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La politique spatiale française: bilan et perspectives

 

ANNEXES

Annexe 1

Les enjeux de la propulsion spatiale européenne

Annexe 2

Mission Guyane du CNES : objectifs de première approche en emplois

Annexe 3

Les micro et mini satellites dans les pays en développement

Annexe 4

Principales technologies développées par le programme STENTOR

Annexe 5

Innovations technologiques indispensables pour les télécommunications spatiales

Annexe 6-1

Recherche - Sciences de l'Univers

Annexe 6-2

Recherche - Exobiologie

Annexe 6-3

Recherche - Physique fondamentale

Annexe 7

Chronologie de l'exploration martienne

Annexe 8

Participations d'astronautes français à des vols habités 1982 - 2000

Annexe 9

La lutte contre la pollution de l'Espace

Annexe 10

Le progiciel SIMPLE

Annexe 11

Intérêt de l'observation de la Terre pour l'agriculture
et pour l'aménagement du territoire

Annexe 12

Télédétection et environnement

Annexe 13

Les types de programmes de l'Agence Spatiale Européenne

Annexe 14

Résolution sur la stratégie européenne pour l'Espace

Annexe 15

Extraits du projet de contrat d'objectif Etat-CNES 2002-2005

Annexe 16

Auditions publiques du 24 mars 1999 : « L'espace aujourd'hui et demain »

Annexe 17

Colloque : « L'homme dans l'espace du 28 juin 2000 »

Annexe 18

Auditions et missions du Rapporteur

ANNEXE 1 - LES ENJEUX DE LA PROPULSION SPATIALE EUROPÉENNE

Sommaire

1. INTRODUCTION

Dès lors que l'on s'investit dans l'utilisation de l'espace pour des raisons commerciales, stratégiques et scientifiques, la maîtrise de l'accès à l'espace est fondamentale tant pour la mise en oeuvre que pour la crédibilité de cette politique. Les technologies des lanceurs, la connaissance opérationnelle des différents types de mission en sont des composantes essentielles.

Après quatre décennies de développement, le transport spatial repose toujours aujourd'hui principalement sur l'utilisation de lanceurs multi - étages non réutilisables, tels que Ariane 5.

Le seul système partiellement réutilisable à l'heure actuelle est la Navette Spatiale US qui comporte deux étages propulsifs, assure des missions en orbite basse mais au prix de coûts très élevés.

Dans l'état de l'art et du marché actuel, les coûts de mise en orbite, en baisse rapide, sont de l'ordre de 10 000 € le kilogramme en orbite basse, et de 15000 à 25000 € en orbite de transfert géostationnaire (télécommunication - diffusion). Le niveau de fiabilité du lanceur se situe à des valeurs comprises entre 90 et 97%.

Dans ce contexte, Ariane 4 et 5, lanceurs consommables, ont permis, grâce à une conception classique mais robuste et économiquement efficace, de donner à l'Europe une autonomie d'accès à l'espace et d'occuper une place significative dans le transport au niveau du marché mondial : 50% des lancements de satellites commerciaux, qui ne représentent cependant que 15 à 20% de l'ensemble des lancements dans le monde.

I. 1.1. LA PROPULSION POUR L'ACCÈS À L'ESPACE

D'une manière schématique, les lanceurs spatiaux actuels sont constitués d'un ou de plusieurs systèmes propulsifs, de réservoirs, d'un système de guidage, d'organes de séparation et de sécurités et d'un volume réservé à la charge utile.

Quel que soit le nombre d'étages envisagés, la propulsion est la fonction centrale autour de laquelle se bâtit l'architecture du lanceur et, comme dans l'histoire de l'aéronautique, les progrès de l'astronautique y sont directement liés.

D'un point de vue technique, les contraintes liées au vide conduisent à employer la propulsion fusée.

Pour ce mode de propulsion, les technologies sont soumises à rudes épreuves (températures, pressions, vibrations, accélération). La difficulté et la complexité de la propulsion spatiale des lanceurs constituent dès lors un métier à part entière.

Il n'est ainsi pas étonnant de noter qu'en moyenne plus des deux tiers des problèmes survenant lors des lancements spatiaux dans le monde sont liés à la propulsion, ce qui illustre l'importance des efforts déployés partout pour maîtriser les technologies critiques associées.

Si beaucoup de voies sont explorées pour dépasser la propulsion à ergols chimiques, celle-ci semble devoir encore longtemps subvenir aux besoins de cette activité.

Avec Ariane sont réunis les 3 types principaux de propulsion spatiale : « propulsion solide » ou à poudre avec les deux moteurs P230 de 560 tonnes de poussée pour Ariane 5 ; propulsion « Stockable » avec les premier et deuxième étage d'Ariane 4 et enfin la propulsion liquide à hydrogène et oxygène liquide pour le troisième étage d'Ariane 4 (moteur HM7), et pour Ariane 5, l'étage principal (moteur Vulcain) et l'étage supérieur haute performance ( moteur Vinci).

A l'heure actuelle tous les lanceurs, consommables ou semi-réutilisables (navette), sont basés exclusivement sur ces moteurs classiques à propergols solides ou liquides. Pour le futur à très long terme, de nouveaux concepts de propulsion sont à l'étude et même en expérimentation, mais la « maturation » des nouvelles technologies nécessaires se traduira par d'importants et longs efforts qui, compte tenu de l'ampleur des moyens à mettre en oeuvre, impliqueront une large coopération internationale.

Les évolutions en cours sont centrées sur la fiabilité et la diminution des coûts de production.