X-33

Le X-33 était un démonstrateur, à échelle un demi, d'un avion spatial réutilisable de nouvelle génération, exploitable commercialement, la Navette spatiale SSTO ^[1]. Le X-33 devait servir de banc d'essai pour toute une série de technologies nécessaires à la réalisation d'un lanceur mono-étage réutilisable de mise sur orbite, telles que : boucliers thermiques métalliques, matériaux composites, réservoirs pour carburants cryogéniques comme l'hydrogène liquide, moteur-fusée type ærospike à tuyère linéaire ^{[2] [3]}, contrôles de vol automatique sans pilote et aérodynamique pour planeur spatial.

Conception et fonctionnement

L'objectif principal qui conduisait la NASA et Lockheed Martin à utiliser un fuselage à portance aérodynamique, des réservoirs d'ergol liquide en matériaux composites et le propulseur ærospike, 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 circum terrestre. L'abandon de l'architecture de lanceur multi-étage comme ceux de la navette spatiale ou des fusées Apollo, devait conduire infailliblement à plus de sécurité et de fiabilité. Quoique la fiabilité du X-33 n'aurait pas été comparable à celle des avions, estimée aux alentours de 0, 9999999999, il aurait été envisageable de démontrer qu'elle puisse atteindre 0, 997, soient trois avaries pour 1 000 lancements, par conséquent supérieure d'un ordre de grandeur à la fiabilité de la Navette Spatiale.

Ce vaisseau sans pilote devait décoller en position verticale, à partir d'infrastructures construites particulièrement pour lui sur la Base d'Edwards en Californie, puis au retour, atterrir comme un avion sur une piste. Les premiers test de vol sub-orbital prévoyaient un lancement depuis Edwards et un atterrissage au sud-ouest 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 Force dans le Montana, pour collecter plus de données sur l'échauffement de la cellule et sur les performances du propulseur à haute vitesse et haute altitude.

Le 2 juillet 1996 la NASA choisit Lockheed Martin pour concevoir, construire et tester le véhicule expérimental X-33 du programme RLV. Le prototype de Lockeed Martin fut choisi parmi d'autres présentés par Bœing et par McDonnell Douglas. Bœing proposait un engin dérivé de la Navette Spatiale, et McDonnell un appareil à décollage et atterrissage vertical VTOL, le DC-XA .

Développement commercial

Lockeed Martin espérait bien obtenir le contrat d'un appareil grandeur-nature SSTO RLV, appelé VentureStar, développé à partir du X-33 expérimental en collaboration avec la NASA, utilisé à des fins commerciales. L'objectif de l'opération était que la NASA, au lieu d'utiliser les vaisseaux de transport 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, mais également 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 de la NASA intitulée «Accéder à l'Espace». Cette étude, au contraire de énormément d'autres, aboutit à la réalisation d'un appareil réel.

Abandon du projet

Le prototype était construit à 85 % à peu près, lorsque la NASA y mit un terme en 2001, après toute une série de difficultés techniques : instabilité en vol, masse excessive... Surtout 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 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 ne devait représenter que 10% de celle avec le plein d'hydrogène. Ceci pour 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 du réservoir en composites, la NASA en vint à la conclusion que la technologie actuelle n'était tout simplement pas suffisament 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 de lancements de satellites 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 liquide en fibres de carbone.

X-33 et science-fiction

• Un Bœing X-33 [sic] serait, selon Dan Brown dans le roman Anges et Démons, détenu par le CERN, un laboratoire européen de recherche en physique nucléaire, et il serait capable d'atteindre Mach 15, quoique le CERN ne possède aucun X-33 en réalité.
• Le jeux vidéo 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 par distorsion.

Notes et références

Liens externes

• (en) NASA press release on cancellation [txt]
• (en) The X-33 History Project Home Page
• (en) Galerie d'images du X-33 sur NASA
• (en) Galerie d'animations du X-33 sur NASA

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