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SS-520

SS-520 est une fusĂ©e-sonde japonaise de grande taille utilisĂ©e pour lancer des expĂ©riences scientifiques dans la très haute atmosphère. Elle peut effectuer un vol suborbital culminant Ă  800 km avec une charge utile de 140 kg. Son premier vol a eu lieu en 1998. L'Institut des sciences spatiales et astronautiques, qui gère l'activitĂ© spatiale scientifique au Japon, a dĂ©cidĂ© de tester le concept de nano-lanceur en mettant en Ĺ“uvre, dĂ©but 2017, une version de la fusĂ©e-sonde Ă©quipĂ©e d'un troisième Ă©tage lui donnant la capacitĂ© de placer en orbite une masse de 4 kg. Après un premier Ă©chec dĂ©but 2017, cette version rĂ©ussit Ă  placer un nano-satellite sur orbite le . Avec une masse de 2,6 tonnes, il devient le plus petit lanceur jamais conçu reprenant le record de la Lambda 4S Ă©galement japonaise.

Contexte

Les différents modèles de fusées-sondes développées par le Japon en activité ou retirées.

La branche scientifique ISAS de l'agence spatiale japonaise JAXA développe depuis les années 1960 des fusées-sondes qui sont lancées dans le cadre de campagnes annuelles pour faire voler sur des trajectoires suborbitales des expériences scientifiques. La SS-520 fait partie des fusées-sondes en activité qui comprennent également les S-310 et S-520. Ces fusées-sondes sont fabriquées par la société IHI Aerospace spécialiste japonais de la propulsion à propergol solide dont elle développe des applications à des fins spatiales et militaires.

Historique et performances

La fusĂ©e-sonde SS-520 (rĂ©fĂ©rence Ă  son diamètre de 52 cm) est la plus puissante des fusĂ©es-sondes japonaises en activitĂ©. Elle permet de lancer sur une trajectoire suborbitale culminant Ă  800 km une charge utile de 140 kg[1]. Fin 2016, seuls deux exemplaires ont Ă©tĂ© lancĂ©s, le premier en 1998 depuis la base de lancement japonaise d'Uchinoura utilisĂ©e par l'ISAS, le second en 2000 depuis l'archipel de Svalbard en Norvège. Deux tirs sont prĂ©vus en 2017[2].

Caractéristiques des fusées-sondes japonaises en activité (maj 4/2/2018)[3] - [1]
S-310 S-520 SS-520 SS-520-4
Longueur7,1 m8 m9,65 m9,54 m
Diamètre0,31 m0,52 m
Masse0,7 t.2,1 t.2,6 t.
Etages1123
Altitude150 km300 km800 kmorbite basse
Charge utile50 kg95/150 kg140 kg4 kg
Vol inaugural1975198019982017
Nombre de tirs553222

Caractéristiques techniques

La fusée-sonde comporte deux étages à propergol solide[1] :

  • Le premier Ă©tage est constituĂ©e par la fusĂ©e-sonde S-520. Sa masse est de 1 587 kg. La poussĂ©e est de 143 kN et la durĂ©e de la combustion est de 31,7 secondes. Le corps de la fusĂ©e est rĂ©alisĂ© en acier HT-140. La tuyère a un rapport de section de 8.
  • Le deuxième Ă©tage a une masse de 325 kg et la durĂ©e de combustion est de 25,6 secondes. Comme le premier Ă©tage, il est stabilisĂ© par rotation. Le corps complet de l'Ă©tage est rĂ©alisĂ© en polymère renforcĂ© de fibres de carbone.

La fusée-sonde est tirée depuis une rampe de lancement.

Version nano-lanceur

Pour le troisième vol SS-520-4, programmĂ© dĂ©but 2017, l'ISAS dĂ©cide de tester le concept de nano-lanceur (lanceur de satellite de quelques kilogrammes). En ajoutant un troisième Ă©tage d'une masse de 78 kg avec une durĂ©e de combustion de 25,6 secondes, la fusĂ©e-sonde fait passer la vitesse de sa charge utile limitĂ©e Ă  un nano-satellite de kg de 3,6 Ă  8,1 km/s ce qui est suffisant pour satelliser sur une orbite basse de 180 Ă— 1 500 km avec une inclinaison orbitale de 31°.

Déroulement prévu du premier vol du nano lanceur[4]
Temps écoulé Événement Altitude Vitesse Distance parcourue
0 sDĂ©collage0 km0 km/s
31,7 sExtinction du premier Ă©tage26 km2 km/s9 km
1 min 5 sSĂ©paration de la coiffe78 km1,7 km/s28 km
1 min 7 sSĂ©paration du premier Ă©tage79 km1,7 km/s29 km
2 min 37 sOrientation et mise en rotation du second Ă©tage94 km1,6 km/s35 km
2 min 50 sMise Ă  feu du second Ă©tage174 km1,1 km/s86 km
3 min 14 sExtinction du second Ă©tage182 km3,6 km/s132 km
3 min 45 sSĂ©paration du second Ă©tage186 km3,6 km/s229 km
3 min 48 sMise à feu du troisième étage186 km3,6 km/s238 km
4 min 14 sExtinction du troisième étage185 km8,1 km/s358 km
7 min 30 sSĂ©paration du satellite201 km8,1 km/s1 818 km

Premier vol (janvier 2017)

La charge utile retenue est le CubeSat 3U TRICOM 1 dĂ©veloppĂ© par l'UniversitĂ© de Tokyo qui doit tester des Ă©quipements de communication et d'observation de la Terre[2]. Le lancement qui a lieu le est un Ă©chec. 24 secondes après la mise Ă  feu du premier Ă©tage, la liaison radio avec le lanceur est perdue. Les opĂ©rateurs peuvent constater visuellement que la sĂ©paration du premier Ă©tage s'est bien effectuĂ©e mais ne peuvent dĂ©clencher par radio comme prĂ©vu la mise Ă  feu du deuxième Ă©tage. Après avoir culminĂ© Ă  200 km le lanceur retombe dans l'ocĂ©an Pacifique Ă  faible distance du site de lancement[5]. L'analyse du signal radio des tĂ©lĂ©mesures transmises avant l'interruption des liaisons et des simulations effectuĂ©es au sol identifient comme origine probable de la perte de la liaison radio un court-circuit provoquĂ© par le cisaillement de câbles Ă©lectriques circulant Ă  l'extĂ©rieur du deuxième Ă©tage. Ceux-ci relient la case Ă  Ă©quipements situĂ©e au niveau du troisième Ă©tage et le premier Ă©tage. Ils servent Ă  l'alimentation en Ă©nergie Ă©lectrique et au contrĂ´le du lanceur. L'installation est relativement rudimentaire pour des raisons de coĂ»t et les câbles Ă©mergent Ă  travers une simple ouverture pratiquĂ©e dans l'enveloppe en aluminium Ă  la base du troisième Ă©tage en effectuant un S. Selon la thĂ©orie des ingĂ©nieurs japonais, les vibrations de la phase propulsĂ©e ont gĂ©nĂ©rĂ© des frictions qui par abrasion contre les contours de l'orifice pratiquĂ©s dans l'aluminium ont dĂ©nudĂ© des câbles et provoquĂ© un court-circuit[6].

Deuxième vol (février 2018)

Après le premier échec, la JAXA décide en de programmer une nouvelle tentative pour 2018. Le coût de cet essai est évalué à un montant compris entre 300 et 500 millions de yens (entre 2,5 et 4,2 millions €) et est pris en charge partiellement par des entreprises privées[7]. Le SS-520 est lancé avec succès le à 5 h 3 Temps universel coordonné depuis le centre spatial d'Uchinoura. Il place sa charge utile sur une orbite basse de 200km. Celle-ci est constituée du CubeSat 3U TRICOM-1R (en) de trois kilogrammes une réplique du satellite embarqué lors du premier vol. TRICOM-1R est conçu et réalisé par l'Université de Tokyo qui emporte cinq caméras permettant de réaliser des photos de la surface terrestre. Le satellite qui est alimenté en énergie par des cellules solaires fixées sur son corps et est stabilisé par rotation a une durée de vie 1 à 3 mois limitée par le frottement de l'atmosphère résiduelle qui devrait entrainer l'abaissement progressif de son orbite et sa destruction durant sa rentrée atmosphérique.

Avec ses 2,6 tonnes, SS-520 est le plus petit lanceur de satellites jamais conçu. Le lanceur le plus petit jamais réalisé jusque là était également une fusée japonaise, la Lambda-4S, d'une masse de 9,4 tonnes et d'une longueur de 16,5 mètres qui avait placé sur orbite le premier satellite artificiel japonais en 1970[8].

Le Japon n'a pas annoncé de plans pour d'autres lancements orbitaux avec le SS-520, mais le projet est une expérience que la JAXA et l'industrie spatiale japonaise espèrent conduire à un système de lancement pour nanosatellite opérationnel à l'avenir[9].

Notes et références

  1. (en) « Missions> Space Transportation Systems> S-310/S-520/SS-520 (Sounding Rockets) », JAXA (consulté le ).
  2. (en) Gunter Krebs, « TRICOM 1 », sur Gunter's Space Page (consulté le ).
  3. (en) Kazuhiro Yagi, « A Concept of International Nano-Launcher » (consulté le ).
  4. (en) Patrick Blau, « JAXA commits to Minirocket Re-Flight Mission after Design Flaw Discovery », sur spaceflight101.com, .
  5. (en) Patrick Blau, « Experimental Launch of World’s Smallest Orbital Space Rocket ends in Failure », sur spaceflight101.com, .
  6. (en) Patrick Blau, « Smallest Orbital Launch Vehicle ready for Liftoff from Japan », sur spaceflight101.com, .
  7. (en) « Japan's space agency to try again with minirocket launch in 2017 », sur Nikkei Asian Review, .
  8. (en) Patric Blau, « Japan’s SS-520 CubeSat Launch Vehicle Achieves Success on Second Try », sur spaceflight101.com, .
  9. (en) William Graham, « Japanese sounding rocket claims record-breaking orbital launch », sur NASA, (consulté le ).

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

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