L'insaisissable moteur Aerospike pourrait enfin être prêt à voler

Pendant des décennies, un concept de moteur connu sous le nom d'aerospike a été un rival insaisissable de la fusée à tuyère traditionnelle.

Bien que capables de fournir des charges utiles plus élevées tout en diminuant le poids total de la fusée, les moteurs aérospike n'ont jamais été sérieusement testés sur la rampe de lancement.

L'armée allemande investit dans l'idée en attribuant un concept à une start-up occupée à concevoir un avion spatial de nouvelle génération.

Qu'il s'agisse de la fusée allemande V-2, du légendaire Saturn V de la NASA ou du Falcon Heavy de SpaceX, tous les moteurs de fusée partagent un attribut commun : leurs tuyères d'échappement ont la forme de cloches. La géométrie de cette tuyère est cruciale car sans elle, les fusées ne pourraient pas produire suffisamment de poussée pour quitter les rampes de lancement, et encore moins échapper à la gravité terrestre.

Mais l'ancienne façon de faire les choses n'est pas toujours la meilleure.

Depuis au moins les années 1950, les ingénieurs de fusées se sont demandé si une autre conception de tuyère, connue sous le nom d'aérospike, pourrait être un moyen plus efficace d'envoyer des humains vers les étoiles. Bien que le concept n'ait jamais propulsé une fusée du monde réel (bien que la NASA ait fait voler un démonstrateur à l'arrière d'un SR-71 dans les années 1990), l'idée de l'aérospike est restée remarquablement résistante. Près de 70 ans après sa création initiale, de très nombreuses startups aérospatiales ont caressé l'idée de ressusciter l'aérospike ces dernières années. La dernière de ces entreprises est la startup Polaris, qui a obtenu un contrat militaire allemand en avril pour étudier le potentiel d'utilisation d'un moteur de fusée linéaire aérospike (LAS) dans un démonstrateur d'avion spatial.

Alors, qu'est-ce qui rend ces moteurs si attrayants, surtout après que la buse en cloche a plus que prouvé sa valeur tout au long de l'histoire des vols spatiaux habités ? Les moteurs de fusée dépendent de la pression de l'air pour aider à soulever les charges utiles de la rampe de lancement. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique pousse les gaz sortant de la tuyère de la fusée, et les tuyères en cloche sont essentiellement conçues pour fonctionner efficacement à une altitude particulière (la fusée de la navette spatiale, par exemple, était plus efficace dans l'espace que sur la rampe de lancement). Cependant, si une tuyère de fusée pouvait d'une manière ou d'une autre s'adapter à la pression barométrique lorsqu'elle s'échappe de l'atmosphère, elle serait alors capable de soulever des charges utiles plus élevées, de réduire la masse de la fusée (en étant à un étage) et serait simplement un meilleur moteur global. C'est la promesse d'un moteur aérospike.

Un moteur aérospike repose sur la pression de l'air elle-même, plutôt que sur les parois d'une cloche, pour contrôler l'échappement sortant de la fusée. Cela rend le moteur capable de s'adapter à des pressions d'air variables. Deux types de moteurs aérospikes - toroïdaux et linéaires - diffèrent par leur forme (comme leurs noms l'indiquent), mais fonctionnent fondamentalement de la même manière. La NASA a envisagé des moteurs aérospikes pour la navette spatiale avant d'opter finalement pour la buse en cloche conventionnelle. Et Lockheed Martin a conçu le successeur de la navette spatiale - l'avion spatial X-33 - avec des moteurs aérospikes à l'esprit, bien que le projet ait finalement été abandonné.

Le moteur LAS de Polaris volera dans son démonstrateur d'avion spatial et offrira, espérons-le, tous les avantages de propulsion des moteurs aérospikes tout en étant mieux adapté à l'avion spatial de forme plate (c'est-à-dire en évitant les coups de queue lors du décollage et de l'atterrissage). En outre, la société pense pouvoir surmonter certains des défis de conception du moteur, en particulier la façon de refroidir la chose, grâce aux récents progrès de l'impression 3D.

Seul le temps dira si Polaris met enfin l'aérospike dans l'espace, ou devient juste une autre tentative ratée de révolutionner le vol spatial humain.

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