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L'Usine Aéro

Jour J pour l'IXV, la navette spatiale expérimentale de l'Europe

Julien Bergounhoux , , , ,

Publié le

Vidéo L'Europe s'apprête à tester ses technologies de rentrée atmosphérique à l'aide de son avion spatial expérimental IXV. Derrière ce démonstrateur se cache un concept similaire à celui de la navette spatiale américaine : plutôt que l'utilisation d'un design en "capsule", le véhicule possède un corps portant qui lui permet de freiner sa rentrée grâce au frottement de l'air. Explications en images et vidéo.

Jour J pour l'IXV, la navette spatiale expérimentale de l'Europe © ESA

L'Agence spatiale européenne (ESA) va lancer ce 11 février à 14 heures son projet IXV (Intermediate eXperimental Vehicle), un véhicule expérimental qui va tester les technologies nécessaires à la rentrée atmosphérique d'un véhicule depuis l'orbite terrestre basse. L'IXV, qui fait à peu près la taille d'une voiture (5 m de long pour un poids de 2 tonnes), a été construit pour l'ESA par Thales Alenia Space, à Turin (Italie). Plus de 50 partenariares européens ont participé à sa fabrication.

L'IXV décollera depuis le Centre spatial guyanais (Kourou) sur le nouveau lanceur léger Vega de l'agence spatiale. Son vol durera 100 minutes au total, durant lesquelles il sera suivi par des experts depuis la Guyane, l'Italie, l'Afrique et le navire Nos Aries dans l'océan pacifique qui s'occupera de le récupérer après son retour sur Terre. Sa séparation d'avec Vega aura lieue 18 minutes après le décollage, à 340 km d'altitude.

La rentrée atmosphérique, une phase critique

Le véhicule suivra une trajectoire suborbitale qui l'emmènera à 412 km d'altitude avant de le faire revenir sur Terre à une vitesse de 27 000 km/h. Il subira ainsi les mêmes conditions qu'un engin effectuant une entrée atmosphérique depuis une orbite terrestre basse (plus un objet orbite près de la Terre, plus il se déplace rapidement). Son vol sera complètement automatisé.


La trajectoire que suivra l'IXV

La phase critique du vol se déroulera lors de la rentrée atmosphérique à des vitesses hypersoniques (supérieures à Mach 5) et supersoniques. L'ESA s'assurera de la résistance de la structure et des composants internes de l'IXV aux pressions environnementales grâce aux 300 capteurs à bord. L'IXV a été conçu comme un corps portant (un avion sans ailes, porté par son fuselage), ce qui lui permet de mieux tolérer cette phase de rentrée et de bénéficier d'une plus grande manoeuvrabilité. La conception du fuselage est signée Dassault Aviation.

A cause du frottement de l'air provoqué par sa vitesse, le véhicule subira en certains endroits des températures s'élevant jusqu'à 1600°C, qui mettront à l'épreuve l'efficacité du bouclier thermique développé par Herakles (groupe Safran). Celui-ci utilise un mélange de technologies isolantes (composite à matrice céramique, ou CMC) et ablatives (la matière s'érode). Son système de guidage sera aussi évalué. Il combine deux volets situés à l'arrière de l'appareil avec des propulseurs qui ajustent sa trajectoire en fonction des données recueillies par ses centrales à inertie et ses récepteurs GPS.


Vidéo de la préparation de l'IXV avant son lancement

Ce vol crucial, qui fait suite à celui de l'ARD (Atmospheric Reentry Demonstrator), lancé en 1998 par Ariane 5, permettra à l'Europe de mieux préparer et concevoir les futures technologies d'avion spatial. Celles-ci ont de nombreuses applications potentielles : exploration planétaire et retour d'échantillons, envoi d'astronautes dans l'espace, réduction des coûts grâce à la réutilisation de véhicules ou de premiers étages.

Julien Bergounhoux

Le système de protection thermique (TPS)

Développé par Herakles, il est constitué de 30 panneaux externes rigides en composite à matrice céramique (CMC) à base de fibres de carbone et de matrice carbure de silicium, incluant des raidisseurs et des pattes de fixation. Les panneaux couvrent une surface de 7,5 m² sur l'intrados du véhicule. Un joint en matériau silico-alumineux autour de chaque panneau empêche l’air chaud de pénétrer sous la surface de l'IXV lors de la rentrée atmosphérique. En plus de ces panneaux, le nez de l'appareil est protégé par une pièce monolithique en CMC mesurant 1,3 m x 0,8 m x 0,6 m.

Un empilement de matériau sous cette peau CMC protège de plus la structure interne du véhicule contre les températures excessives. Les panneaux sont reliés à la structure froide à l’aide d’attaches spécifiques haute température semi-flexibles, qui permettent de soutenir les efforts aérodynamiques et de limiter le transfert de chaleur de la surface externe vers l’intérieur du véhicule tout en autorisant les dilatation différentielles.

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