Delta II - Définition

Historique

La Delta II fait partie de la famille des lanceurs Delta descendants de la Thor Delta développés en 1961 à partir du missile balistique de portée intermédiaire Thor qui a connu de nombreuses évolutions. En 1984 la fabrication des Delta avait été arrêtée car à l’époque tous les lancements de satellite devaient être confiés à la navette spatiale américaine. Après l’accident de la navette spatiale Challenger (1986) la fabrication des Delta est reprise avec la série des Delta 6000 dont le premier vol est effectué en 1989. Toutefois, pour permettre le lancement des satellites Navtsar (GPS), une version un peu plus puissante est immédiatement développée, la série 7000, rebaptisée Delta II dont le premier vol intervient en 1990 et qui remplace complètement la version précédente.

La Delta II a été conçue par McDonnell Douglas avant que sa fabrication ne soit reprise par Boeing qui en a cédé par la suite la réalisation à United Launch Alliance (ULA) (décembre 2006) une coentreprise entre Boeing et Lockheed Martin, fabricant des lanceurs Atlas destinée à abaisser les coûts de fabrication et de lancement. ULA commercialise le lanceur auprès du gouvernement américain tandis que Boeing Launch Services (BLS) prospecte le marché des satellites commerciaux.

La construction, l’assemblage et l’intégration des lanceurs Delta II est réalisée sur plusieurs sites à Decatur (Alabama), Harlingen (Texas), San Diego (Californie) et Denver (Colorado). En 1988 une Delta 2 coutait environ 50 millions de $ tandis que le modèle le plus puissant, la Delta 7925H coûtait en 2003 environ 85 millions de $.

Assemblage et lancement

Assemblage

Les lanceurs Delta II sont assemblés verticalement directement sur l’aire de lancement. On commence par mettre en position verticale le premier étage. Les propulseurs d’appoint sont ensuite érigés et accrochés au premier étage. Puis le deuxième étage est hissé sur le premier étage.

Remplissage

Le remplissage du réservoir du premier étage prend environ 20 minutes.

Lancement

Lorsque l'inclinaison de l'orbite de la charge utile est comprise entre 28 et 57° la Delta II est lancé depuis l'aire de lancement 17 de cap Canaveral. L'aire de lancement 17 dispose de 2 portiques de lancement (17A et 47B), le 17 B étant le seul adapté au modèle Heavy. Le portique 17A va être abandonné à la suite de l'arrêt des lancements pour le compte de l'Armée de l'Air américaine. Lorsque l'inclinaison de l'orbite est compris entre 54° et 104°, la fusée est lancée depuis le complexe de lancement 2 Ouest de la base de Vandenberg (code SLC2W).

Description du lanceur

Le lanceur Delta II est une fusée non récupérable développée en plusieurs versions de puissances différentes. Haute de 39 mètres et d’un diamètre de 2,44 mètres sa masse est comprise, selon le modèle, entre 152 tonnes et 232 tonnes. Selon sa configuration, le lanceur peut placer de 2,7 à 6,1 tonnes en orbite basse et de 900 à 2 170 kg en orbite de transfert géostationnaire (GTO). Dans sa version la plus puissante (Heavy) elle peut placer une sonde spatiale de 1,5 tonne sur une trajectoire interplanétaire et 1,2 tonne vers Mars. Un lanceur Delta II est composé de 2 à 3 étages auxquels s’ajoutent un nombre variable de propulseurs d’appoint :

• Premier étage : le premier étage est propulsé par un unique moteur-fusée de type RS-27A du fabricant Rocketdyne de 105 tonnes de poussée qui brule durant 265 secondes un mélange de kérosène et d’oxygène liquide avec une impulsion spécifique de 274 seconde.
• Propulseurs d’appoint : les propulseurs d’appoints permettent d’accroitre la poussée au début du vol. Les modèles les moins puissants utilisent 3 ou 4 propulseurs de type GEM-40 d’une poussée unitaire de 49 tonnes, la version intermédiaire comporte 9 propulseurs d’appoint dont 3 ne sont allumés qu’une minute après le lancement tandis que la version la plus puissante (Heavy) comporte 9 propulseurs GEM-46 d’une poussée de 63 tonnes.
• Deuxième étage: le deuxième étage est doté d’un moteur-fusée Aerojet AJ10-118K d’une poussée de 4 tonnes avec impulsion spécifique de 319 seconds qui consomme des carburants hypergoliques (peroxyde d'azote et hydrazine) et peut être rallumé plusieurs fois. Le carburant très corrosif nécessite que le lancement intervienne moins de 37 jours après le remplissage sous peine d’un reconditionnement de l’étage en usine. La case à équipements qui contient la centrale à inertie et le système de navigation qui contrôle le vol fait partie de cet étage. Le moteur qui peut être allumé plusieurs fois fournit une poussée d’une durée totale de 431 secondes.
• Troisième étage: le troisième étage n’est généralement pas installé pour les missions en orbite basse. Il utilise un propulseur à propergol solide ATK-Thiokol qui permet d’injecter les sondes orbitales sur leur trajectoire interplanétaire vers Mars ou d’autres corps célestes. Cet étage dépourvu de système d’orientation est stabilisé par mise en rotation rapide (spin) de l’ensemble. Il comporte un mécanisme de yo-yo qui permet de réduire la vitesse de rotation une fois sa mission accomplie et avant la séparation avec la charge utile.
• Coiffe: la coiffe la plus petite d’un diamètre identique à celle du lanceur (2,44 mètres) n’est plus utilisée. La coiffe de taille intermédiaire, modèle standard et le plus couramment utilisée, a un diamètre de 2,9 mètres et est construite en aluminium. La coiffe de 3 mètres de diamètre est réalisée en matériau composite. Il en existe une version courte et une version longue. La Delta II permet les lancements doubles (2 charges utiles) mais cette configuration n’est plus utilisée car les satellites récents sont devenus trop massifs pour la taille de ce dispositif sur la Delta II.

Système de numérotation

Les lanceurs de la famille Delta II sont identifiés par un code à 4 chiffres :

• Le premier chiffre prend les valeurs 6 ou 7 différenciant les sous-séries de Delta II 6000 et 7000. La série 6000 dont le dernier exemplaire a été lancé en 1992 se caractérise par un premier étage doté moteur-fusée de type RS-27 puissant assisté de propulseurs d’appoint de type Castor. La série 7000 (qui est la seule à porter la désignation Delta II) est doté d’un moteur-fusée de type RS-27A avec une tuyère allongée qui fournit un rapport de détente plus élevé et de meilleures performance à haute altitude, et des propulseurs d’appoints de type GEM comportant une enveloppe réalisée en matériau composite plus légère qui remplace l’acier utilisé dans la version précédent. De plus deux moteurs vernier de type LR1201-NA-11 sont utilisés pour l’orientation du premier étage.

• Le deuxième chiffre désigne le nombre de propulseurs d’appoint généralement 9. Lorsqu’il y en a 9, 6 sont allumés au décollage et 3 sont mis à feu 1 minute plus tard. Lorsque le lanceur n’a que 3 ou 4 propulseurs d’appoint tous sont allumés au décollage.

• Le troisième chiffre est toujours égale à 2 ce qui désigne un deuxième étage propulsé par un moteur-fusée de type Aerojet AJ10 qui peut être rallumé plusieurs fois et permet de mener des missions complexes. Les Delta des séries antérieures à la 6000 utilisaient un moteur différent le TR-201.

• Le quatrième et dernier chiffre est utilisé pour caractériser le troisième étage. Lorsque cet étage n’existe pas il prend la valeur 0, tandis que 5 désigne un étage PAM doté d’un propulseur à propergol solide Star 48B tandis que 6 désigne un moteur-fusée de typ Star-37.

Par exemple une fusée 7925 dispose de la version du premier étage la plus récente avec 9 propulseurs d’appoint de type GEM et un troisième étage PAL. Une Delta 7320 désigne un lanceur à 2 étages avec 3 propulseurs d’appoint.

Le modèle le plus puissant (Heavy) est désigné sous le code 79xx H.

En fonction du type de coiffe un suffixe vient compléter la désignation numérique. La plus petite coiffe est indiquée par le suffixe -8 (8 pieds de diamètre). La coiffe de taille intermédiaire est désignée par -9,5 et la coiffe la plus importante par -10C (coiffe courte) et -10L (coiffe longue).