Le premier vol du plus grand avion du monde, le Stratolaunch

Le 13 avril 2019, sur la piste du Mojave Air and Space Port, décollait pour la première fois le plus grand avion du monde. Après un parcours de deux heures et demi à 5000 mètres au-dessus du désert Mojave, le géant Stratolaunch est revenu à son point de départ pour compléter un test historique.

Au-delà de l’avion, une plateforme de lancement

L’avion comme porteur

Si ce premier vol est un point d’étape critique, c’est que Stratolaunch n’est pas un avion ordinaire. Projet porté par l’entreprise nord-américaine Stratolaunch Systems Corporation, l’aéronef mesure 117 mètres de long, soit quelques mètres de plus qu’un terrain de football, ce qui lui vaut son surnom : « le Roc ».

Pour limiter les coûts de conception d’un tel avion, six moteurs à réaction ont été utilisés ainsi que l’avionique, un poste de pilotage et les trains d’atterissage de deux Boeing 747.

Ce premier vol visait principalement à réaliser un certain nombre de tests de manœuvre. En effet, la taille gigantesque et le décalage du poste de pilotage du centre vers la droite de l’avion rendent sa manœuvre complexe.

A quoi peut bien servir un avion d’une taille aussi inhabituelle ? Stratolaunch ne transportera pas de passagers mais servira d’avion porteur. Il s’agit d’un avion dont la mission est de remplacer le premier étage d’un lanceur afin d’amener celui-ci à une altitude et une vitesse supérieures à celles d’un lancement depuis le sol.

Cas d’usage : le lancement aéroporté

Pourquoi utiliser un avion comme plateforme de lancement ?

Le lancement aéroporté n’est pas nouveau. Cette solution est étudiée car elle permettrait, dans le cadre de la mise en orbite basse de nano-satellites, d’améliorer la fiabilité, la flexibilité et la fréquence des opérations de lancement tout en réduisant les coûts. Le lancement aéroporté a en effet démontré, notamment grâce au retour d’expérience du développement du lanceur Pegasus XL à la fin des années 80, un degré important de fiabilité.

La vie du lanceur Pegasus XL utilisé par Stratolaunch a commencé quand un ingénieur en télécommunications de Orbital Science Corporation (aujourd’hui Northrop Grumman Innovation Systems) a identifié l’opportunité d’utiliser un grand nombre de nano-satellites placés en orbite basse pour certains usages pour lesquels étaient utilisés de plus gros satellites en orbite haute.

Le lanceur, par son design et sa taille, est mieux adapté au lancement aéroporté de ce type de petits satellites. En trois ans (de 1996 à 1998), Orbital Science Corporation a conduit seize lancements, soit deux lancements par mois et un total de vingt-huit lancements consécutifs réussis depuis 1997.

Selon Will Pomerantz, Vice-Président des Projets Spéciaux chez Virgin Orbit, un avantage clé du lancement aéroporté est la mobilité de la plateforme. En effet, quoi de plus mobile qu’un avion ? Si le client souhaite effectuer trois lancements à trois endroits différents, il n’est pas nécessaire d’installer trois plateformes différentes à des points géographiques distants les uns des autres. La mobilité apportée par l’avion permet une plus grande flexibilité dans les options de lancement. Enfin, l’utilisation d’un avion porteur pour réaliser un lancement permet de ne plus être dépendant des conditions météorologiques. Cela permet d’améliorer la flexibilité de ces opérations.

Par ailleurs, le lancement aéroporté est également une option économiquement intéressante car il permet d’améliorer la fréquence de lancements puisque traditionnellement les nano-satellites sont greffés à des dispositifs commerciaux plus gros, ce qui limite fortement les possibilités de lancements. De plus, l’avion remplit lui-même le rôle de premier étage de la fusée ce qui le rend réutilisable par la suite.

Les prochaines étapes du projet

Stratolaunch n’est pas le seul projet de lancement aéroporté développé par une entreprise privée. En effet, Northrop Grumman et Virgin Orbit (ancien projet de l’entreprise Virgin Galactic devenue une filiale à part entière) utilisent un procédé similaire pour un objectif identique, selon un documentaire réalisé sur le projet. Le lanceur est dans ce cas transporté sous l’aile gauche d’un Boeing 747 issu de la flotte commerciale de Virgin Atlantic, puis lâché en chute libre durant cinq secondes à 15km au-dessus du niveau de la mer.

Ni Stratolaunch, ni Scaled Composites (la société en charge de la construction de l’avion) n’ont donné à ce jour des informations concernant la suite du projet. En revanche, le projet de Virgin étant un peu plus avancé, les prochaines étapes de lancement donnent une indication sur de potentielles actions à mener sur le projet Stratolaunch.

Selon le documentaire cité précédemment, Virgin Orbit réalise actuellement des vols tests réguliers, et dernièrement, ceux-ci incluent le lanceur vide. Prochainement, le lanceur sera rempli d’eau pour donner une idée plus réaliste du poids de celui-ci lorsqu’il devra contenir du carburant. Par ailleurs, les entreprises doivent tester la chute du lanceur pour vérifier que celui-ci adopte le comportement attendu lorsqu’il est détaché de l’avion. Virgin Orbit prévoit un premier lancement pour 2019.

La vision de Paul Allen, co-fondateur de Microsoft et fondateur de Stratolaunch

Les projets Stratolaunch et Virgin Orbit partagent un héritage commun. En effet, les fondateurs des deux entreprises, Paul Allen et Richard Branson, ont financé et participé au projet SpaceShipOne, l’avion spatial construit par Burt Rutan (fondateur de Scaled Composites) ayant remporté le Ansari X Prize en 2004 pour avoir été réutilisable deux fois sur une période de deux semaines.

Aujourd’hui les deux programmes partagent une vision commune : celle de rendre le lancement aussi facile que la réservation d’un billet d’avion. Ceci est envisageable grâce à l’utilisation de satellites de plus en plus petits, de composants électroniques moins chers mais aussi grâce à la standardisation du matériel.

La différence entre les deux programmes est que Cosmic Girl (l’avion utilisé par Virgin Orbit) n’est utilisé que pour la mise en orbite de nano-satellites et ne permet de transporter qu’un unique lanceur d’une charge utile de 500kg par vol. En revanche, Stratolaunch a été conçu pour permettre d’emporter en même temps jusqu’à trois lanceurs d’une charge utile de 230kg chacun.

La configuration proposée par Stratolaunch permettrait donc d’envisager plusieurs lancements par vol. Par ailleurs, Stratolaunch vise également à permettre le lancement de fusées d’une taille plus importante jusqu’à un véhicule spatial. Le développement de ces futurs dispositifs pourrait être cependant compromis suite au décès en 2018 de Paul Allen, fondateur et principal investisseur du projet. La compagnie a néanmoins communiqué que « Stratolaunch reste opérationnel », sans donner plus de détails.

La course des milliardaires à l’Espace

Une appropriation du secteur privé dans la progression de l’innovation technologique

Bien que le projet Stratolaunch puisse être remis en cause, le processus d’appropriation du secteur aérospatial par les entreprises privées est bien lancé. Ce sont les milliardaires du monde de la technologie qui, parmi d’autres passionnés par la conquête de l’Espace, ont investi dans ce secteur.

Ce phénomène n’a rien d’étrange, puisque c’est le lot d’un grand nombre de technologies. En effet, que ce soit internet, le Boeing 707 ou bien encore le GPS, toutes ces innovations sont nées d’un usage militaire pour être progressivement développées à des fins commerciales, d’abord sous le contrôle de l’Etat, puis sous celui du secteur privé.

Dans un article publié en avril 2018 dans le New York Times, Walter Isaacson (ancien Président Directeur Général de CNN et auteur de plusieurs ouvrages biographiques) explique que le gouvernement américain a passé la torche de l’exploration spatiale au secteur privé, représenté par des entrepreneurs milliardaires qui incarnent les pionniers de notre époque. Elon Musk tient le même discours au sein d’un cours qu’il dispense à des entrepreneurs à l’Université Stanford. Selon lui, l’appropriation des activités spatiales par le secteur privé permettra une accélération similaire à celle qu’a subi internet.

Par ailleurs, Burt Rutan a fondé Scaled Composites car il trouve que la NASA est devenue une institution vieillissante, trop bureaucratique et peu innovante. Aujourd’hui, la NASA semble reconnaître l’intérêt de ce passage de flambeau au secteur privé, notamment en ce qui concerne le développement commercial de l’Orbite Terrestre Basse (OTB).

En effet, selon les prévisions budgétaires publiées par l’agence gouvernementale, en 2018, aucun budget n’a été alloué à cette activité alors que pour l’année 2019, 40 millions de dollars lui seront dédiés pour atteindre un montant prévu de 225 millions de dollars en 2024. Ce budget devrait servir, entre autre, à assister l’industrie dans le développement d’une économie spatiale commerciale en OTB.

Si peu d’informations sont communiquées sur l’avenir de Stratolaunch, la course à l’Espace du secteur privé n’en demeure pas moins largement amorcée, notamment avec la roadmap définie par Virgin Orbit. Du lancement de nano-satellites aux projets de plus grande ampleur liés au tourisme spatial (à la main de SpaceX et Blue Origin), les avancées techniques des dernières années laissent entrevoir de nouvelles opportunités pour lesquelles l’avion devient un outil d’accès à l’Espace.

Sources :

New York Times, Walter Isaacson, In This Space Race, Jeff Bezos and Elon Musk Are Competing to Take You There

National Aeronautics and Space Administration, Explore Budget Estimates Briefing Book, Année Fiscale 2020

Paul Allen’s colossal Stratolaunch plane emerges from its lair, Dominic Gates, Seattle Times

Flight Global Analysis, Stratolaunch makes first step to space

Enjeux Les Echos : Du militaire au civil : les allers-retours de quelques technologies

Site Officiel Stratolaunch