Les fusées qui transportent les satellites ou autres objets dans l’espace sont constituées de plusieurs couches superposées. Chaque couche dispose de moteur qui fonctionne jusqu’à la fin de son carburant. Si ces couches sont récupérées, elles pourraient réduire considérablement le coût des vols dans l’espace car rien que la couche principale coûte près de 80 % du prix de lancement.

L’enjeu est considérable car il faut relever les défis technique et économique, alors que Space X, l’entreprise du milliardaire Elon Musk (également propriétaire du constructeur automobile Tesla), est déjà en train d’expérimenter son propre concept.

“Dans un lanceur, il y a un étage supérieur et un étage principal”, explique François Auque, le directeur de la branche spatiale d’Airbus Defence and Space. Le principal propulse et guide la fusée dans la première partie de son voyage, le supérieur opère dans la deuxième partie.

“Si vous voulez explorer la réutilisation, vous avez deux voies: la réutilisation de l’étage supérieur et (celle) de l’étage principal.”

Airbus veut faire mieux que SpaceX

C’est dans cet objectif que le groupe européen Airbus Defense and Space, à l’instar d’Elon Musk a mis en place des systèmes afin de récupérer et réutiliser les fusées. Depuis cinq ans maintenant, Airbus DS a mis en place secrètement deux concepts :
le projet ADELINE (Advanced Expendable Launcher With Innovative Engine Economy) pour le recyclage de la couche principale qui retournera sur terre, et le projet Space Tugs pour la couche supérieure qui sera réutilisé depuis l’espace.

Aux Mureaux (Paris), l’équipe d’Hervé Gilibert a su garder le silence toute ses années en travaillant dans un garage, loin des yeux de tout le staff d’Airbus DS. Ils comptent faire atterrir la couche principale horizontalement en la pilotant comme un drone à hélice qui se pose en douceur pour éviter de détériorer une partie de la machine.

Le projet ADELINE (Advanced Expendable Launcher With Innovative Engine Economy)

Le principe d’ADELINE est de lier une sorte d’empennage munie d’ailes à la queue de la fusée. Lorsque cette dernière se désolidarise du reste mécanique à la fin de son carburant, elle est pilotée comme un drone à turbopropulseurs jusqu’à ce qu’elle atterrisse sans défaut. C’est là que la baie est vite récupérer pour renvoyer dans l’espace d’autres engins spatiaux. Environ 25 fois selon Hervé Gilibert. Il faudra la moitié de carburant (soit 20 tonnes) que requiert SpaceX pour arriver à cet exploit. Airbus pourra ainsi rentabiliser 30 % des dépenses, soit 63 millions € pour la version 2 d’Ariane qui sera lancée d’ici 2020.

Le concept de lanceur spatial réutilisable

L’étage supérieur va lui “très, très loin (dans l’espace), et le faire revenir (sur Terre) est plus compliqué. L’idée est donc que l’étage supérieur ne revient pas, on le stocke sur un +parking+ dans l’espace” pour le réutiliser à partir de là.

Aujourd’hui, l’étage supérieur d’un lanceur propulse le satellite en orbite et une fois la mission accomplie, il est placé sur une orbite cimetière ou est “désorbité”. Avec le Space Tugs, l’étage supérieur est positionné à quelques 1.000 km d’altitude, où il est ravitaillé par les lanceurs suivants en fluide propulseur et en satellites.

Adeline, pour “ADvanced Expendable Launcher with INnovative engine Economy”, est plus original car il allie les technologies spatiales à celles de l’aéronautique, explique Hervé Gilibert, le directeur technique espace d’AirbusDS. L’idée est de “récupérer la baie propulsive et le moteur”, qui représentent 80% de la valeur du lanceur, en les protégeant avec un bouclier thermique lors du retour sur Terre, précise-t-il.

Adeline se présente comme un empennage situé à la base du lanceur, doté de petites ailes et de turbopropulseurs dont les hélices se déploient, son carburant dans les ailes, comme un avion. Une fois sa mission accomplie, il se désolidarise du réservoir avant d’être piloté comme un drone pour se poser sur une piste d’atterrissage.

Le principe est celui du “décollage vertical, atterrissage horizontal”.

Une fois posé, on récupère la baie propulsive, l’assemble à un nouveau réservoir et l’ensemble peut repartir. Airbus vise une réutilisation de 10 ou 20 fois, voire plus, du moteur. Selon Hervé Gilibert, le système est “peu contraignant”, très flexible et a peu d’impact sur la performance opérationnelle, contrairement à SpaceX qui perd plus du tiers de la capacité de performance de son lanceur.

Airbus estime à 2 tonnes la quantité d’ergol (carburant) nécessaire pour faire revenir son module, là où Space X a besoin de 40 tonnes avec un lanceur récupéré verticalement sur une barge en mer. Au plan économique, Airbus vise des gains d’environ 30% sur le coût d’exploitation du lanceur, estimé à 70 millions de dollars pour Ariane 6.2, la version à deux boosters du futur lanceur.

Ces deux pistes sont indépendantes et adaptables à Ariane 6, souligne François Auque, mais ne seront opérationnelles qu’”après 2020, une fois qu’Ariane 6 volera”. “2025 me paraît ambitieux”, dit-il. SpaceX n’attendra pas si longtemps pour mettre au point son système. D’où l’urgence d’avancer vite sur Ariane 6, prévient François Auque:

“Aujourd’hui, notre feuille de route et notre priorité absolue, avec un objectif de voler en 2020, c’est Ariane 6”.