Le 30 novembre, l'Agence spatiale européenne (ESA) a validé la poursuite des études du Space Rider, le futur système de transport européen automatisé et réutilisable. Elle a signé avec Thales Alenia Space et ELV (European Launch Vehicle) le contrat pour l'ingénierie et le développement préliminaire de ce système en vue d'un premier vol en 2021.

Pour réduire les délais et les coûts de développement, le Space Rider de l'Agence spatiale européenne (ESA) sera construit autour de l'héritage de l'IXV. Ses servitudes seront quant à elles fournies par l'étage supérieur Avum (Attitude Vernier Upper Module) du lanceur Vega C. C'est ce que vient de décider l'ESA. Le module de rentrée atmosphérique dérivé de l'IXV sera donc réalisé par Thales Alenia Space, maître d'œuvre de l'IXV, tandis qu'ELV (European Launch Vehicle) réalisera le module de service.

Le Space Rider sera lancé par le futur lanceur léger Vega C dès 2021. L'objectif est de fournir à l'Europe un système de transport spatial entièrement autonome, abordable, indépendant et réutilisable pour des missions non habitées et un accès aller-retour routinier à l'orbite basse.

Il sera utilisé pour transporter une variété de charges utiles sur différentes altitudes et inclinaisons en orbite basse et pourra également réaliser des missions à destination de la Station spatiale internationale (ISS) mais sans s'y amarrer. Il pourra être récupéré accompagné de sa charge utile, reconfiguré et réutilisé pour un maximum de six missions.

Un étage supérieur Avum en cours d'intégration. © S. Corvaja, ESA

Space Rider, le successeur de l'IXV, de l'ESA

L'ESA a aussi décidé de « faire évoluer le projet par rapport aux propositions initiales », nous explique Stefano Bianchi, directeur des programmes de développement d'Ariane 6, de Vega C et E, des futurs lanceurs et du Space Rider. Pour réduire les « risques et les coûts de développement et d'utilisation », le Space Rider intégrera « l'héritage du démonstrateur de rentrée atmosphérique IXV de l'ESA », qui avait accompli, le 11 février 2015, un vol suborbital suivi d'un retour en mer. Il utilisera aussi « l'étage supérieur Avum du lanceur Vega comme module de service ». Ces synergies technologiques entre l'IXV et l'Avum contribueront à « réduire d'environ 30 % le temps de développement, les risques et les coûts non récurrents du Space Rider ».

Ce dernier sera construit à l'identique de l'IXV. Il aura donc « la même forme, les mêmes protections thermiques et réutilisera les technologies de l'IXV de la rentrée atmosphérique ». À la différence de l'IXV, qui disposait d'un sous-système GNC (Guidage, Navigation and Control) assurant le contrôle du vol, le pilotage et le contrôle du Space Rider seront assurés par l'Avum, doté nativement d'une « très grande flexibilité en orbite et capable de réaliser ses propres manœuvres orbitales ». Quant à l'énergie nécessaire au fonctionnement du véhicule et des expériences, elle sera produite par des panneaux solaires intégrés à l'Avum.

Des difficultés moins techniques que logistiques

L'utilisation des servitudes de l'Avum permet au Space Rider de disposer d'une soute d'un plus grand volume que celle de l'IXV. Dans sa configuration standardisée, « le véhicule pourra transporter quelque 800 kilogrammes de charges utiles et les rapporter au sol ». Enfin, bien que l'utilisation d'un bras robotique ait été étudiée, cela « ne figure pas aujourd'hui dans le cahier des charges du véhicule ». C'est bien dommage car une des tâches du véhicule sera la surveillance de satellites. Néanmoins, cette « question reste ouverte », au cas où le Space Rider évoluerait vers du service en orbite.

À proprement parler, dans la réalisation du Space Rider, il n'y a « pas de difficultés majeures, ni le besoin de développer de nouvelles technologies ou d'acquérir de nouvelles compétences particulières », souligne Walter Cugno, vice-président Exploration et Sciences chez Thales Alenia Space Italie et directeur de l'établissement de Turin. « Nous devons simplement apprendre à exploiter un véhicule en orbite et en activité pendant plusieurs semaines. »

Pour en savoir plus

L'ESA voudrait privatiser son avion spatial Space Rider

Article de Rémy Decourt publié le 28/06/2017

L'ère du « New Space » promet de faire bénéficier le secteur spatial des innovations issues d'autres secteurs, comme le numérique ou l'aéronautique, pour faciliter l'accès à l'espace. S'ensuivra logiquement le besoin de tester de nouvelles technologies et de réaliser des expériences scientifiques. Dans cet esprit, l'ESA veut commercialiser sa future mini-navette sans ailes, Space Rider.

Au salon du Bourget, il a été question du Space Rider, le projet de véhicule spatial sans ailes réutilisable de l'Agence spatiale européenne qui sera réalisé par Thales Alenia Space. L'engin est assez similaire aux X-37 des États-Unis, mais de plus petite taille. Il est un dérivé opérationnel du démonstrateur de rentrée atmosphérique IXV de l'ESA, dont le vol d'essai a été réalisé en février 2015.

Bien que le premier vol du Space Rider ne soit pas prévu avant 2020, l'ESA étudie la possibilité de le commercialiser à l'horizon 2025 au prix de 9.200 dollars (environ 8.000 euros) le kilogramme amené en orbite et redescendu sur Terre.

Le véhicule spatial Space Rider tel qu'il était envisagé en 2016. © J. Huart, ESA

Un véhicule spatial multifonctions

Avec une capacité d'emport de 800 à 1.000 kilogrammes, cette mini-navette pourrait servir de « plateforme de démonstration technologique, d'observatoire de la Terre et [permettrait] d'exposer au vide spatial des expériences scientifiques ou de tester diverses technologies » nous expliquait Stefano Bianchi, alors directeur du développement des lanceurs à l'ESA, quelques jours après la décision de l'ESA d'officialiser ce programme en décembre 2016. Cette capacité inédite en Europe est susceptible d'intéresser une grande variété de clients scientifiques, institutionnels, privés et militaires.

Comme le souligne à Spacenews Giorgio Tumino, le responsable ESA du programme, « nous croyons vraiment qu'il existe un marché de niche pour ce type de service en orbite. Nous avons réalisé des études préliminaires et des analyses qui montrent que le Space Rider peut répondre à ce marché ». Arianespace sera vraisemblablement l'opérateur de ce véhicule qu'elle commercialisera sur les marchés internationaux. Si le besoin s'en fait sentir, plusieurs Space Rider seront construits.

Lorsqu'il sera en service, le Space Rider volera sur une orbite de 400 à 450 kilomètres, inclinée entre 37° et 52°, durant plusieurs jours, voire plusieurs semaines. Un temps envisagée, l'installation d'un bras robotique dans sa soute a été abandonnée. Plus tard, cependant, il n'est pas exclu, notamment pour des missions de maintenance et de ravitaillement voire de lancement de satellite et de désorbitation, qu'Arianespace et l'ESA financent une version du véhicule muni d'un bras.

Le Space Rider sera commercialisé en 2025, cinq ans après son premier vol d'essai réalisé depuis le Centre spatial guyanais. L'engin décollera à bord du lanceur Vega-C et atterrira ou se posera à Santa Maria, aux Acores. Avant sa commercialisation, cinq missions pour le compte de l'ESA sont prévues. Les premières missions serviront à compléter les essais au sol en conditions d'utilisation normales et contraignantes de façon à s'assurer de sa robustesse et sa fiabilité et, si nécessaire, pour améliorer son comportement ou corriger ses défauts.

Successeur de l'IXV : l'ESA va se doter d'un avion spatial inédit en Europe

Article de Rémy Decourt publié le 19/12/2016

Bien que la gamme des lanceurs exploités par Arianespace soit large, l'Europe est absente de certains créneaux comme celui d'une capacité indépendante d'accès régulier à l'orbite terrestre basse et de retour sur Terre au moyen d'un système réutilisable capable de transporter des charges utiles pour diverses applications. Le Space Rider, dont l'IXV est le précurseur, fait le pari de répondre à ce besoin.

Lorsqu'en février 2015 l'Agence spatiale européenne (ESA) et Thales Alenia Space réussissent le vol d'essai du démonstrateur de rentrée atmosphérique IXV, il est question de lui trouver un successeur opérationnel. Ce sera Space Rider, initialement appelé Pride. « Un véhicule réutilisable (inoccupé) basé sur cet IXV », nous explique Stefano Bianchi, directeur du développement des lanceurs à l'ESA.

Ce programme a été approuvé lors du Conseil de l’ESA au niveau ministériel qui, début décembre, a réuni à Lucerne les ministres responsables des affaires spatiales des 22 États membres de l'ESA et du Canada. Il a été financé jusqu'à la « revue critique de conception et nécessitera un financement complémentaire qui sera demandé aux États membres de l'ESA en 2019 ».

Avec ce véhicule et son lanceur Vega-C, une version améliorée et plus performante que la Vega en service aujourd'hui, l'ESA donne naissance à un « nouveau système de lancement » qui viendra en complément de la gamme existante en Europe. Ce système a pour but de « nous donner une capacité indépendante d'accès régulier à l'orbite terrestre basse et de retour sur Terre au moyen d'un système réutilisable en mesure de transporter des charges utiles pour diverses applications ». Il sera lancé à une altitude d'environ 400 à 450 kilomètres, incliné entre 37° et 52° et réalisera une « grande variété de missions pour répondre aux besoins d'un très grand nombre d'utilisateurs ». Réutilisable, il sera conçu pour voler au moins cinq fois sans opérations de maintenance lourde.

Pêle-mêle, le Space Rider pourrait servir de « plateforme de démonstration technologique, d'observatoire de la Terre et [permettrait] d'exposer au vide spatial des expériences scientifiques ou de tester diverses technologies ». Un temps envisagé, l'installation d'un bras robotique dans sa soute a été abandonnée. Il ne pourra donc pas rendre des services robotisés comme la desserte d'infrastructures spatiales, le ravitaillement en ergols de satellites ou encore la désorbitation des satellites en fin de vie et de débris spatiaux, qu'ils soient coopératifs ou non. Cependant, si ce besoin se fait sentir, l'ESA « n'exclut pas de faire évoluer son Space Rider ». Parmi les autres options figure « l'utilisation de l'étage supérieur de Vega-C comme module de service ».

Bien que le Space Rider reprenne la forme du IXV, l'ESA avait envisagé des designs différents comme ces deux-ci. © ESA

Un avion spatial sans ailes

Ce véhicule sera développé et construit par Thales Alenia Space. L'organisation industrielle du projet est la même que pour IXV. Elle réunit une « quarantaine de sociétés de différents pays, groupées en un consortium » nous explique Federico Massobrio, responsable du programme Space Rider chez Thales Alenia Space, qui dirige cet ensemble d'entreprises. Pour limiter les coûts et réduire les délais de développement, l'idée de l'ESA est de mettre en œuvre « une réutilisation maximale de tout ce qui a déjà été développé et qualifié en vol pour IXV ».

Cela dit, quelques innovations et différences sont à signaler. D'abord, le véhicule est « conçu pour voler dans l'espace pendant au moins deux mois, ce qui n'a pas été le cas pour l'IXV, qui a certes fait un vol dans l'espace mais de seulement quelques dizaines de minutes ». Il aura donc besoin d'une source d'énergie qui sera fournie par des « panneaux solaires et des batteries rechargeables » et aussi « d'un système de contrôle d'attitude ». Autre différence, il sera équipé d'une soute capable de « transporter de 500 à 1.000 kg de charge utile ».

« Sa forme sera proche de celle de l'IXV », donc sans ailes (c'est le concept de corps portant). Il sera dimensionné pour tenir dans la coiffe de Vega-C, « donc légèrement plus grand car ce lanceur disposera d'une coiffe et d'une capacité d'emport plus grandes ».

Autre particularité par rapport à l'IXV, le Space Rider sera capable d'un atterrissage de précision qu'il fera sur une piste, « à l'aide d'un parafoil [semblable à l'aile d'un parapente, NDLR], c'est-à-dire un parachute pilotable qui permet de réduire considérablement l'étendue du site d'atterrissage par rapport à un parachute classique ».

Son premier vol est prévu en 2021. Il décollera depuis le Centre spatial guyanais à Kourou et se posera sur un site européen qui n'a pas encore été choisi, mais vraisemblablement la base aérienne d'Istres, en France.

IXV : après le succès du vol, l'ESA travaille sur son successeur

Article de Rémy Decourt paru le 13/02/2015

Après son vol réussi du 11 février, le IXV ne revolera plus et l'Agence spatiale européenne travaille à lui trouver un successeur. Des études sont d'ores et déjà en cours dans le cadre du programme Pride mais l'ESA n'a toujours pas défini ses besoins en la matière. Et les idées ne manquent pas.

Le Véhicule expérimental intermédiaire, alias IXV, n'est qu'une étape. Il a permis à l'Europe de rattraper son retard sur les États-unis, la Russie et la Chine, qui maîtrisent le retour d'orbite contrôlé. Avec ce succès, l'Agence spatiale européenne acquiert la capacité de faire revenir sur Terre des étages des lanceurs du futur, du fret ou des échantillons après une mission en orbite ou d'exploration par exemple. Des compétences dans ce domaine entrouvre également la porte au retour d'astronautes.

Mais, si des voix se font entendre pour presser l'ESA d'investir dans un système de transport spatial habité, ce n'est pas la voie que l'agence s'apprête à prendre. Les choix retenus pour cet appareil dépendront de la définition des besoins qui sera faite par l'Agence spatiale européenne et, clairement, un véhicule de transport n'est pas une priorité.

Récupération du IXV à bord du Nos Aries quelques heures après son amerrissage. © ESA

L'ISV, un drone spatial similaire au X37B

Pour la succession de l'IXV, l'étape suivante sera sans doute la définition d'un véhicule capable de se poser sur une piste en dur, comme le X37-B par exemple. Ce sera le véhicule pré-opérationnel ISV (Innovative Space Vehicle), à développer dans le cadre de Pride (Program for Reusable In-Orbit Demonstrator in Europe) approuvé en 2012 et récemment conforté lors du dernier Conseil ministériel de l'ESA. Il devrait voir le jour à l'horizon 2020. « Ce projet a reçu les financements nécessaires à la poursuite de son développement pour la période 2013-2016 », nous expliquait récemment Stéphane Dussy (de l'ESA) lorsqu'il nous détaillait le déroulement de la mission de l'IXV.

On se dirige donc vers une version assez similaire au X-37B des États-Unis, mais de plus petite taille. Pour des raisons de coûts et d'autonomie de lancement, ce futur engin devra être compatible avec un lancement sur Vega, ce qui contraint au développent d'un véhicule d'environ deux tonnes, long de cinq mètres et doté d'une ébauche de voilure de 2,10 m au grand maximum. Autre incertitude, s'agira-t-il d'un véhicule utilitaire multi-missions (forcément plus cher à développer) ou seulement conçu pour un ou deux types de mission.

Il aura bien évidemment une soute, ce qui laissera libre cours aux imaginations les plus fantaisistes, comme c'est le cas aujourd'hui lorsque le X-37B tourne autour de la Terre. D'ailleurs, lors de la retransmission de la mission de l'IXV depuis le centre de contrôle Altec, à Turin, était présente une très forte délégation de personnalités militaires, dont l'ancien astronaute de l'ESA, le colonel Roberto Vittori. Une présence qui montre l'intérêt que portent les forces armées italiennes, mais également françaises, à ce type d'engin et qui laisse à penser que si un besoin militaire est clairement identifié, les étapes de développement de ce futur véhicule pourraient être réduites et les financements moins difficiles à obtenir.

Pride, le projet de véhicule spatial qu'étudie l'Agence spatiale européenne pour succéder à l'IXV. © J. Huart, ESA

L'idée serait de l'utiliser comme une plateforme d'observation spatiale temporaire dans des situations d'urgence, comme des crises humanitaires, environnementales ou de sécurité. Il se différenciera des satellites d'observation, qui ont des temps de revisite plus ou moins longs, et des ballons de hautes altitudes aux capacités plus réduites et soumis aux aléas météorologiques.

Cela dit, de nombreuses autres applications spatiales sont possibles pour un tel véhicule. Comme nous l'explique Roberto Provera, le directeur des programmes de transport spatial chez Thales Alenia Space, l'entreprise qui a développé le IXV pour le compte de l'Agence spatiale européenne. Pêle-mêle, il pourrait servir de « plateforme de démonstration technologiques, d'observation de la Terre et d'expériences scientifiques en microgravité ». Mieux encore, le successeur du IXV pourrait rendre des services robotisés et automatiques, comme « la desserte des infrastructures spatiales, le ravitaillement en ergols des satellites ou encore la désorbitation des satellites en fin de vie et de débris spatiaux, qu'ils soient coopératifs ou non ». Enfin, dans un second temps, une version d'exploration robotique pourrait être dérivée de ce véhicule et utilisée pour la récupération et le retour d'échantillons extraterrestres par exemple.