Agena (étage de fusée)

L'Armée de l'Air américaine démarre en 1955 le programme 117L destiné à mettre au point un satellite de reconnaissance photo. En octobre 1956, la société Lockheed est retenue pour développer l'engin spatial. L'objectif est de réaliser un étage de lanceur pouvant à la fois servir d'étage supérieur de lanceur et de plate-forme pour un satellite de reconnaissance. L'étage dispose d'une capacité de manœuvre et de changement d'orbite. Les responsables choisissent d'équiper l'étage Agena avec un moteur-fusée à ergols liquides XLR81 développé par Bell initialement pour propulser une bombe qui doit être lancée par le bombardier B-57. Un premier lancement du Thor et de l'étage Agena en janvier 1959 est un échec mais le test est réussi au deuxième tir réalisé en février de la même année qui place le satellite de reconnaissance Discoverer sur orbite. Le nouveau lanceur permet de placer une charge modeste de 0,86 tonne en orbite terrestre basse. L'étage Agena est également utilisé en association avec un autre lanceur plus puissant, le lanceur Atlas. Cette combinaison qui permet de placer 1,85 tonne en orbite basse est lancée le 26 février 1960[1].

La première version, baptisée Agena A, est très rapidement supplantée par deux nouvelles versions. Les deux lanceurs associés à l'Agena, Atlas et Thor, ont la capacité de lancer un étage supérieur deux fois plus lourd. En conséquence une nouvelle version, dite Agena B, est développée avec des réservoirs allongés permettent de transporter une quantité d'ergols deux fois supérieure. Le premier vol de l'étage Agena B associé à un lanceur Thor a lieu dès le 26 octobre 1960 et cette nouvelle version supplante définitivement l'étage Agena A à compter du 31 janvier 1961.

L'étage Agena D est une version optimisée de l'Agena B dont la principale amélioration est l'augmentation de l'impulsion spécifique du moteur-fusée en faisant passer la pression dans la chambre de combustion de 10 à 35 bars. Son premier vol avec un premier étage Thor a lieu le 28 juin 1962. Les versions B et D vont cohabiter 4 ans jusqu'au 9 juin 1966. L'étage Agena D est associé avec les lanceurs Thor et Atlas mais également avec le lanceur Titan. Les derniers étages Agena sont utilisés pour lancer des satellites de reconnaissance avec un premier étage Titan[2].

Au début des années 1970, la NASA décide que la future navette spatiale américaine est utilisée pour tous les lancements de satellite. Mais celle-ci ne permet d'atteindre que l'orbite terrestre basse. Les satellites transportés dans sa soute doivent donc être largués avec un étage de propulsion leur permettant d'atteindre leur orbite cible. Plusieurs solutions sont étudiées dont le recours à un étage Transtage et Agena. Pour pouvoir utiliser l'Agena dans cette nouvelle configuration il faut la modifier de manière notable et la NASA choisit finalement de recourir à des étages à propergol solide PAM-A et PAM-D beaucoup moins coûteux et ne nécessitant aucune modification[2].

L'étage Agena est particulièrement lié aux satellites de reconnaissance Key Hole. C'est ainsi que sur les 318 lancements d'étages Agena dont on connait la charge utile, 195 le sont pour placer en orbite des satellites de reconnaissance Key Hole. L'étage reste solidaire du satellite une fois celui-ci activé pour permettre les changements d'orbite nécessaires à l'accomplissement de sa mission. Les différentes versions des satellites Key Hole se sont alourdies et il faut avoir recours à des lanceurs de plus en plus puissants pour lancer les satellites de reconnaissance : Thor jusqu'en 1972, Atlas jusqu'en 1978 et Titan par la suite[2].

Le schéma de la version Agena B.

L'étage Agena d'un diamètre de 1,5 mètre est stabilisé sur 3 axes et est propulsé avec un moteur fonctionnant avec 2 ergols hypergoliques (s'enflammant spontanément) : l'hydrazine, et l'acide nitrique fumant rouge. Le moteur peut être allumé plusieurs fois. Sa conception inspire fortement celle de l'étage de remontée du module lunaire Apollo.