Rocket Cargo fonctionnera-t-il ? Les données collectées en 2024 pourraient détenir la réponse.

WASHINGTON — Les efforts du département américain de l’Air Force visant à lancer un jour des équipements à l’autre bout du monde via des fusées spatiales feront l’objet d’une série de vols d’essai en 2024 qui pourraient révéler si le concept fonctionnerait même.

Et dans environ trois ans, le département devrait disposer de suffisamment de données pour prendre la décision d'opérationnaliser Rocket Cargo ou de passer à autre chose, selon Greg Spanjers, scientifique en chef de la direction des capacités intégrées du laboratoire de recherche de l'Air Force chez Wright-Patterson Air. Base militaire dans l'Ohio.

Rocket Cargo est l’un des programmes dits Vanguard du laboratoire, qui visent à utiliser une technologie de pointe pour développer et fournir de nouvelles capacités que les troupes peuvent utiliser sur le champ de bataille. Ce programme étudie le secteur des fusées commerciales pour voir si l’armée pourrait transporter rapidement des marchandises à travers le monde, bien que le programme ne finance pas lui-même le développement de fusées commerciales.

En 2022, le laboratoire a attribué un contrat de 102 millions de dollars sur cinq ans à SpaceX afin que le premier puisse collecter des données de vol du programme de fusée Starship du second.

Les efforts ne se sont pas toujours déroulés sans heurts.

En avril, l’une des fusées Starship de SpaceX a explosé peu après son décollage. Bien que Spanjers ait déclaré qu’il ne considérait pas le lancement comme un échec, car il répondait à l’objectif de l’entreprise de nettoyer la rampe de lancement, l’explosion s’est produite trop tôt pour collecter des données utilisables.

Spanjers, qui gère Rocket Cargo pour l'Air Force, a déclaré à Defense News dans une interview du 1er novembre qu'il espérait que d'autres vols d'essai susceptibles de fournir des données seraient bientôt disponibles.

SpaceX a effectué le 18 novembre un deuxième lancement test d'une fusée Starship, mais celle-ci a explosé peu de temps après la phase de séparation des étages. Au moment de mettre sous presse, l’AFRL n’a pas répondu à une question sur la quantité de données collectées avant l’explosion de cette fusée.

Espoirs et projets

Spanjers envisage que le programme Rocket Cargo effectue un jour un lancement par jour, sur chaque rampe de lancement, avec un préavis d'environ une heure, et soit capable de transporter 100 tonnes de fret dans une seule fusée, selon les besoins. Mais même cette pleine capacité ne suffirait pas à remplacer la logistique aérienne ou le transport maritime traditionnel, a-t-il ajouté, même si elle pourrait permettre de transporter rapidement des marchandises haut de gamme dans un délai relativement court.

D’ici fin 2024, a-t-il expliqué, le programme souhaite disposer de suffisamment de données de vol provenant des fusées Starship mises en orbite.

L’année prochaine, a-t-il déclaré, l’Air Force prévoit également de disposer d’une maquette de soute – essentiellement la moitié supérieure d’un vaisseau spatial – qu’elle pourra utiliser pour affiner les techniques de chargement et de déchargement rapides de conteneurs de 20 pieds à partir d’une fusée. Cette maquette est actuellement en phase finale de construction par la société d'ingénierie SES à Alliance, Ohio.

Et d’ici 2026 – bien que Spanjers ait déclaré que cela pourrait être fait d’ici 2025 – l’Air Force s’attend à ce que le programme Rocket Cargo démontre la capacité de lancer rapidement des fusées, de faire descendre de grandes masses de marchandises depuis l’orbite et de charger et décharger rapidement des marchandises.

En tant que l’un des premiers clients de SpaceX pour son programme de fusée Starship, l’Air Force aide l’entreprise à comprendre ce qui compte le plus pour le ministère de la Défense, a déclaré Spanjers, comme la capacité de faire pivoter rapidement une fusée pour des vols répétés.

Mais la capacité de chargement envisagée par l'Air Force mettrait beaucoup de pression sur les systèmes de protection thermique, les actionneurs et autres composants des fusées, a-t-il expliqué, et il est important pour les producteurs de fusées comme SpaceX de garder ces besoins à l'esprit lors de la conception. des fusées.

Supports de pression

Les données les plus importantes que le laboratoire de recherche de l'armée de l'air souhaite collecter sont peut-être des informations sur la vitesse à laquelle la pression chute lorsqu'une fusée atteint l'espace, puis sur le changement de pression lorsqu'elle rentre dans l'atmosphère, a déclaré Spanjers. Cela aidera le service à comprendre comment une cargaison pourrait réagir dans le vide spatial et donc comment la protéger.

« Si notre cargaison heurte un vide intense, c’est un réel problème car nous ne voulons pas fabriquer une cargaison spécialement conçue pour survivre au transport par fusée », a-t-il déclaré. « Cette fusée est suffisamment grosse pour que nous puissions y installer des Humvees. [Mais] si vous prenez un véhicule et le mettez dans un vide poussé, toutes les graisses, les huiles, les carburants vont se vaporiser instantanément.

Le laboratoire envisage quelques options concernant les sections de la fusée à pressuriser et dans quelle mesure, a déclaré Spanjers.

Un processus de test des conteneurs est à l’étude dans de grandes chambres à vide de l’Air Force et de la NASA d’ici fin 2024. Spanjers a déclaré que les tests commenceraient probablement avec de petits conteneurs, puis impliqueraient des plus grands à mesure que SpaceX progresserait dans son propre développement de fusées. Il a noté que l'Air Force prévoyait de collecter des données sur chaque lancement de Starship à l'aide de capteurs externes et internes.

"Nous avons ici une excellente opportunité de tester avec eux", a-t-il déclaré. « Nous aurons de nombreux tests à un très bon coût pour le contribuable. »

L’Air Force souhaite également collecter des informations sur les « vibrations et chocs » qui permettent de suivre les turbulences auxquelles la cargaison à bord d’une fusée doit résister lors du lancement. Mais Spanjers ne s’attend pas à ce que les vibrations posent un problème majeur. Après tout, dit-il, l’armée de l’air jette régulièrement des palettes de marchandises à l’arrière d’avions de transport massifs.

Et à mesure que les fusées grossissent, a-t-il ajouté, « le trajet devient plus doux ».

Néanmoins, a-t-il noté, les ingénieurs du laboratoire ont besoin de données sur les vibrations pour garantir que les conteneurs – sur lesquels cinq sociétés travaillent à créer – seront capables de transporter des marchandises militaires et de survivre à un lancement spatial. Le programme Rocket Cargo doit également montrer si les gens peuvent décharger rapidement les marchandises de ces conteneurs afin de les réutiliser pour le prochain lancement, a-t-il déclaré.

Le laboratoire souhaite également plus de données sur le fonctionnement des systèmes de protection thermique des fusées et sur la quantité de masse qui peut être ramenée de l’orbite en toute sécurité. Plus de poids signifie plus de force de traînée, a expliqué Spanjers, ce qui crée alors une quantité importante de chaleur qui doit d'une manière ou d'une autre se dissiper.

"La quantité de poids que SpaceX cherche à faire tomber de l'espace est bien au-delà de tout ce que nous avons fait sur le programme de la navette spatiale", a déclaré Spanjers. "Je pense que c'est environ cinq fois plus élevé que tout ce que nous avons jamais fait descendre d'orbite auparavant."

Spanjers a déclaré que le secteur américain des fusées avait récemment réalisé plusieurs progrès qui suggèrent la faisabilité du concept Rocket Cargo. Pendant des décennies, a-t-il souligné, le pays a procédé à trois ou quatre lancements de fusées par an. Mais l’année dernière, a-t-il déclaré, ce chiffre est passé à 100 – principalement réalisés par SpaceX – et l’année prochaine, il pourrait dépasser 150, soit environ un tous les deux jours.

Et à deux reprises au cours des derniers mois, a déclaré Spanjers, SpaceX a pu réutiliser une rampe de lancement deux jours et demi après le décollage d'une fusée.

En outre, le Space Systems Command a procédé en septembre à un lancement de fusée depuis la base spatiale de Vandenberg, en Californie, 27 heures après avoir reçu les ordres de lancement. Cela a marqué un record de lancement spatial tactiquement réactif.

"Si vous remontez un an ou deux en arrière, il fallait entre quatre mois et quatre ans pour lancer une fusée", a déclaré Spanjers. "Ce sont des réalisations assez importantes que nous accomplissons en créant des opérations de lancement qui ressemblent beaucoup plus à des opérations aériennes."

Spanjers a ajouté que le laboratoire de l'Air Force prévoit de procéder à plusieurs séries d'expérimentations « construire, casser, construire, casser » jusqu'à ce qu'il trouve une conception qui fonctionne.

« Ces défis [scientifiques et technologiques] dont nous parlons ici ne sont pas anodins », a-t-il déclaré. "Personne n'a jamais essayé de mettre un Humvee sur une fusée auparavant."

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• La source: https://www.defensenews.com/battlefield-tech/space/2023/12/04/will-rocket-cargo-work-data-collected-in-2024-may-hold-the-answer/