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SL1 (fusée)

SL1 est un lanceur spatial léger en cours de développement par la société allemande HyImpulse créée par d'anciens ingénieurs de l'Institut de propulsion spatiale situé à Lampoldshausen établissement de l'agence spatiale allemande DLR. Comportant trois étages, il est haut de 28 mètres pour un diamètre de 2,2 mètres et sa masse au décollage est de 48 tonnes. Sa principale caractéristique est le recours à une propulsion hybride. Les moteurs-fusées utilisés à plusieurs exemplaires par chaque étage et ayant une poussée de 75 et 10 kiloNewtons brulent un mélange de paraffine (propergol solide) avec de l'oxygène liquide mis sous pression par des turbopompes actionnées par un générateur de gaz. SL1 pourra placer des petits et très petits satellites sur des orbites basses (500 kg) et des orbites héliosynchrones (400 kg à 500 km). Le propulseur utilisé par les deux premiers étages du lanceur doit être testé sur une fusée-sonde. Un premier vol opérationnel est prévu au cours de l'année 2023.

SL1
lanceur spatial léger
Image illustrative de l’article SL1 (fusée)
Données générales
Pays d’origine Drapeau de l'Allemagne Allemagne
Constructeur HyImpulse
Premier vol prévu en 2023
Statut En développement
Lancements (Ă©checs) 0
Hauteur 28 m
Diamètre 2,2 m
Masse au décollage 48 tonnes
Étage(s) 3
Base(s) de lancement Kourou
SaxaVord
Andøya
Charge utile
Orbite basse 500 kg
Orbite hĂ©liosynchrone 400 kg (500 km)
Motorisation
Ergols oxygène liquide x paraffine (propulsion hybride)
1er Ă©tage 8 Ă— HyPLOX75 (75 kN)
2e Ă©tage 4 Ă— HyPLOX75 (75 kN)
3e Ă©tage 4 Ă— HyPLOX10 (10 kN)

Historique

Création de HyImpulse

HyImpulse est fondĂ©e en 2018 par essaimage de l'Institut de propulsion spatiale situĂ© Ă  Lampoldshausen dĂ©pendant de l'agence spatiale allemande DLR. La start-up, qui est prĂ©sidĂ©e par Rudolf Schwarz par ailleurs directeur de la sociĂ©tĂ© technologique allemande IABG, compte se dĂ©marquer de la concurrence en dĂ©veloppant un lanceur lĂ©ger utilisant une propulsion hybride qui prĂ©sente l'avantage grâce Ă  la simplicitĂ© de sa construction d'abaisser les couts tout en rĂ©duisant les risques. Ces moteurs brulent un mĂ©lange d'oxygène liquide et de paraffine. Le lanceur sera capable de placer 500 kg en orbite basse (400 km). Le cofondateur de la sociĂ©tĂ©, Christian Schmierer ainsi que trois autres ingĂ©nieurs de l'entreprise ont dĂ©veloppĂ© avec succès une fusĂ©e-sonde utilisant cette technologique lorsqu'ils Ă©taient Ă©tudiants Ă  l'UniversitĂ© de Stuttgart[1] - [2].

Financement des micro-lanceurs par l'agence spatiale allemande

L'agence spatiale allemande DLR décide en de financer à hauteur de 0,5 million d'euros trois sociétés allemandes développant des micro-lanceurs. Celles-ci devront réaliser deux vols entre 2022 et 2023 pour bénéficier des 25 millions d'euros que la DLR compte finalement investir dans ces sociétés. La DLR compte sélectionner un gagnant en 2021 et un deuxième gagnant en 2022. Trois entreprises ont été sélectionnées : RFA qui développe la fusée RFA One, HyImpulse qui propose sa fusée SL1 à propulsion hybride et Isar Aerospace qui développe le lanceur Spectrum capable de placer une tonne en orbite basse. Les trois lanceurs doivent utiliser les installations scandinaves d'Andøya et d'Esrange pour la mise au point de leurs lanceurs mais le site de lancement des vols orbitaux reste à définir[3]. C'est le lanceur Spectrum qui est sélectionné par la DLR et qui reçoit par ailleurs la subvention de l'Agence spatiale européenne d'un montant de 11 millions d'euros[4].

Situation et perspectives financières (janvier 2023)

Début 2023, la situation financière du constructeur du lanceur SL1 est considéré comme étant délicate car il n'a collecté que 30 millions € de fonds (dont 5 millions de prêt et 8,8 millions accordés par la DLR, l'ESA et la Commission Européenne) qu'il consomme à grande vitesse compte tenu de la taille atteinte par l'entreprise, sans pour l'instant disposer de rentrées financières significatives et selon l'un de ses fondateurs HyImpulse aura besoin de 100 millions € supplémentaires[5]. Fin 2022, HyImpulse a des accords de lancement avec 6 clients différents. Le modèle d'affaires du constructeur de la fusée repose sur la commercialisation annuelle de 50 lancements avec un prix de vente de 10000 € par kilogramme placé en orbite[6].

Caractéristiques techniques

Le lanceur se prĂ©sente comme une fusĂ©e classique (non rĂ©utilisable et Ă  dĂ©collage vertical) comportant trois Ă©tages et pouvant placer une charge utile de 500 kg en orbite basse et 400 kilogramme en orbite hĂ©liosynchrone Ă  une altitude de 500 kilomètres. Le lanceur a une hauteur de 27 mètres pour un diamètre de 2,2 mètres. Sa masse est de 48 tonnes. Le premier Ă©tage est propulsĂ© par huit moteurs-fusĂ©es HyPLOX75 d'une poussĂ©e unitaire de 75 kN (poussĂ©e moyenne totale 657 kN au niveau de la mer et impulsion spĂ©cifique de 307 secondes). Ces propulseurs hybrides comportent un bloc solide de paraffine qui brĂ»le avec de l'oxygène liquide mis sous pression par des turbopompes (une turbopompe alimente deux moteurs). Ces dernières sont actionnĂ©es par un gĂ©nĂ©rateur de gaz qui brule de l'Ă©thanol. De l'hĂ©lium sous pression est utilisĂ© pour la pressurisation de l'Ă©thanol et la pressurisation initiale de l'oxygène. Après la phase de dĂ©marrage, l'oxygène est mis sous pression dans le rĂ©servoir via un Ă©changeur de chaleur utilisant une petite fraction des gaz produits par la turbopompe. La pression moyenne dans la chambre de combustion est de 60 bars et le rapport de section de la tuyère est de 16. Le deuxième Ă©tage est propulsĂ© par quatre moteurs-fusĂ©es HyPLOX75 aux tuyères allongĂ©es (poussĂ© moyenne totale de 413 kN dans le vide et impulsion spĂ©cifique de 326 secondes). Le rapport de section de la tuyère est de 41. Le contrĂ´le d'attitude des trois Ă©tages est rĂ©alisĂ© en modifiant l'inclinaison de certains des moteurs. Le troisième Ă©tage est propulsĂ© par quatre moteurs fusĂ©es HyPLOX10 d'une poussĂ©e unitaire de 10 kiloNewtons (poussĂ©e moyenne totale 27,5 kN dans le vide et impulsion spĂ©cifique de 316 secondes). La pression moyenne dans la chambre de combustion est de 11,5 bars et le rapport de section des tuyères et de 30. Contrairement aux HyPLOX75, l'oxygène est mis sous pression dans les rĂ©servoirs par de l'hĂ©lium. Des propulseurs Ă  gaz froid seront utilisĂ©s pour le contrĂ´le d'attitude durant les phases non propulsĂ©es et la circularisation de l'orbite. Cette dernière pourrait ĂŞtre prises en charge par deux petits moteurs-fusĂ©es hybrides ou par des petits moteurs Ă  ergols liquides. La rĂ©utilisation du premier Ă©tage (rĂ©cupĂ©ration sous parachute) doit ĂŞtre Ă©tudiĂ©e mais en principe les moteurs hybrides sont Ă  usage unique[7].

Historique du développement

Le premier test du moteur-fusée hybride HyPLOX75étages du lanceur a lieu en septembre 2020. Pour mettre au point ce moteur, qui propulse les deux premiers, la société a développé la fusée-sonde SR75. Celle-ci permet de lancer une charge utile de 356 kilogrammes à une altitude de 200 kilomètres. En juin 2022 un premier test à froid de la fusée-sonde est effectuée[8].

Lancements prévus

La fusée-sonde SR75 doit décoller de la base de lancement de SaxaVord en Écosse ou depuis Esrange en Suède. Le premier vol du lanceur SL1 est prévu en 2023. Le vol inaugural pourrait décoller depuis l'ancien pas de tir Diamant de la base de Kourou en Guyane française[9].

Comparaison avec les autres lanceurs légers européens développés durant la décennie 2020

Principales caractéristiques des lanceurs légers européens en cours de développement (maj 11 janvier 2023)
Lanceur Prime[10] RFA One[11] Spectrum[12] Skyrora XL[13] SL1 [14] Miura 5 [15] ZĂ©phyr[16]
ConstructeurDrapeau du Royaume-Uni OrbexDrapeau de l'Allemagne RFADrapeau de l'Allemagne Isar AerospaceDrapeau du Royaume-Uni SkyroraDrapeau de l'Allemagne HyImpulseDrapeau de l'Espagne PLD SpaceDrapeau de la France Latitude
Dimensions
Hauteur x diamètre
19 x 1,3 m30 x 2 m27 x 2 m22,7 x 2,2 m27 x 2,2 m34 x 1,8 m15 x 1,2 m
Étages2323322
Masse18 t55,8 t48 t
Propulsion (1er Ă©tage)
Poussée unitaire
6 ?
? kN
9 x Helix
100 kN
9 Aquila
75 kN
9 Skyforce
80 kN
8 x 75 kN5 Terrel-C
105 kN
6 Navier
? kN
Ergolspropane x
oxygène liquide
s kérosène x
oxygène liquide
propane x
oxygène liquide
kérosène x
peroxyde d'hydrogène
oxygène liquide x paraffinekérosène x
oxygène liquide
kérosène x
oxygène liquide
Charge utile
orbite héliosynchrone
Orbite basse
150 kg (500 km)
1 200 kg (700 km)
1 000 kg (700 km)
315 kg (500 km)
400 kg (500 km)
500 kg
300 kg (? km)
70 kg (600 km)
Autre caractéristiqueStructure allégée de 30 %
/ratio standard
Moteur à combustion étagéePropulsion hybride1er étage récupérable
Base de lancement
principale
SutherlandSaxaVordAndoyaSaxaVordKourouKourouSaxaVord
Premier vol (prévision)2023202320232023202320242025

Notes et références

  1. (en) Caleb Henry, « DLR spinoff HyImpulse plans small launcher debut in 2022 », sur spacenews.com,
  2. (de) Tim Janssen, Trägerrakete aus Augsburg, Neubrandenburg, Iniplu 200, , p. 22-25
  3. (es) Daniel Marin, « Los nuevos microlanzadores orbitales alemanes que despegarán desde el norte de Europa », sur Eureka, .
  4. (en) Andrew Parsonson, « Isar Aerospace wins three-way DLR microlauncher competition », sur spacenews.com, .
  5. (en) Andrew Parsonson, Maria Jahnke et Nina Stary, « Road to the launchpad - A comparative analysis of Germany's microlauncher » [PDF], , p. 17
  6. (en) Andrew Parsonson, Maria Jahnke et Nina Stary, « Road to the launchpad - A comparative analysis of Germany's microlauncher » [PDF], , p. 33-36
  7. HyImpulse Small Launcher SL1 – Access to Space with Hybrid Propulsion, p. 6-8
  8. (en) Andrew Parsonson, Maria Jahnke et Nina Stary, « Road to the launchpad - A comparative analysis of Germany's microlauncher » [PDF], , p. 18
  9. (en) Andrew Parsonson, Maria Jahnke et Nina Stary, « Road to the launchpad - A comparative analysis of Germany's microlauncher » [PDF], , p. 5
  10. (en) « AZµL - AZores Micro Launcher », Deimos / Orbex,
  11. (en) « Launcher », RFA,
  12. (en) « Spectrum », sur Isar Arerospace (consulté le )
  13. (en) Skyrora, « Skyrora XL » (consulté le ).
  14. (en) « Meet Small Launcher SL1 », sur hyimpulse.de (consulté le )
  15. (en) « Conoce Miura 5 », PLD Space (consulté le )
  16. (en) « Say Hello to Zephyr », sur venture-orbital.com, Venture Orbital Systems (consulté le )

Sources

  • (en) Ferdinand Hertel, Domenico Mastrovito,, Goutham Karthikeyan, Mario Kobald et Christian Schmiere « HyImpulse Small Launcher SL1 – Access to Space with Hybrid Propulsion » () (lire en ligne) [PDF]
    —35th Small Satellite Conference

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

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