CNES et ONERA ensemble à l’initiative sur les lanceurs réutilisables

L’environnement du secteur spatial est en pleine mutation, que ce soit du côté de la demande (constellations, satellites plus légers à propulsion électrique…) ou de l’offre de services de lancement proposée par de nouveaux acteurs. Les nouveaux opérateurs vont poursuivre leurs efforts pour réduire encore les coûts d’accès à l’espace.

Pour que l’Europe puisse continuer à disposer sur le long terme d’un lanceur qui reste économiquement viable et donc d’un accès indépendant à l’espace, il est temps d’étudier et de préparer un lanceur qui permette de franchir une nouvelle étape dans la baisse des coûts, au-delà des progrès d’Ariane 6. Aussi, la réutilisation du premier étage reste une piste à explorer.

L’ONERA, qui travaille aux côtés du CNES depuis le début de l’activité spatiale française et européenne, possède, grâce à ses compétences pluridisciplinaires, une grande expertise dans la  définition et l'évaluation de véhicules ou de systèmes aérospatiaux futurs. CNES et ONERA ont aussi l’expérience d’une étroite collaboration, dans le cadre des phases préliminaires du projet Pré-X, démonstrateur de véhicule de rentrée atmosphérique, sélectionné ensuite par l’ESA comme projet de démonstration ou encore dans le cadre du démonstrateur Eole en lien avec le projet Perseus du CNES.

Simulation numérique des flux de chaleur sur le projet Pré-X

Le démonstrateur Eole de l’ONERA

Forts de ces atouts, le CNES et l’ONERA se sont fixé un nouvel objectif, celui de s’associer pour réaliser en étroite collaboration l’étude d’un premier étage réutilisable, initier des réflexions sur les éléments techniques déterminants comme l’enjeu de la récupération, du retour, de  la maintenance.

La phase d’études préliminaires comporte deux volets :  

• Le premier volet vise à proposer des solutions techniques pour adapter un premier étage de lanceur prédéfini par le CNES avec une capacité de retour à la base de lancement. Les compétences de l’ONERA en matière de conception de lanceurs, de véhicules hypersoniques et subsoniques seront mises à profit pour étudier tous types de solutions technologiques pour la phase de retour e.g. intégration de surfaces portantes, utilisation d’un moteur aérobie, ajout d’ergols pour rallumage du moteur fusée. L’étude abordera les différents aspects inhérents au retour, notamment le design préliminaire du véhicule, l’aérodynamique, la thermique, la trajectoire de retour et les qualités de vol.

• Le second volet concerne la mise en œuvre de la plateforme CEDRE de simulation multi-physique pour l’énergétique et la propulsion de l’ONERA financée en partie par le CNES, afin d’évaluer les flux thermiques et les efforts appliqués sur l’étage lors du retour lorsque ce dernier n’utilise que la poussée de ses moteurs fusées pour freiner.

Cette étude d’une durée de 6 mois permettra aux différentes équipes d’identifier des solutions et leur viabilité technique ainsi que des éléments de réflexion pour une logique de démonstration au sol et en vol.

C’est une opportunité pour le CNES et l’ONERA d’associer leurs expertises et de les mettre à contribution pour la maitrise scientifique des phénomènes physiques et pour déterminer un plan de démonstration associé qui pourrait être mené par la suite dans un cadre de coopération européenne ou internationale.

 

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