Pour entendre le fondateur Richard Branson le dire, le premier vol opérationnel du SpaceShipTwo de Virgin Galactic a été interrompu pendant 18 mois au moins depuis 2008. Mais une série de retards, de problèmes techniques et de plusieurs accidents tragiques ont continuellement repoussé la date au point que beaucoup se sont demandé si cela n’arriverait jamais. Le rythme glacial de l’entreprise n’a été rendu plus évident que par rapport à ses rivaux dans le domaine des vols spatiaux commerciaux tels que SpaceX et Blue Origin, qui ont fait des bonds incroyables au cours de la dernière décennie.

Richard Branson en train de regarder L’unité vol d’essai.

Mais maintenant, enfin, il semble que l’avion spatial suborbital de Branson pourrait enfin commencer à générer des revenus pour la jeune société. Leur récent vol d’essai réussi, bien que techniquement le troisième de l’entreprise à atteindre l’espace, représente une étape importante sur la voie du service commercial. Non seulement cela a-t-il prouvé que les modifications apportées à Virgin Space Ship (VSS) Unité en réponse aux problèmes identifiés lors du vol avorté de l’année dernière ont été couronnés de succès, mais il s’agissait de la première mission complète à voler depuis Spaceport America, la nouvelle base opérationnelle de la société au Nouveau-Mexique.

Les données collectées lors de ce vol, qui a conduit les pilotes Frederick «CJ» Sturckow et Dave Mackay à une altitude de 89,23 kilomètres (55,45 miles), seront soigneusement examinées par la Federal Aviation Administration dans le cadre du processus d’obtention de la licence commerciale du véhicule. un service. Le prochain vol aura quatre employés de Virgin Galactic rejoindre les pilotes, pour tester les performances de l’engin lorsqu’il est chargé de passagers. Enfin, Branson lui-même se rendra au bord de l’espace sur L’unité vol d’essai final en tant que démonstration publique de sa confiance dans le véhicule.

Si tout se passe comme prévu, l’ensemble du processus devrait être bouclé avant la fin de l’année. À ce stade, entre les contrats gouvernementaux que Virgin Galactic a obtenus pour tester du matériel et former des astronautes dans un environnement en apesanteur, et l’arriéré de plus de 600 passagers payants, la société devrait générer des millions de dollars de revenus avec chaque vol.

Un prédécesseur prometteur

Il ne fait aucun doute que l’ingénierie aérospatiale est un travail difficile et exigeant, d’autant plus lorsque votre destination est le vide de l’espace. Mais même quand même, on supposait que Virgin Galactic allait avoir une longueur d’avance sur ses concurrents grâce au fait que l’avion spatial SpaceShipTwo et son avion porteur étaient des suivis directs des véhicules qui ont remporté le prix Ansari X en 2004.

Diagramme SpaceShipOne par Kaboldy

Le SpaceShipTwo mesure environ deux fois la taille du SpaceShipOne à trois passagers et présente un design plus élégant rappelant un jet privé futuriste, mais sinon, les deux engins sont remarquablement similaires. Les deux sont lancés à l’air depuis leurs «vaisseaux mères» spécialement construits et accélèrent à environ Mach 3 sous la puissance d’un moteur de fusée hybride qui brûle un combustible solide combiné à de l’oxyde nitreux pendant environ 70 secondes lors d’une ascension presque verticale. Faute de la vitesse nécessaire pour atteindre l’orbite, l’engin se fraye un chemin à travers une trajectoire balistique suborbitale avec une apogée d’au moins 80 km (50 miles), au cours de laquelle les passagers éprouvent environ quatre minutes de microgravité.

Le profil de vol jusqu’à ce point n’est pas sans rappeler celui du X-15 nord-américain des années 1960, mais avec une vitesse maximale considérablement plus lente. Mais maintenant vient la partie délicate, la rentrée atmosphérique. Même aux vitesses relativement faibles d’un vol suborbitaire, c’est une opération dangereuse qui peut mal tourner de façon catastrophique. Ce risque est la raison pour laquelle Burt Rutan a donné à SpaceShipOne une arme secrète: la soi-disant «configuration à plumes», dans laquelle la moitié arrière du véhicule se replie vers le haut. Cela crée une configuration aérodynamiquement stable à haute traînée qui a souvent été comparée à un volant et fait essentiellement de la rentrée un processus automatique. La traînée accrue maintient la vitesse faible, tandis que la forme pliée garantit que l’engin maintient l’attitude appropriée. Après avoir ralenti à des vitesses subsoniques, les ailes se replient et l’engin glisse vers une piste d’atterrissage comme la navette spatiale.

VSS Unité rentre dans l’atmosphère dans sa configuration à plumes.

L’élégante simplicité de la rentrée à plumes est sans doute ce qui a permis à SpaceShipOne de remporter le prix Ansari X, et sa fiabilité inhérente le rend bien adapté aux vols spatiaux commerciaux. Il n’est pas étonnant que la mise à l’échelle de la conception éprouvée du SpaceShipOne ait été considérée comme une voie rapide pour développer un avion spatial pratique pour le tourisme spatial suborbitaire. Alors, qu’est-ce-qu’il s’est passé?

Un problème de moteur

La tragédie a d’abord frappé le développement de SpaceShipTwo avant même que l’engin n’ait été dévoilé publiquement. En 2007, tout en testant le nouveau système d’oxydation requis par le moteur plus gros et plus puissant du véhicule, un réservoir pressurisé avec 4500 kg (9900 lb) d’oxyde nitreux a explosé et tué trois employés de Burt Rutan’s Scaled Composites.

La conception du moteur de la fusée hybride continuerait de poser des problèmes à l’équipe pendant des années, mais heureusement sans autre perte de vie. Il brûlait à l’origine le même mélange de polybutadiène (HTPB) et d’oxyde nitreux à terminaison hydroxyle solide que le moteur de poussée d’origine de 88 kN (20000 livres) utilisé sur SpaceShipOne, mais cette combinaison s’est avérée instable pendant les longues brûlures. Malgré plusieurs vols avec ce moteur, Virgin Galactic a annoncé en 2014 qu’elle développait un nouveau moteur qui brûlerait un carburant différent. Cela nécessitait l’ajout de réservoirs d’hélium et de méthane dans les ailes de SpaceShipTwo, une modification considérable que la conception originale ne tenait tout simplement pas compte.

VSS L’unité moteur en cours d’installation en novembre 2020.

Après avoir expérimenté différents carburants et révisions de moteurs, Virgin Galactic a finalement recommencé à utiliser le HTPB comme carburant. Le nouveau moteur, qui a été construit en interne plutôt que par l’intermédiaire d’un sous-traitant, serait capable de générer une poussée de 310 kN (70 000 livres) et est entièrement réutilisable. Malheureusement, les années consacrées aux difficultés de développement des moteurs seraient pâles par rapport à ce qui allait suivre.

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Lors d’un vol d’essai le 31 octobre 2014, VSS Entreprise s’est rompu au-dessus du désert de Mojave quelques secondes après l’allumage du moteur à une altitude d’environ 15 km (50000 pieds). Bien que gravement blessé, le pilote Peter Siebold a pu se mettre en sécurité et a survécu. Malheureusement, le copilote Michael Alsbury a été tué dans l’accident.

Épave du VSS Entreprise en 2014.

Comme il s’agissait du premier test en vol d’un nouveau mélange de carburant, les premières théories d’initiés de l’industrie ont rejeté la faute sur le moteur. Mais cette idée a été rapidement mise au repos après que le National Transportation Safety Board (NTSB), qui a mené sa toute première enquête sur un accident mortel à bord d’un vaisseau spatial, ait récupéré le moteur et les réservoirs associés en grande partie intacts. Avec l’aide de la télémétrie du véhicule, des enregistrements du poste de pilotage et des preuves de l’épave elle-même, le NTSB a finalement épinglé la perte de Entreprise sur sa caractéristique déterminante: le système de rentrée à plumes.

Le NTSB a conclu qu’Alsbury, potentiellement en raison du stress ou de la confusion, avait déverrouillé le mécanisme de mise en drapeau du véhicule bien plus tôt que ce qui était indiqué dans la liste de contrôle en vol. Les verrous mécaniques n’étant plus en place, l’aérodynamique du vol supersonique dans l’atmosphère a submergé les actionneurs, provoquant le repli des ailes d’elles-mêmes. Passer à cette configuration à haute traînée tout en voyageant à plus de Mach 1 était comme voler dans un mur; l’analyse des données de vol a permis de déterminer que moins de 1,7 seconde après le déverrouillage par Alsbury du mécanisme de mise en drapeau, Entreprise a été mis en pièces dans les airs.

En avant et en haut

Après la rupture fatale de Entreprise, Virgin Galactic a apporté un certain nombre de modifications à la construction alors en cours Unité. Les principales d’entre elles étaient les mesures physiques et opérationnelles visant à empêcher le mécanisme à plumes d’être déverrouillé ou déployé prématurément. Le NTSB a recommandé une formation plus approfondie de l’équipage pour les situations d’urgence, en particulier dans l’utilisation du parachute automatique et des systèmes d’oxygène d’appoint, mais a finalement jugé la conception et le fonctionnement du véhicule satisfaisants.

En janvier 2020, les troisième et quatrième vaisseaux SpaceShipTwo, actuellement sans nom, étaient toujours en construction, le premier approchant du point où l’intégration finale et les tests au sol pourraient commencer. Compte tenu de l’impact considérable de la pandémie de COVID-19, il est probable que les travaux sur ces engins aient été considérablement ralentis depuis lors. En tant que tel, en supposant que les opérations commerciales commencent en 2022, le principal goulot d’étranglement sera le temps qu’il faut pour tourner Unité entre les vols.

À cette fin, Virgin Galactic a annoncé en mars qu’ils travaillaient simultanément sur une nouvelle classe de véhicule connue sous le nom de SpaceShip III. Extérieurement très similaire à SpaceShipTwo, le VSS de nouvelle génération Imaginer et VSS Inspirer sont conçus dans un souci de modularité et de facilité d’entretien. Avec un temps de rotation réduit entre les vols et une flotte d’au moins cinq avions spatiaux, la société espère à terme effectuer jusqu’à 400 vols commerciaux par an à partir de Spaceport America seul.

Le premier véhicule de classe SpaceShip III, VSS Imaginer.

C’est un objectif audacieux, mais étant donné que l’entreprise n’a pas encore transporté un seul passager payant après plus d’une décennie de recherche et développement, il devrait probablement être pris avec un grain de sel. Cela étant dit, si l’histoire de Virgin Galactic nous a appris quelque chose, c’est qu’ils n’abandonneront certainement pas sans se battre.