Le système Falcon HTV-2 expérimente les vitesses de Mach 20, le travail sub-orbital et le vol sans pilote – bien que les deux véhicules de développement aient été perdus à ce jour.
Développer le vol hypersonique
Baptisé « l’avion le plus rapide du monde », le Falcon HTV-2 (« Hypersonic Technology Vehicle ») est un système d’essai hypersonique de longue durée actuellement en cours de développement par la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) pour l’armée de l’air américaine. Le programme est toujours en phase de développement et de test à l’heure où nous écrivons ces lignes, l’objectif global étant la production d’un avion capable d’atteindre n’importe quel endroit de la planète en 60 minutes (la DARPA affirme que NY à LA en 12 minutes !). Il s’agit sans aucun doute d’une arme militaire très tentante, l’idée étant que la recherche aboutisse à un véhicule capable de larguer des munitions sur des cibles au sol à volonté, capable d’échapper facilement aux radars, de survoler les missiles d’interception et d’atteindre des cibles avant même que l’ennemi ne puisse réagir.
Le programme Falcon HTV-2 (connu sous le nom de « Prompt Global Strike ») est né en 2003 pour aider à la recherche d’un véhicule de livraison pour l’armée américaine avec le simple objectif d’atteindre n’importe quelle partie du monde en moins d’une heure. Après la phase de conception, le HTV-2 a été produit par le biais de simulations informatiques et de tests en soufflerie afin d’évaluer la validité d’un tel système. Les deux ont prouvé le bien-fondé du concept, bien que les essais en soufflerie aient été limités à des environnements de Mach 15 et ce, pendant de courtes périodes seulement. Néanmoins, avec des fonds, la DARPA a procédé à la construction du vrai système. Le HTV-2 serait un système lancé par fusée, sans pilote à la base et contrôlé depuis le sol de la même manière que les UAV (Unmanned Aerial Vehicles) modernes – sans jamais mettre le pilote en danger. Le HTV-2 est un véhicule de recherche destiné à recueillir des données en vol pour les traiter après la mission.
Le concept du Falcon HTV-2 est assez simple : il s’agit de placer un aéronef sans pilote sur une orbite subterrestre. Le véhicule est libéré de sa fusée d’appoint, s’autocontrôle et s’oriente, puis plonge vers la terre, atteignant ainsi des vitesses allant jusqu’à 13 000 miles par heure (Mach 20, vingt fois la vitesse du son). Cela permet à la conception en forme de flèche du Falcon de littéralement « fendre » la haute atmosphère à des vitesses inouïes, ce qui en fait une sorte de planeur hypersonique malgré sa vitesse de Mach 20. Une fois sa mission terminée, l’avion tombe dans l’océan dans un crash contrôlé. En raison de son vol suborbital, le corps du Falcon est capable de se protéger de la chaleur extrême – jusqu’à 3 500 degrés F – pendant son vol à grande vitesse à de telles altitudes. En outre, ses principes aérodynamiques doivent être extrêmement stables et contrôlables à de telles vitesses pour que le véhicule soit utile.
L’idée du « ferroutage », qui implique un avion « booster » primaire, n’est pas totalement inhabituelle dans la tradition de l’armée de l’air américaine, qui a utilisé de telles méthodes de lancement dans une série de systèmes expérimentaux dans les années 1950 et 1960. L’une de ces méthodes – impliquant un Boeing B-29 Superfortress modifié – a été utilisée pour lancer l’avion fusée Bell X-1 qui a permis aux Américains de franchir le mur du son pour la première fois. De même, l’avion fusée North American X-15 a été lancé depuis l’aile inférieure d’un Boeing B-52 Stratofortress. Le Falcon HTV-2 est lancé sur une orbite subterrestre au moyen du propulseur d’appoint Minotaur IV Lite.
À ce jour, le Falcon HTV-2 a été lancé avec succès à deux reprises, mais les deux véhicules ont ensuite été perdus en raison d’une perte de communication. Cela a entraîné des crashs incontrôlés des deux systèmes dans l’océan. Le premier vol a été tenté en avril 2010, atteignant des vitesses comprises entre Mach 17 et Mach 22, tandis que le second – et dernier vol médiatisé – a eu lieu le 10 août 2011 depuis la base aérienne de Vandenberg en Californie. Ce dernier vol n’a duré que 9 minutes, bien que des données précieuses aient été recueillies avant le crash inopportun, notamment une vitesse de 3,6 miles par seconde.
Aperçu du vol
Le vol du Falcon HTV-2 est divisé en plusieurs grandes phases. La phase initiale est la « phase de lancement », qui fait appel au lanceur Minotaur IV Lite comme fusée d’appoint pour faire décoller le HTV-2. Les forces de poussée disponibles dans le système Minotaur IV permettent au Falcon d’atteindre la vitesse et l’altitude quasi orbitales prévues. Après le lancement et après avoir atteint l’altitude souhaitée, le HTV-2 se sépare de la fusée d’appoint, passe à son système de contrôle de réaction (RCS) pour s’orienter dans son environnement proche de l’orbite – c’est ce qu’on appelle la « phase d’orientation de rentrée » – et utilise les propulseurs intégrés à la conception (de la même manière que la navette spatiale pouvait s’orienter hors de l’atmosphère). Après avoir atteint l’autocontrôle, le HTV-2 entre ensuite dans sa « phase de rentrée » qui le voit plonger de manière contrôlée vers la terre. Le HTV-2 entre ensuite dans la « phase de remontée », qui consiste essentiellement à s’orienter vers le haut à la vitesse souhaitée. La « phase de glissement » est la suivante et c’est là que le HTV-2 brille vraiment – il atteint des vitesses inouïes pour atteindre n’importe quel point de la planète en une heure ou moins. Jusqu’à présent, cette période a été utilisée pour tester la validité des systèmes internes, des commandes de vol, de la collecte de données et des qualités aérodynamiques à des vitesses extrêmement élevées, bien que les applications militaires abondent. Après le vol, l’avion entre dans la « phase terminale » au cours de laquelle le HTV-2 se retourne simplement et plonge dans une zone prédéterminée de l’océan, mettant fin à sa mission comme prévu. Une équipe de récupération récupère alors l’appareil pour le réutiliser.
La fusée d’appoint Minotaur IV Lite
Le Minotaur IV Lite est un développement ultérieur de la famille des fusées Minotaur IV. Le Minotaur IV lui-même a été développé à partir de la série de missiles « Peacekeeper » pour répondre à une exigence de l’armée de l’air américaine pour un système de lancement non récupérable capable d’atteindre l’orbite terrestre basse. La version « Lite » du Minotaur IV utilise un processus à trois étages avec du carburant solide et son altitude est suborbitale. À ce jour, la série Minotaur IV a effectué trois lancements réussis, le premier ayant transporté le système HTV-2. Chaque lancement coûte 50 millions de dollars aux contribuables américains, ce qui en fait un système de lancement coûteux.
Divers
En septembre 2007, il a été annoncé que l’armée de l’air américaine avait donné son feu vert au projet « Blackswift », un avion hypersonique sans pilote de la taille d’un chasseur, désigné sous le nom de HTV-3X. Toutefois, le programme a été annulé en octobre 2008 en raison d’un manque de financement. Le HTV-1 original a été conceptualisé mais finalement annulé avant que le HTV-2 ne soit mis en service.
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