Abandonné en 1992, le projet d’une navette spatiale européenne lancée par Ariane V a une grande répercussion sur la Guyane à travers le programme de développement Phèdre.
25 ans plus tard, lancé par la nouvelle fusée Vega depuis Kourou, le Vehicule Experimental Intermédiaire reprend le flambeau du vol spatial, en testant les technologies nécessaires à la rentrée dans l’atmosphère terrestre…

 

L’IXV maintient en vie le fantasme de retour sur Terre

C’est l’histoire d’une “lacune” dans le champ des compétences technologiques spatiales européennes. Une lacune que d’autres n’ont pas : États-Unis, Russie, Chine et Inde disposent, chacun à leur niveau, d’un savoir-faire essentiel de tout voyage spatial : celui de la rentrée atmosphérique. Soit d’être capable de ramener sur Terre, après les y avoir envoyés, des objets ou pour certains des hommes. Et le tout sans qu’ils ne fondent lors de leur folle descente entre vide spatial et trop plein atmosphérique.
Aujourd’hui, ce retard européen est en partie comblé, depuis le retour sur notre planète de l’IXV, le 11 février dernier. À cette date, l’Intermediate eXperimental Vehicle (Véhicule expérimental intermédiaire) a effectué un vol suborbital, emporté par une fusée Vega, qui s’est terminé dans l’océan Pacifique, comme convenu.

L’IXV est un petit véhicule spatial (5 mètres de long pour une masse de 2 tonnes) expérimental chargé de capteurs. Son « objectif est, à terme, de doter l’Europe d’un appareil polyvalent capable d’effectuer des missions spatiales variées allant de la démonstration de technologies en orbite à la collecte et au retour d’échantillons, en passant par la capacité à ramener des équipages sur Terre », résumait, en février dernier, Stéphane Debussy, ingénieur en charge du système avionique de la mission IXV à l’Agence spatiale européenne (ESA).
Pour étoffer ses compétences, l’Europe a fait un choix intermédiaire entre une capsule de type russe, et une navette semblable à celle autrefois développée par les États-Unis : le corps portant. Sur un plan technique, la capsule redescend sur Terre comme un caillou et termine son vol au bout d’un parachute. La navette vole de ses propres ailes jusqu’à une piste d’atterrissage, au prix de contraintes physiques importantes. La capsule, robuste et fiable, est peu manœuvrable. La navette, véloce et stable, est extrêmement chère.
Pour ces raisons, l’ESA a privilégié le “corps portant” : c’est son fuselage qui créé l’effet de portance (produit par les ailes sur la fusée américaine), réduisant ainsi l’effet de trainée et la surface de friction qui génère la chaleur. Cette chaleur est un des principaux points technologiques à maîtriser. Car la rentrée atmosphérique nécessite de faire passer le vaisseau d’une vitesse de 27 000 km/h, à moins de 350 km/h, afin qu’il puisse se poser dans un champ de manioc, ou sur une poste d’aviation. Au cours de cette phase, sa vitesse est convertie en chaleur, dont la température est supérieure à 2.000 degrés ! L’ESA espère donc produire un vaisseau à moindre coût, qui souffre moins et, surtout, capable d’être réutilisé pour une nouvelle mission. Un point clef qui est au cœur du développement de l’industrie spatiale dans le monde qui, lui aussi, se livre une guerre des coûts sans aucune pitié.
L’objectif de la mission IXV est donc de maîtriser cette technique du bouclier thermique, de piloter un engin à vitesse supersonique confronté à des forces extrêmes, mais aussi de mettre au point de modèles. Et sous la forme du corps portant, « c’est la première fois dans le monde qu’on réalise une réentrée atmosphérique », affirme Stéphane Bussy. Et ce d’autant plus que l’IXV est « complètement automatisée », poursuit l’ingénieur : C’est lui qui va lui-même, pendant toute la phase du vol, se stabiliser, comprendre où il est, et agir sur ses actionneurs que sont les volets et les tuyères » de navigation.
Si le Centre national d’études spatiales (CNES), puis l’Agence spatiale européenne (ESA), ont tenté de monter à diverses reprises des programmes de développement de cette technologie, ceux-ci ont longtemps été mis de côté pour des raisons économiques. Ainsi, l’arrêt du programme de fusée spatiale européenne Hermès (voir ci-dessous), s’il n’a pas stoppé les tentatives en matière de rentrée atmosphérique, les a écartées de financements décisifs.

IXV n’est pas tombée du ciel

Toutefois, « on ne part pas de zéro », avec l’IXV. Des pans entiers de technologie viennent des lanceurs européens et les connaissances accumulées américaines ou russes sont quasiment rentrées dans le domaine public. Toutefois, les collaborations avec les agences spatiales ne se font pas naturellement : les Européens sont donc obligés d’acquérir un certain niveau de connaissance, par eux-mêmes.
Après le projet avorté d’Hermès, la question de la rentrée atmosphérique ne s’est pas évaporée, car elle est essentielle pour le développement futur des compétences spatiales. Elle revient sur la table dans les années 1990. À cette époque, l’ESA développe avec les industriels européens l’Atmospheric Reentry Demonstrator (démonstrateur de réentrée atmosphérique), basée sur une technologie modeste, proche de la capsule américaine Apollo. C’est un succès. Lancée de Kourou le 21 octobre 1998, elle est libérée rapidement à plus de 200 kilomètres, 12 minutes après le décollage, atteins une altitude de 800 km avant de redescendre, de manière automatique, pour amerrir dans l’océan Pacifique. La mission renseigne les ingénieurs sur les contraintes aérothermodynamiques. Mais n’est pas immédiatement suivi d’effet.
Il faut du temps pour mobiliser à nouveau des finances déployées sur d’autres fronts. En 2005, le CNES reprend à son compte l’idée. La France, qui n’envisage toujours pas d’envoyer des hommes dans l’espace, espère cependant en faire revenir des échantillons d’éventuelles missions automatisées sur Mars, ou des comètes qu’elle s’apprête à visiter. Le programme Pre-X envisage la technique du corps portant, bien connu en aéronautique. L’ESA reprend finalement le contrôle du projet, et lance en 2009 la mission IXV. De nombreux essais seront réalisés en soufflerie pour simuler les minutes les plus “chaudes” du vol retour. Le choix du corps portant répond alors à une volonté de maîtrise des coûts et des contraintes techniques.

Un avenir pas totalement déterminé

Le programme est un succès, mais son avenir est incertain, car pas encore totalement financé. PRIDE, le successeur de l’IXV, ambitionne bien d’effectuer un nouveau vol, d’ici 5 ans, au mieux. « Il y aura pas mal de choses réutilisées sur Pride, comme la forme du véhicule », assure Stéphane Debussy. Les ingénieurs ambitionnent bien des évolutions. Si l’IXV a amerri, PRIDE devrait être capable de se poser sur une piste en dur, via un système de parapente. Car la réutilisation de cette mini-navette est au programme, assure Stéphane Debussy. Son prochain vol d’essai devrait s’accompagner d’un séjour en orbite plus long, afin d’effectuer un test de récupération ou d’alimentation d’un satellite en orbite. « L’avenir est aux rendez-vous dans l’espace », assurait il y a quelques années Jean-Jacques Dordain, alors directeur de l’ESA. Mais aussi aux missions capables d’un retour sur investissement rapide.
Ce sont donc les plus optimistes qui voient PRIDE s’élancer dans 5 ans. D’ici là, il aura pris un peu de poids, et pourra peut-être profiter d’une évolution du lanceur Vega, capable de supporter sa surcharge pondérale. D’ici là, le programme devra trouver de nouveaux moyens financiers pour démontrer que l’Europe peut ramener des cailloux sur Terre, ou dépanner un engin en orbite. Car elle n’est toujours pas disposée à financer des vols habités – même si les installations de Soyouz en Guyane pourraient, à moindres frais, s’adapter de cette volonté. À moins que les connaissances acquises ne permettent d’aller chercher des cosmonautes à bord de la station spatiale internationale (ISS), en partenariat avec d’autres nations. Dans ce cas, il faudra des budgets plus conséquents pour accélérer le programme.

Si les ingénieurs rêvent de voyages habités, les choix politiques européens ne vont pas dans ce sens. À moins que des industriels, poussés par des débouchés économiques intéressants à moyen terme, ne décident de foncer seuls vers cet objectif. Car le projet d’intégrer un module retour au cargo de l’espace ATV qui a ravitaillé plusieurs fois la Station spatiale internationale (ISS) a été discrètement abandonné il y quelques années, après plusieurs années d’études… De quoi s’inquiéter du sort de l’IXV.

Texte de Jérôme Valette
Photos ESA , P-O Jay