Les tests au sol sont terminés : ce qu'il faut savoir sur le prototype d'avion spatial de Radian

Le 25 septembre 2024, Radian Aerospace, basée à Seattle, dans l'État de Washington, a publié une déclaration indiquant qu'elle avait terminé la première série de tests de taxi au sol avec son avion spatial à un étage en orbite (SSTO), le Radian One, présenté comme le premier avion spatial au monde entièrement réutilisable. Les tests, qui ont eu lieu à Abu Dhabi, visaient à tester les caractéristiques de décollage et d'atterrissage à basse vitesse du vaisseau spatial.

Photo : Radian Aérospatiale

Lors des essais au sol, le véhicule a effectué une série de manœuvres et de sauts pour collecter des données critiques provenant de ses systèmes de télémétrie intégrés. La réussite des tests signifie que la startup américaine est désormais sur le point de construire un vaisseau spatial réutilisable, capable de décoller verticalement comme une fusée puis d'atterrir sur une piste comme un avion.

Comment est né l’avion spatial Radian

Au cours des années 1990, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) a travaillé sur un avion spatial rentable et utilisable pour remplacer les coûteuses fusées uniques. Appelé « X-33 », le véhicule expérimental était basé sur un concept que la NASA a appelé « un seul étage en orbite » (SSTO). Le plan était que le SSTO remplace les fusées conventionnelles qui larguaient des étages pendant le vol afin de réduire le poids du vaisseau spatial. La NASA a calculé qu'en utilisant le vaisseau spatial SSTO, le coût de l'envoi d'une livre de charge utile en orbite serait réduit de 10 000 $ à 1 000 $.

Photo : Radian Aérospatiale

Après avoir travaillé sur des projets similaires qui n'ont pas abouti, le projet a été annulé en 2001 en raison de difficultés techniques. Selon Livingston Holder, ancien astronaute de l'US Air Force (USAF) et responsable du programme X-33, ils étaient sur le point de faire une percée lorsque le programme a été annulé. Au cours des quinze années suivantes, Holder était convaincu qu'il pouvait fabriquer un vaisseau spatial SSTO et s'est associé à Richard Humphrey, Jeff Feige et Curtis Gifford pour trouver Radian Aerospace.

Les nouvelles technologies transforment un rêve en réalité

Lors d'un entretien avecCNN,Holder a dit :

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"Les choses ont radicalement changé depuis le X-33 : nous disposons de matériaux composites qui sont plus légers, plus résistants et peuvent supporter une plage thermique plus large qu'à l'époque. Et la propulsion est meilleure que tout ce que nous avions, en termes d'efficacité avec laquelle elle brûle le propulseur et de poids des systèmes."

Depuis sa création en 2016, Radian Aerospace a construit avec succès le PFVOL en utilisant des composites révolutionnaires et les outils nécessaires pour analyser les données en temps réel à l'aide de capteurs de vol intégrés. Après les essais au sol réussis à Abu Dhabi, Radian Aerospace prévoit d'utiliser une piste plus longue dans la région pour permettre des vols soutenus à des vitesses plus élevées. Les enseignements tirés des tests pourront ensuite être intégrés dans le vaisseau spatial Radian One.

Une fusée doit atteindre une vitesse élevée pour échapper à la gravité terrestre

Selon Jeffrey Hoffman, professeur d'astronautique au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et ancien astronaute de la NASA, pour pouvoir envoyer un véhicule dans l'espace, la fusée dont il tire doit parcourir environ 17 500 miles par heure. Après avoir accompli avec succès quatre missions de la navette spatiale, Hoffman sait ce qu'il faut pour échapper à la gravité terrestre et affirme que le poids du carburant de la fusée représente 95 % du poids de la fusée et de la charge utile pour atteindre la vitesse nécessaire.

Pour cette raison, à mesure que la fusée brûle du carburant et gagne de l’altitude, les étages sont abandonnés pour alléger le véhicule. Bien que l'on rêve depuis longtemps d'entrer en orbite avec un seul étage, la masse totale du véhicule ne peut pas dépasser plus de 5 % de son poids total et jusqu'à présent, les ingénieurs ne possédaient pas les connaissances nécessaires pour construire un tel véhicule.

Photo : Radian Aérospatiale

Les anciennes fusées Apollo Saturn V qui ont emmené l'homme sur la Lune utilisaient trois étages, tandis que les fusées plus récentes comme la SpaceX Falcon 9 n'en utilisent que deux. Traditionnellement, les étages épuisés de la fusée retombent sur Terre et atterrissent quelque part dans la mer. Pourtant, SpaceX a développé un système dans lequel les propulseurs de fusée reviennent et atterrissent de manière autonome pour être réutilisés, une brillante innovation qui réduit les coûts. L’utilisation d’un véhicule réutilisable à un seul étage comme celui sur lequel Radian Aerospace travaille permettrait de réduire encore davantage les coûts.

Radian est convaincu qu'ils peuvent construire un véhicule SSTO réutilisable

Ils disent que la raison pour laquelle cela peut être fait tient à trois technologies clés, à savoir :

• Système de lancement de traîneau :Un système de lancement de traîneau utilise une aide au lancement basée au sol pour faire décoller le véhicule, lui permettant ainsi d'avoir encore un réservoir plein de carburant. Une aide au lancement au sol utilise une voie ferroviaire ou maglev pour propulser le véhicule à une vitesse spécifiée. Ce type de lancement pourrait être utilisé à plusieurs reprises, réduisant ainsi considérablement le coût des vols spatiaux.
• Le train d'atterrissage :Le train d'atterrissage conçu pour le Radian One n'est pas destiné au décollage mais uniquement à l'atterrissage, ce qui rend le véhicule considérablement plus léger.
• Les ailes :Contrairement aux fusées traditionnelles, l’ajout d’ailes réduit la poussée requise et permet au véhicule d’utiliser sa vie tout en volant vers l’orbite.

L’analogie la plus proche avec Radian One est que celui en orbite et revenant sur Terre sera très similaire à la navette spatiale. Radian One peut effectuer les mêmes missions que la navette spatiale, mais avec un délai d'exécution plus rapide et un coût considérablement réduit. Radian affirme que le Radian One peut transporter entre deux et cinq astronautes et avoir un délai d'exécution de 48 heures entre les missions.

Étant donné que le véhicule utilise un composite plus robuste sur sa surface extérieure, l'entreprise estime que chaque engin peut être réutilisé jusqu'à 100 fois. La grande question n'est pas de savoir si un véhicule à un seul étage en orbite est possible, mais s'il peut le faire à un coût compétitif par rapport à d'autres systèmes de lancement comme celui utilisé parSpaceX.