Une seule flèche, trois étoiles ! Le lancement inaugural de la fusée Liyu-2 de Zhongke Yuhang a réussi, avec un coût unitaire qui rivalise avec SpaceX

Un nouveau jalon pour l’aérospatiale commerciale chinoise. Le premier vol du lanceur Long Marcha 2 (Li Jian 2) a été couronné de succès : il a réalisé ses débuts « en une fusée, trois satellites » (un lanceur pour trois satellites) et, en même temps, a montré au monde le potentiel commercial des fusées liquides chinoises de taille intermédiaire grâce à des données de coûts extrêmement compétitives.

Selon Xinhua, à 19 h 00 le 30 mars, le lanceur Long Marcha 2 (Li Jian 2) Yi, transportant l’« International Falso Do », développé par Aérospatiale Zhongke, a été lancé avec succès dans la zone d’essai d’innovation pour l’aérospatiale commerciale Dongfeng. Trois satellites, à savoir « Nouvelle Étape 01 », « Nouvelle Étape 02 » et « Tian Shi 01 », ont été injectés avec succès sur leurs orbites prévues. Il s’agit de la 12e mise à feu de la série de lanceurs Long Marcha, et du premier vol de Long Marcha 2.

En matière de coûts, le directeur général adjoint du programme, Yang Haoliang, a dévoilé un ensemble de données qui suscitent l’attention : à l’heure actuelle, le coût unitaire de Long Marcha 2 en configuration sans récupération est essentiellement équivalent à celui de SpaceX Falcon 9 en configuration avec récupération. Il a en outre indiqué que, une fois la récupération en mode en grappes réalisée à l’avenir, le coût pourrait descendre jusqu’à la moitié de celui de SpaceX.

Mission de premier vol : la configuration CBC réalise la validation des technologies clés

Long Marcha 2 est une fusée porteuse liquide de taille intermédiaire, développée de façon autonome par Aérospatiale Zhongke. C’est aussi le premier lanceur chinois à utiliser une configuration de type « Common Booster Core » (CBC).

En termes de paramètres, le diamètre du module de base commun (cœur) de la fusée Long Marcha 2 est de 3,35 m ; le diamètre de la coiffe en configuration de premier vol est de 4,2 m ; la longueur totale est de 53 m ; le poids au décollage est de 625 tonnes ; la poussée au décollage est de 753 tonnes ; la capacité de mise en orbite sur orbite héliosynchrone à 500 km est de 8 tonnes ; la capacité sur orbite terrestre basse à 200 km est de 12 tonnes.

Aérospatiale Zhongke explique que, lors de ce premier vol, l’essai visait principalement trois technologies clés : la technologie d’application de la configuration CBC ; la conception et le procédé de fabrication de réservoirs cryotechniques cylindriques de grand diamètre et parfaitement lisses ; et la technologie de séparation par basculement (split) de grande coiffe. Long Marcha 2 prend en charge des configurations de groupage de 0/2/4 « boosters » (propulseurs), c’est-à-dire une configuration flexible permettant soit une tige seule, soit le regroupement de 2/4 propulseurs liquides. Elle couvre ainsi intégralement la plage de charge utile en orbite terrestre basse allant de 2 tonnes à 20 tonnes.

Les trois satellites embarqués ont chacun des priorités différentes, dont :

« Nouvelle Étape 01 » a été conçu et développé de bout en bout par China Academy of Satellite Technology Group Co., Ltd. Il est positionné comme une « mini-laboratoire spatial » et mènera plusieurs essais en orbite ainsi que des démonstrations d’application, sur la base de dispositifs d’essai prêts à l’emploi issus du commerce (COTS) ;

« Nouvelle Étape 02 » (vaisseau d’essai « Bai Xiang ») a été développé en autonomie par l’Institute of Space Innovation for Microsatellites de l’Académie des sciences de Chine. Le poids total du vaisseau est de 4,2 tonnes ; il est doté d’une capacité de vol en orbite de 3 ans ; il adopte une conception intégrée de type « à un seul compartiment ».

Logique de réduction des coûts : deux voies, de la conception à la production en série

La compétitivité en coûts de Long Marcha 2 provient de la voie de réduction systémique des coûts établie dès l’étape de conception.

Le directeur adjoint du programme de Long Marcha 2, Lian Jie, a indiqué que la logique centrale de la configuration CBC est : « convertir la complexité de la conception en simplicité de la production », ce qui convient pour permettre à l’aérospatiale commerciale de parvenir rapidement à une production en série. En combinant conception générique et conception spécifique ; conception par enveloppe et conception probabiliste ; et conception numérique et validation par essais, Long Marcha 2 réalise un partage de conception, de modules, d’essais, de la chaîne d’approvisionnement et des lignes de production, ainsi que du montage final, des bâtiments techniques et des zones d’essais, et des postes de lancement, le tout selon un modèle « développer un modèle, étendre à trois modèles », ce qui réduit considérablement les cycles de développement de fusées multi-modèles et diminue les dépenses de R&D.

Au niveau des procédés de fabrication, le directeur adjoint du programme de Long Marcha 2, Zhang Yanrui, a révélé que les réservoirs de stockage cœur de la fusée abandonnent les structures à treillis renforcé coûteuses, et utilisent à la place une structure de « cylindre » à parois usinées sur plaques (parois fraisées). Ce changement de procédé permet d’augmenter l’efficacité globale de production de 40 % et de réduire nettement les coûts de fabrication.

Yang Haoliang a ajouté que la conception intégrée des structures du premier étage (cœur) et du niveau d’appoint (étage propulseur) de Long Marcha 2 repose sur une unification : le premier étage, avec 9 moteurs, et le deuxième étage, avec 1 moteur, utilisent des modules de propulsion identiques. Le système avionique intégré de télémesure et de contrôle est totalement compatible avec celui de Long Marcha 1 et prend en charge l’interchangeabilité, ce qui permet d’unifier la ligne de produits cœur de la fusée. Par rapport à la capacité de 1,5 tonne de Long Marcha 1 sur orbite héliosynchrone à 500 km, Long Marcha 2 porte cet indicateur à 8 tonnes, et vise à soutenir le déploiement rapide de la constellation de l’Internet en orbite basse de la Chine.

Itinéraire de récupération : emprunter la voie de la série Long Hong puis migrer progressivement

Après la réussite du premier vol, Aérospatiale Zhongke fera avancer la recherche et la validation des technologies de récupération réutilisable.

D’après Yang Haoliang, l’entreprise validera d’abord les technologies de récupération via des engins de la série Long Hong, accumulera des données de récupération et réduira les risques de développement. Ensuite, la technologie de récupération sera transférée vers des lanceurs porteurs de taille moyenne à grande. Finalement, l’objectif d’une récupération d’une fusée à grande capacité au niveau d’injection en orbite sera atteint en adoptant une solution de configuration à cœur commun en groupage et de récupération en mode en grappes.

À l’heure actuelle, l’entreprise a déjà validé de manière complète, via le premier vol de Long Hong 1, des technologies clés comme le freinage en rentrée atmosphérique pour une récupération précise et le contrôle précis de la zone d’atterrissage de la cellule, etc. Elle prévoit aussi de réaliser cette année un essai de récupération à l’échelle de 100 kilomètres pour Long Hong 2.

Yang Haoliang a déclaré qu’une fois la solution de récupération en mode en grappes mise en œuvre, le coût unitaire de lancement de Long Marcha 2 pourrait encore être abaissé jusqu’à la moitié de celui de SpaceX Falcon 9. À l’heure actuelle, les technologies de récupération des fusées doivent encore surmonter de façon continue plusieurs difficultés clés, notamment la protection thermique aérodynamique dans de grands domaines d’espace aérien et de larges domaines de vitesses ; la guidage en ligne tenant compte de contraintes non linéaires ; la propulsion liquide avec poussée profonde et la poussée à plusieurs démarrages.

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