SmartCatcher: récupérer Ariane Next

Avec Themis, l’Europe souhaite équiper ses futurs lanceurs du tout premier étage européen low-cost et réutilisable! Alors que les ingénieurs de SpaceX réfléchissent encore au système de récupération du booster Super Heavy du Starship d’Elon Musk, les équipes d’ArianeWorks étudient un concept innovant pour récupérer le premier étage d’Ariane Next: le SmartCatcher!

Ariane 6 en vol
Image d'artiste de la fusée Ariane 6 en vol ©ESA

ArianeWorks: préparer l'avenir pour Ariane Next

Face au succès de SpaceX et de leur Falcon 9, de plus en plus de constructeurs se lancent dans la conception de fusées propulsées par un booster réutilisable, à l’image de Rocket Lab et de l’annonce récente du développement de leur fusée Neutron

Dans ce contexte extrêmement compétitif, le Centre national d’études spatiales (CNES) et le groupe Ariane ont créé en 2019 ArianeWorks, une plateforme de recherche destinée à réunir la communauté spatiale européenne pour réfléchir à la conception du futur successeur du lanceur Ariane 6: Ariane Next.

Themis en vol
Image d'animation de l'étage Themis en vol. ©CNES

Themis: un étage low-cost et réutilisable

Dans ce contexte, ArianeWorks développe depuis 2020 Thémis, un prototype de réservoir réutilisable. Construit en partenariat avec l’ESA, il pourrait équiper le successeur de la fusée Ariane 6. 

Long de 30 mètres et large de 3,5 mètres, le booster de 11 tonnes sera capable d’atterrir verticalement après avoir rallumé ses trois moteurs Prometheus alimentés par un mélange d’oxygène et de méthane liquide. Testé depuis la base de Kourou en Guyane, ArianeWorks souhaite adapter son programme de développement à la méthode SpaceX, et espère effectuer les premiers tests en vol entre 2023 et 2025.

SmartCatcher: l’Europe enfin inspirée par SpaceX?

Alors que l’entreprise d’Elon Musk s’apprête à atteindre son objectif de 10 vols par booster, ses équipes d’ingénieurs travaillent activement au développement de la Super Heavy. Réutilisable l’étage de 70 mètres doit notamment permettre au Starship d’atteindre l’orbite terrestre d’ici juillet 2021. 

Cette version XXL du premier étage de la Falcon 9 devra se poser verticalement grâce à sa tour de lancement, évitant ainsi l’usage de train d’atterrissage. Si ce pari semble risqué, les équipes d’ArianeWorks travaillent sur un projet similaire: le SmartCatcher.

Image d'animation du booster Super Heavy à l'atterrissage
Récemment, Elon Musk annonçait vouloir récupérer la Super Heavy sur son pas de tir en utilisant les grilles qui servent au guidage aérodynamique du booster pour soutenir le poids du booster. ©ErcXspace/Twitter
Illustration du système Smart Catcher
L'atterrissage d'un booster d'Ariane Next, le successeur d'Ariane 6 ©ArianeWorks/ADF/latesys

Comment le SmartCatcher fonctionne?

A l’étude depuis 2019, le projet SmartCatcher vise à récupérer le premier étage du lanceur sans utiliser de train d’atterrissage. Pour réussir ce défi technologique, les ingénieurs de l’entreprise Latesys misent sur un système de filet intelligent qui permettra de capturer le booster quelques instants avant qu’il ne touche le sol. 

Si ce concept aux allures d’attrape-rêves géant semble complexifier l’atterrissage vertical d’une fusée, il permettrait pourtant d’économiser l’ajout d’un lourd et complexe système de trains d’atterrissage.

SmartCatcher: un premier prototype pour récupérer de petits démonstrateurs

Financé par le CNES, le projet Perseus (Projet Étudiant de Recherche Spatiale Européen Universitaire et Scientifique) prépare la nouvelle génération d’ingénieurs à imaginer les lanceurs de demain. C’est dans ce cadre que l’université de Rennes a réalisé un premier prototype du système de capture intelligente.

Le modèle réduit de 570 kilos est utilisé pour optimiser les algorithmes de pilotage des câbles, et pourra peut-être être adapté un jour pour attraper en vol de petits démonstrateurs de fusée comme celui du programme FROG.

Le démonstrateur FROG
Le petit démonstrateur FROG pris en photo lors d'un vol test. Le programme FROG a été développé par le CNES pour apprendre aux futurs lanceurs réutilisables européens à voler ©CNES

Un rapatriement en dirigeable

S’il fait ses preuves, le système du SmartCatcher pourrait être adapté à des barges flottantes similaires aux drones qui récupèrent les étages des Falcon 9 en pleine mer. ArianeWorks étudie d’ailleurs un projet de transport en ballon pour rapatrier les boosters utilisés vers l’usine de reconditionnement!

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Pierre-Henri Le Besnerais

Un booster sur sa barge
Le premier étage d'une fusée Falcon 9 posé sur la barge drone de SpaceX. ©SpaceX
Étapes du développement de Thémis
Extrait d'un rapport d'ArianeWorks faisant l'état des lieux du développement du système Themis ©ArianeWorks/ADF/latesys

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