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Concept
Lanceur orbital monoétage
Résumé
Un lanceur orbital monoétage (en single-stage-to-orbit, ou SSTO) est un véhicule spatial capable d'atteindre l'orbite terrestre et la vitesse de satellisation sans avoir à larguer un ou des étages propulsifs au cours de son ascension. Plusieurs projets de ce type ont été étudiés (HOTOL, Skylon, McDonnell Douglas DC-X, le Lockheed-Martin X-33, le Roton SSTO...), mais aucun n'a jusqu'à présent abouti, car le concept nécessite d'effectuer plusieurs percées technologiques.
Pour pouvoir se placer en orbite autour de la Terre, un engin spatial doit maintenir au plus bas son indice de structure (de 10 à 4 % selon le carburant employé), c'est-à-dire le ratio entre la masse de sa structure cumulée à la charge utile rapporté à la masse totale. Pour parvenir à cet objectif, les lanceurs actuels, fusées classiques ou navettes spatiales, larguent au fur et à mesure de leur ascension une partie de la structure rendue inutile par la consommation du carburant. Un lanceur monoétage conserve tout au long du vol toute sa structure, qui représente donc un poids croissant par rapport à la masse totale. La deuxième difficulté est liée à la nécessité d'optimiser le fonctionnement de la propulsion en fonction de la densité de l'atmosphère environnante : sur un lanceur classique, ce problème est réglé par l'utilisation de moteurs-fusées aux tuyères dimensionnées différemment selon les étages.
Pour parvenir à construire un lanceur monoétage, plusieurs pistes sont explorées, notamment l'allégement de la structure par le recours pour les réservoirs à des matériaux d'une faible densité comme des composites à base de fibres de carbone, l'utilisation de la propulsion aérobie qui permet de ne pas transporter de comburant (oxygène) pour la première phase du vol, l'augmentation de l'impulsion spécifique des moteurs, c'est-à-dire de leurs performances, la mise au point de tuyères à géométrie variable, etc.
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