9 Janvier 2018

[Quézako?] Prometheus : le moteur futuriste de la fusée Ariane Next

Ne vous laissez pas « avoir » par cette superbe image de synthèse. Les essais à feu de Prometheus, le futur moteur des lanceurs européens, auront lieu seulement en 2020 !
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Prometheus sera doté d'une poussée variable avec un maximum à 100 tonnes. Crédits : CNES/BLACKBEAR, 2017.

Fini Vulcain, place à Prometheus ! 

Depuis 1996, la fusée européenne Ariane décolle avec un moteur Vulcain. A l'horizon 2030, des moteurs Prometheus (Precursor Reusable Oxygen METHane cost Effective propUlsion System) prendront le relais avec une rupture technologique notable : ils « carbureront » au méthane. 

Certes moins puissant que l'hydrogène, le méthane présente de multiples avantages. Il est moins coûteux, plus facile à manipuler et liquide à - 161°C contre -253°C pour l'hydrogène. Cette température est proche de celle de l'oxygène (-183 °C) – l'autre ergol utilisé pour allumer les gaz – ce qui simplifie grandement l'architecture du moteur mais aussi certains étages des lanceurs.

Du méthane... et ça repart !

Autre intérêt  : 6 fois plus dense que l'hydrogène, le méthane occupe donc 6 fois moins de place. Résultat : il peut être stocké dans des étages de fusées plus compacts, potentiellement plus faciles à récupérer dans l’optique d’une réutilisation. D'ici aux essais à feu prévus en 2020 en Allemagne, le moteur Prometheus sort doucement mais surement des imprimantes 3D de l'usine d'ArianeGroup basée à Vernon dans l'Eure. Le générateur de gaz a été fabriqué cet été. La turbopompe est prévue pour 2019. Cette utilisation massive de l'impression additive, couplée à une production en série avec une cadence de 50 moteurs par an, va permettre de diviser par 10 le coût de production par rapport au moteur Vulcain 2 qui équipe actuellement Ariane 5, soit un coût unitaire d'1 M€. Car outre un moteur de rupture technologique, Prometheus entend l'être – aussi – au niveau des coûts.

7 moteurs Prometheus assureront le décollage d'Ariane Next. Un moteur équipera aussi son étage supérieur pour placer les satellites sur l'orbite visée. Crédits : CNES/BLACKBEAR, 2017.

Le saviez-vous ?

Actuellement, aucun lanceur n'utilise un mélange d’oxygène et de méthane liquides pour décoller. Si l'Europe se penche sur l'option, c'est aussi le cas des sociétés américaines Blue Origin et Space-X. Space-X l'envisage notamment pour sa prochaine génération de lanceur lourds destinés à l'exploration de Mars. Avantage : le méthane pourrait être synthétisé sur la planète rouge et assurer le voyage retour.

Prometheus, un projet initié par la France

Prometheus est un projet initié et préparé par le CNES et ArianeGroup de 2015 à 2017. Le 2 juin 2017, l’Agence spatiale européenne (ESA) a pris le relais pour le financer et le mettre en oeuvre. Le CNES assiste l'ESA dans la maîtrise d’ouvrage du moteur Prometheus en assurant notamment le rôle de Technical Officer au sein de l’équipe commune ESA/CNES et intervient également entant que partenaire de l'industrie pour sommer les meilleures compétences et expériences et aller plus loin dans la rupture et l'innovation au sein du projet Prometheus.

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