne puissance américains existants (Atlas, Delta, Titan) et une version a même été développée pour la navette spatiale américaine. Aujourd'hui, il reste le seul étage supérieur cryogénique américain ce qui explique sa présence sur les deux principaux lanceurs américains lourds en activité : Atlas V et Delta IV.

Les versions Centaur des fusées Atlas

Centaur C

La première version développée qui a été utilisée pour la mise au point de l'étage porte la dénomination de Centaur C en référence à la version du lanceur sur laquelle l'étage est monté : l'Atlas LV-3C. Cette version est utilisée 12 fois entre 1963 et 1966 (4 échecs) dont 7 pour sa mise au point (détaillée dans le paragraphe précédent) et 4 fois pour lancer les premières sondes Surveyor.

Centaur D et D1

Les versions D et D1, qui diffèrent seulement par quelques détails dans l'électronique, ont été utilisées entre 1967 à 1983. Elles se caractérisent par rapport à la version précédente par une impulsion spécifique légèrement améliorée et un nouveau calculateur. Les deux versions ont été produites à 42 exemplaires. Elles ont permis de mettre sur orbite des satellites scientifiques lourds (HEAO, OAO), des sondes spatiales (Mariner 6-10, Pioneer 10 et 11, Pioneer Venus) et des satellites de télécommunications lourd des séries Intelsat IV et V.

Centaur 1

La création de la version Atlas I du lanceur (les chiffres romains remplacent les lettres), s'accompagne d'une modernisation de l'étage Centaur. La nouvelle version, dite Centaur I, a un poids à vide plus faible et l'isolation thermique n'est désormais plus largable et est d'un prix de revient beaucoup plus faible. La poussée des moteurs augmente d'environ 10 %, tandis que l'avionique est modernisée avec en particulier le remplacement des gyroscopes par des gyrolasers. Onze vols ont lieu entre 1991 et 1997 avec 3 échecs dont deux imputables à l'étage Centaur.

Centaur 2 et 3

L'étage Centaur 2 est associé à la version suivante de la fusée Atlas II. La poussée du moteur est portée à 9 tonnes tandis que l'étage est allongé de 90 cm. La version 2A dispose d'une poussée encore légèrement améliorée. Ces deux versions sont produites à 63 exemplaires entre 1991 et 2004.

La version Centaur 3 permet de choisir le nombre de moteurs (1 ou 2) et est rallongée de 2 mètres. Cette version de transition qui préfigure la refonte mise en œuvre sur l'Atlas V, vole à 6 exemplaires entre 2002 et 2004.

Common Centaur

L'Atlas V est une refonte complète du lanceur. Le premier étage est propulsé désormais par un moteur russe particulièrement performant tandis qu'un jeu de propulseurs d'appoint permet d'obtenir des configurations permettant de placer de 12,5 à 20 tonnes en orbite basse. Le deuxième étage est confié à une version baptisée Common de l'étage Centaur. Celui reprend les modifications du Centaur 3. 19 exemplaires de l'étage ont volé depuis 2002 (chiffre actualisé en novembre 2009).

Centaur T sur la fusée Titan

Dans les années 1970 la NASA a besoin d'une fusée plus puissante que l'Atlas Centaur pour lancer les sondes spatiales Viking particulièrement lourdes et des sondes Voyager et Helios qui, elles, nécessitent une grande vitesse de départ. Pour répondre à ce besoin le puissant lanceur Titan 3D est associé à un étage Centaur D1. Il est envisagé que l'étage Centaur effectue un séjour de plusieurs heures en orbite avant d'être rallumé : pour cette raison la protection thermique sur cet exemplaire n'est pas larguée. Le premier vol de la Titan 3E Centaur est un échec mais ne remet pas en cause l'assemblage dont on a pu vérifier en vol en grande partie le fonctionnement. Les vols suivants qui ont lieu entre 1974 et 1977, lancent les 6 sondes spatiales de manière nominale. Les 2 sondes allemandes Helios très légères laissent une grande quantité de carburant dans l'étage Centaur. La NASA en profite pour faire des tests après largage de la charge utile : l'étage Centaur est rallumé à 5 reprises sans aucune défaillance et on met au point une technique de rotation de l'étage qui permet de réduire l'évaporation de l'hydrogène durant la phase de parking en orbite.

Centaur G et la navette spatiale

Au début des années 1980, les lanceurs traditionnels américains sont cloués au sol : désormais les satellites doivent être lancés par la navette spatiale. Mais celle-ci, pénalisée par sa masse, ne répond pas aux besoins des satellites qui doivent atteindre des orbites hautes et des sondes qui doivent être lancées à des grandes vitesses. Un étage de fusée doit donc être hissé en orbite par la navette avec le satellite pour permettre à celui-ci de se placer sur l'orbite souhaitée. Un nouveau type d'étage Centaur, la version G, est développée pour répondre aux besoins des satellites les plus lourds. Cette version a un diamètre porté à 4,33 mètres au niveau du réservoir d'hydrogène pour optimiser l'occupation de l'espace dans la soute tandis que des modifications importantes sont réalisées pour rendre l'étage plus sûr en particulier pour permettre la purge des ergols en cas d'interruption de la mission de la navette avant son retour au sol. Deux versions dotées de moteurs d'une puissance augmentée de 10 % mais emportant une quantité d'ergols différente (13 tonnes et 20 tonnes) sont créées pour répondre aux besoins divergents des deux donneurs d'ordre qui se sont partagés les couts de développement qui se montent à 286 millions $ : l'US Air Force (satellites de reconnaissance et de télécommunications) et la NASA (sondes spatiales, satellites scientifiques en orbite haute). Deux étages sont prêts pour le lancement des sondes spatiales Galileo et Ulysses lorsque se produit l'explosion de la navette spatiale Challenger le 28 janvier 1986. L'accident amène la NASA à réviser ses règles de sécurité rendant caduc le développement du Centaur G : l'emport d'un étage à propulsion cryogénique dans la soute de la navette est désormais jugé trop risqué.

Ce développement n'est pas complètement perdu puisqu'une version allongée du Centaur G, baptisée Centaur T comme son homologue des années 1970, est lancée à 14 reprises par une fusée Titan entre 1994 et 2004 pour placer en orbite des satellites de l'US Air Force.

L'étage Centaur sur la fusée Delta

Pour faire face au poids croissant des satellites géostationnaire, Boeing décide de développer deux lanceurs plus puissants que la Delta II utilisant comme étage supérieur une version largement adaptée de l'étage Centaur. Deux versions, d'un diamètre 4 mètres et 5 mètres, reprenant la configuration du Centaur G, sont proposées. La poussée de la nouvelle version du moteur RL-10, qui est présent à un seul exemplaire sur l'étage, passe à 11 tonnes en partie grâce à une tuyère extensible. Les réservoirs-ballons sont abandonnés au profit d'une structure rigide. Le premier lanceur, la Delta III, est lancé à 3 reprises (3 échecs) et sa fabrication est abandonnée. La version suivante, la Delta IV, qui propose une grande gamme de puissance en jouant sur différentes combinaisons de propulseurs d'appoint, a effectué dix vols (actualisé en aout 2009) avec un seul échec.