Quand l'USAF réalise les rêves d'Hollywood : à la rencontre du programme spatial militaire des E-U

Quand l'USAF réalise les rêves d'Hollywood : à la rencontre du programme spatial militaire des E-U

Dans le blockbuster "Armageddon" avec Bruce Willis, les héros sont appelés à sauver la Terre pour éviter l'impact d'un gigantesque astéroïde. Ne pouvant pas l'atteindre avec le Space Shuttle, détruit au préalable par un essaim de météorites, ils doivent utiliser des navettes militaires secrètes. Le film date de 1998, mais les navettes militaires secrètes ne datent que de... 2010 !

En effet, alors que la NASA pleure la fin de la suprématie américaine en matière de voyages dans l'espace proche, avec la dernière mission du programme Shuttle en novembre 2010, l'U.S. Air Force a lancé le 22 Avril dernier (Fig. 1) la 'soeur cachée' des Atlantis, Endeavour et autres Discovery.

Cette 'soeur' s'appelle "X-37B Orbital Test Vehicle", et a été propulsée en orbite par un lanceur Atlas V 501 appartenant à "United Launch Alliance"


Un programme plus que décennal... et très militaire

Le véhicule de test orbital X-37B dérive d'un projet commencé en 1999 par la NASA et poursuivi en septembre 2004 par l'agence du Département de la défense américaine responsable du développement de nouvelles technologies à destination militaire(Defense Advance Research Projects Agency, DARPA). Le X-37B est une plateforme spatiale d'essai réutilisable, et sans équipage humain, construite par le groupe Fantom Works qui fait partie de la division défense, espace et sécurité de Boeing. Le programme est actuellement conduit sous la houlette d'un bureau de l'aviation américaine (Air Force Rapid Capabilities Office), qui est précisément chargé d'accélérer le développement et la mise sur le terrain de systèmes d'armes et de soutien au combat.

Le mini-Shuttle, qui est d'ailleurs qualifié par la presse spécialisée comme un avion spatial ("spaceplane") et non comme un vaisseau spatial ("spaceship") à l'instar du Shuttle, est environ 4 fois plus court que ce dernier, avec une soute d'environ 2 m par 1 m, contre 18 m par 4,5 m pour le Shuttle. Sa conception est proche de celle de la navette, mais des différences importantes existent aux niveau des matériaux. De plus, contrairement aux Shuttles, le X-37B est lancé par une fusée, à l'intérieur d'un conteneur qui le préserve, entre autres, des dommages que les navettes ont fréquemment subis, notamment au niveau du revêtement de protection thermique.

Des matériaux et des solutions technologiques innovants

La structure du X-37B est basée sur des matériaux composites (dont on sait rien de plus) plus légers que l'aluminium classique. Les "tuiles" qui composent le bouclier thermique appartiennent à une nouvelle conception. Celles qui se trouvent sur le bords d'attaque des ailes, et qui remplacent les éléments en carbone du Shuttle, sont realisées avec du TUFROC (qu'on prononce "tough rock", acronyme de "Toughened Uni-piece Fibrous Refractory Oxydation-resistant Ceramic"). Ces matériaux ont été développés dans les laboratoires Ames de la NASA. Il s'agit de matériaux composites en couches, dont la structure exacte dépend de l'utilisation précise, mais qui consiste d'une base en fibre de carbone, avec une couverture multicouches résistante aux hautes températures et à l'oxydation. Le composite peut ainsi supporter des températures allant jusqu'à 1970 K. La base en fibres fournit l'isolement thermique maximum à l'intérieur du véhicule, tandis que le revêtement-composé de ROCCI ("Refractory Oxidation-resistant Ceramic Carbon Insulation")-assure la stabilité structurale, et gère les échanges thermiques et chimiques avec l'environnement.

En fait, les propriétés chimiques de la surface exposée, notamment sa réactivité et son action catalytique, sont parmi les facteurs les plus importants qui doivent être maîtrisés pour réaliser un revêtement de protection thermique efficace.

Lors de la rentrée dans l'atmosphère, à cause des gaz environnants le véhicule s'echauffe et se les atomes s'adsorbant ensuite à la surface des tuiles de protection, et se recombinant de manière exothermique. La quantité de chaleur émise lors de la recombinaison intervient lourdement dans le bilan thermique du matériau. Si la surface a une forte activité catalytique, l'effet thermique de la recombinaison ne peut être négligé, et doit être connu avec précision. Ceci est certainement un des objectifs de cette mission de l'X-37B, puisqu'aucun essai en laboratoire ne peut remplacer l'expérimentation grandeur réelle. D'autant plus que les propriétés chimiques sont bien connues pour dépendre très fortement de l'état des surfaces, des contaminants.... Et qu'un vaisseau qui traverse a vitesse hypersonique l'atmosphère ne constitue surement pas un système idéal.

Tester matériaux-outre les bords d'attaque des ailes, les tuiles sont aussi de nature différente de celles du Shuttle : il s'agit de tuiles de silice empreignées d'une isolant fibreux mono-pièce durci ou doté d'une structure TUFI. Toute l'avionique est conçue pour la rentrée automatisée, et tout système hydraulique a été remplacé par des actuateurs électromécaniques, typiques des systèmes "fly-by-wire",-et logiciels-le spaceplane embarque un logiciel de pilotage automatique qui est dérivé du logiciel mis au point par la NASA pour les vols sans pilote de l'"Enterprise"-sont surement parmi les tâches de ce vol inaugural. Mais on n'en sait pas beaucoup plus, le contenu de la mission étant classifié. Ainsi que sa durée. Le X-37B alimenté par des panneaux solaires, est capable d'une permanence en orbite de 270 jours. La USAF a déclaré posséder un autre spaceplane prêt au lancement, mais vouloir attendre les résultats de cette mission pour en tirer toutes les leçons.

Un avion spatial... pour quoi faire ?

Les spécialistes s'interrogent maintenant sur la destination et les utilisations possibles de l'X-37B. En effet, lorsque le spatial civil semblait conclure que le "concept" derrière la navette était somme toute peu viable, et que l'intérêt de pouvoir réutiliser l'engin était assez minime, les militaires se dotent d'une version robotisée de la même navette. Pour quels objectifs, c'est loin d'être clair, ou devinable.

Dans cette gamme de dimensions, le spaceplane est incapable de mettre en orbite la plupart des satellites militaires ou de télécommunication, qui sont presque aussi gros que lui. De même, on voit mal le X-37B capturer un satellite adverse ; si sa mission consistait à endommager ou détruire des satellites en orbite, on ne voit pas pourquoi seulement un spaceplane pourrait remplir cette fonction, ni en quoi il serait plus efficace que d'autres systèmes existants. En particulier, les spécialistes ont du mal à comprendre en quoi la réutilisation du vaisseau pourrait jouer un rôle important, surtout lorsque l'on connaît les coûts des navettes réutilisables qui ont rendu vaines toutes les tentatives de faire des économies par rapport à des engins jetables.

Il en est de même pour les missions de reconnaissance, qui semblent être présentes à l'esprit de l'Air Force. Surtout que l'avion espion Blackbird est souvent cité, notamment par Gary Payton, sous-secrétaire de l'aviation militaire pour les programmes spatiaux. Cet avion, connu également sous le sigle SR-71, était un supersonique (Mach 3+) consacré aux missions d'espionnage aérien, entre 1964 et 1998. Depuis sa mise hors service, l'Armée de l'Air rêve d'un nouvel appareil avec des fonctions similaires.

En effet, on peut imaginer de nombreux scenario pour un spaceplane. C'est ce qui a été fait par la "Secure World Foundation", qui a rassemble dans un dossier des études de faisabilité de différents profils de mission pour le X-37B. La bottomline est que toutes ces missions pourraient également être accomplies par des moyens plus conventionnels à moindre coût.

Mais on sait tous que parfois, dans toutes les administrations, on ne fait pas ce qui est mieux, mais ce pourquoi on a obtenu un budget.

Source: bulletins-electroniques.com

Site officiel de l'USAF :
-X-37B fact sheet: http://www.af.mil/information/factsheets/factsheet.asp?id=16639
-X-37B photos : http://www.af.mil/photos/media_search.asp?q=x-37
-Mr. Gary Payton, Under Secretary for Air Force Space Programs 20 Apr media teleconference transcript and audio at :
http://redirectix.bulletins-electroniques.com/bMwuf
- Historical X-37B test video can be downloaded from : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/tTGHn
- Site de Boeing : http://www.boeing.com/defense-space/ic/sis/x37b_otv/x37b_otv.html
- Les dossiers de la Secure World Foundation : http://www.secureworldfoundation.org/images/X-37BOTVFactsheet.pdf