CST-100 Starliner

Le vaisseau spatial CST-100 (vue d'artiste)
Partie pressurisée du CST-100 sans sa protection externe
Une maquette de CST-100 au cours d'un test en soufflerie.

Le CST-100 Starliner (CST est l'acronyme de Crew Space Transportation c'est-à-dire en anglais Transport spatial d'équipage) est un véhicule spatial réutilisable capable de transporter un équipage de sept astronautes proposé par la société Boeing en collaboration avec Bigelow Aerospace. CST-100 est un des trois vaisseaux développés en réponse à l'appel d'offres du programme CCDeV de l'agence spatiale américaine, la NASA, initialisé en 2010 pour reprendre une tâche assurée jusque-là par la Navette spatiale américaine retirée en 2011. CST-100 a été retenu par la NASA en septembre 2014 avec le vaisseau Dragon V2 pour transporter les équipages de la station spatiale internationale. CST-100 est un vaisseau aux caractéristiques externes proches de celles du vaisseau Apollo mais qui peut transporter jusqu'à sept astronautes et qui incorpore le système chargé d'éjecter la capsule en cas de défaillance du lanceur.

Contexte

Depuis le retrait, pour des raisons de sécurité, de la navette spatiale américaine en 2011, la relève des équipages de la station spatiale internationale est uniquement assurée par les vaisseaux russes Soyouz. Cette situation place l'agence spatiale américaine dans une situation de dépendance vis-à-vis de l'agence spatiale russe mal supportée et coûteuse (426 millions $ pour le transport des astronautes américains au titre de l'année 2016 et du premier semestre 2017[1]). La NASA a décidé de confier au secteur privé le développement d'un nouveau véhicule spatial dont le rôle serait d'assurer la relève des astronautes américains séjournant à bord de la station spatiale. À cet effet, elle a lancé le programme CCDeV dont l'objectif est de financer les premiers développements de plusieurs propositions avant de sélectionner le meilleur candidat.

Développement

CST-100 est un des trois véhicules spatiaux retenus par la NASA dans le cadre de l'appel d'offres CCDev[2]. Le vaisseau CST-100 est dès le départ conçu pour également desservir des stations spatiales privées comme les projets Sundancer et Commercial Space Station de Bigelow Aerospace[3]. La conception s'appuie sur l'expérience de Boeing avec les programmes de la NASA, le programme Apollo, la navette spatiale et la station spatiale internationale ainsi que le projet Orbital Express parrainé par le DoD[4].

Le projet de Boeing a, en 2014, franchi successivement les trois premières étapes du processus de sélection de l'agence spatiale américaine qui lui a octroyé successivement 18 M$ pour les études préliminaires, 92,3 M$ dans le cadre de la phase 2 en avril 2011 et 460 M$ en aout 2012 pour la phase CCiCap (Commercial Crew Integrated Capability). La sélection finale a eu lieu le 16 septembre 2014 où il est retenu en même temps que le projet de SpaceX. Il est prévu que le CST-100 soit assemblé au centre spatial Kennedy dans un ancien bâtiment utilisé pour l'entretien de la navette spatiale américaine, l'Orbiter Processing Facility 3 (OPF 3).

Boeing prévoit une première mission opérationnelle vers la station spatiale internationale en 2018[5].

Comparaison des principales caractéristiques des trois candidats du programme CCDeV rapprochées de celles du vaisseau Soyouz [6]
Caractéristique CST-100 Dragon V2 Dream Chaser Soyouz TMA m/MMS
Constructeur Boeing SpaceX Sierra Nevada RKK Energia
Type véhicule de rentrée capsule classique Corps portant Capsule classique
Masse 10 t. 7,510 t. 11,3 t. 7,15 t.
Diamètre externe 4,56 m 3,6 m. m. 2,72 m. (module descente 2,2 m.)
Longueur 5,03 m. 7,2 m. m 7,48 m.
Volume pressurisé 12,5 m3 11 m3 16 m3 4 + 6,5 m3
Source énergie Batteries Panneaux solaires Batteries Panneaux solaires
Système d'éjection propulseurs intégrés ? Tour de sauvetage
Autonomie en vol libre 60 h ? ? 4 jours
Méthode d'atterrissage Parachutes + airbags (Terre) Parachutes Vol plané Parachutes + propulsion pour la vitesse résiduelle
Site d'atterrissage Terre ou Mer Terre (zone prévue) Piste d'atterrissage Terre
Lanceur Atlas V Falcon 9 Atlas V Soyouz
Réutilisable ?
pour l'utilisation par la NASA
Non Oui Oui Non
Autre caractéristique Parachutes de secours en cas de défaillance
du système d'atterrissage propulsif
A l'atterrissage déport possible jusqu'à 1 500 km Partie pressurisée subivisée en deux modules

Caractéristiques techniques

Intérieur du module pressurisé.

Le CST-100 est un véhicule spatial destiné au transport d'équipage aux caractéristiques classiques. Il comprend un module de descente pressurisé dans lequel se tient l'équipage et un module de service dans lequel sont rassemblés tous les équipements qui ne sont pas nécessaires pour le retour sur Terre. Seul le module de descente revient sur Terre. Le module de descente reprend la forme conique du module du vaisseau Apollo avec un angle de cône identique mais un diamètre supérieur (4,56 mètres). Le CST-100 est optimisé pour le transport de 4 astronautes mais peut transporter jusqu'à sept personnes. La cabine pressurisée permet de transporter du fret avec l'équipage. La tour de sauvetage qui surmonte habituellement les vaisseaux des équipages (Soyouz, Apollo) est remplacée par quatre moteurs-fusées RS-88  intégrés dans le module de service. Les ergols brûlés par ces moteurs sont stockés dans des réservoirs alimentant également les propulseurs de contrôle d'attitude. Le bouclier thermique est réalisé avec un revêtement ablatif de type BLA (Boeing Lightweight Ablator) développé par Boeing. Le vaisseau peut atterrir sur Terre grâce à des coussins gonflables qui autorisent une vitesse d'arrivée verticale de 30 km/h et horizontale de 50 km/h ou amerrir en mer. Une fois lancé le vaisseau dispose d'une autonomie de 48 heures mais est conçu pour rejoindre la station spatiale internationale en 8 heures. Une fois amarré à la station spatiale il peut séjourner 210 jours dans l'espace. Le vaisseau proposé par Boeing doit être placé en orbite par une version de l'Atlas V présentant une fiabilité compatible avec l'emport d'un équipage. À cette fin la fusée doit être équipée d'un système EDS (Emergency Detection System) qui doit détecter en temps réel durant le lancement les problèmes affectant les propulseurs ou le comportement du lanceur et déclencher l'éjection du véhicule spatial. Le deuxième étage Centaur utilisé est la version comportant deux moteurs pour pouvoir faire face à l'arrêt d'un des propulseurs. L'utilisation des fusées Delta IV, et Falcon 9 est également envisagée[7].

Le CST-100 présente une certaine ressemblance avec le vaisseau Orion, développé par Lockheed Martin dans le cadre du programme Constellation de la NASA[8] dont il reprend les dimensions extérieures[4]. Mais comme il n'a pas besoin d'assurer les missions interplanétaires de celui-ci, il dispose d'un espace accru qui lui permet de transporter un équipage qui peut atteindre sept personnes.

Nom

CST est l'acronyme de Crew Space Transportation et le chiffre 100 représente l'altitude de 100 km qui constitue de manière conventionnelle le début de l'espace (ligne de Kármán)[9],[10].

Références

  1. (en) Chris Bergin, « NASA’s Commercial Crew Catch 22 as another $424m heads to Russia », NASA Spaceflight.com,
  2. (en) « Boeing Submits Proposal for NASA Commercial Crew Transport System »
  3. Bigelow Aerospace — Next-Generation Commercial Space Stations: Orbital Complex Construction, Bigelow Aerospace, consulté le 15 juillet 2010.
  4. a et b « Boeing space capsule could be operational by 2015 »
  5. (en-US) « NASA’s Commercial Crew Program Target Test Flight Dates – Commercial Crew Program », sur blogs.nasa.gov (consulté le 7 janvier 2018)
  6. Stefan Barensky, « Deux capsules pour 6,8 Mds $ », Air & Cosmos, no 2421,‎ , p. 36-37
  7. « Commercial Crew and Cargo Program »
  8. « New Boeing Spaceship Targets Commercial Missions »,
  9. « Boeing CST-100 Spacecraft to Provide Commercial Crew Transportation Services »
  10. (en) « New Spaceship Could Fly People to Private Space Stations »

Bibliographie

  • (en) Keith Reiley et al., « Design Considerations for a Commercial Crew Transportation System », American Institute of Aeronautics and Astronautics,‎ , p. 1-6 (lire en ligne)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

  • Boeing Vidéo promotionnelle du CST-100