Ce fut une grande semaine pour l’industrie de l’impression 3D de fusées, avec Relativity Space et Launcher annonçant tous deux des avancées significatives dans leurs programmes aérospatiaux.

Relativity Space a révélé qu’il était sur le point de tenter son premier lancement de la fusée Terran 1 imprimée en 3D, avec le nom ludique Good Luck, Have Fun ou « GLHF », qui devrait maintenant décoller de manière imminente. Chez Launcher, la société a remporté un contrat de 1,7 million de dollars avec l’US Space Force pour aider à accélérer la R&D du « E-2 », un moteur de fusée connu pour comporter une chambre de combustion et une turbopompe imprimées en 3D.

« Ce que nous faisons maintenant, c’est passer au niveau supérieur, qui est un test de longue durée et la turbopompe », a déclaré Max Haot, fondateur et PDG de Launcher, à Space News lors d’une conférence de presse annonçant le contrat. « Nous sommes également ravis qu’ils [the US Space Force] voyez la valeur du moteur à combustion étagée et ses hautes performances.

Lanceur effectuant un test de tir à chaud de son moteur-fusée E-2 imprimé en 3D au Stennis Space Center de la NASA. Photo via Launcher/John Kraus Photographie.

Mettre le E-2 à l’épreuve

Depuis sa fondation en 2017, Launcher a consacré une grande partie de ses efforts au développement de son moteur-fusée liquide E-2 hautes performances à cycle fermé. Conçu pour propulser le lanceur Launcher Light de la société, qui doit entrer en service en 2024, le système de propulsion devrait être capable de tirer des charges utiles allant jusqu’à 150 kg en orbite terrestre basse (LEO).

Au cours du cycle de R&D de l’E-2 jusqu’à présent, Launcher a constaté que l’impression 3D de ses pièces à partir de cuivre était bénéfique, en ce sens que cela débloquait des opportunités d’allègement et donc des économies de carburant potentielles. En tant que tel, de nombreux composants du système ont été produits via cette technologie, y compris sa chambre de combustion imprimée AMCM-3D, qui serait la plus grande pièce monobloc de ce type au monde.

Launcher a également déployé la fabrication additive aux côtés de Velo3D et d’Ansys pour améliorer les performances de la turbopompe du moteur-fusée E-2, en l’équipant d’une roue et de carters améliorés. Grâce à ce processus de développement itératif, la société a réussi à faire des progrès significatifs avec l’E-2, et elle a atteint une pleine puissance dans les tests à chaud effectués sur 40 secondes aussi récemment qu’en avril 2022.

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Ayant déjà obtenu un contrat de 1,5 million de dollars avec l’US Space Force en 2019, pour soutenir le développement continu du moteur, Launcher a maintenant obtenu un soutien supplémentaire de la même source. Attribué sous la forme d’une augmentation du financement tactique de la phase 2B du SBIR, ou «TACFI», le financement supplémentaire devrait être utilisé pour effectuer des tests de plus longue durée sur la turbopompe et la chambre de combustion de l’E-2.

En fin de compte, Haot dit que la guerre en Ukraine a « montré clairement que les lanceurs et l’accès à l’espace sont stratégiques », et que son entreprise n’a « vu aucun ralentissement » de la demande des gouvernements, il voit donc un marché fort pour l’E- 2 une fois que c’est prêt.

Le réservoir de propulseur Orbiter du lanceur imprimé en Inconel à l'aide de sa première imprimante Velo3D Sapphire.  Photo via Velo3D.
Le réservoir de propulseur Orbiter du lanceur imprimé en Inconel à l’aide de sa première imprimante Velo3D Sapphire. Photo via Velo3D.

Préparer le Terran 1 pour le lancement

Non content d’imprimer en 3D le moteur de sa fusée Terran 1, Relativity Space a placé la technologie au cœur de la production du lanceur. Construit à l’aide de l’imprimante 3D Stargate automatisée et montée sur bras robotisé, le Terran 1 est conçu pour transporter des charges utiles plus lourdes allant jusqu’à 1 250 kg dans LEO, ce qui le rend idéal pour les missions de lancement et de réapprovisionnement de constellation.

Les pièces fabriquées par additif de la fusée, qui représenteraient 85 % de la construction totale, comprennent son moteur AEON imprimé en 3D, un système qui, grâce à la consolidation débloquée via le Stargate, ne comporte lui-même que 100 composants. Un autre aspect impressionnant du Terran 1 réside dans son réservoir de carburant imprimé en 3D de 14 pieds de haut, une pièce qui, lors de sa création en 2017, était considérée comme un premier pas vers l’impression d’une fusée complète de 90 pieds.

Depuis lors, Relativity Space a obtenu un soutien important pour financer le développement de Terran 1, y compris la clôture d’un cycle de financement de 650 millions de dollars l’année dernière, qui a porté son total à plus de 1,2 milliard de dollars. Alors que les entrepreneurs sont de plus en plus convaincus que la fusée fonctionnera comme prévu, la société a également obtenu des contrats de lancement de satellites, par des sociétés comme Iridium Communications et Telesat.

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De même, Lockheed Martin a choisi Relativity Space pour faciliter une prochaine mission de test cryogénique en 2020, et la société a également obtenu un contrat de lancement de la NASA de 3 millions de dollars, dans lequel le Terran 1 devrait être utilisé pour lancer plusieurs petits satellites en orbite.

Bien que le premier lancement de la fusée ait été retardé de « fin 2021 » à « été 2022 », il semble maintenant être prêt pour le décollage. Bien que la date de son vol inaugural n’ait pas encore été révélée, le Terran 1 serait lancé depuis le complexe de lancement 16 à Cap Canaveral, et cela se fera sans charge utile client, étant donné qu’il s’agit d’une première tentative.

Rendu de l'usine de fusées autonomes de Relativity au centre spatial Stennis de la NASA dans le Mississippi.  Image via l'espace de relativité/Business Wire
L’usine de fusées autonomes de Relativity Space au centre spatial Stennis de la NASA dans le Mississippi. Image via l’espace de relativité.

Répondre à une demande fulgurante de fusées

Bien que le climat économique continue de se révéler difficile pour les grandes entreprises, cela ne semble pas avoir nui à la demande de technologies avancées liées aux fusées, la montée des tensions militaires mondiales entraînant une forte demande au niveau gouvernemental. Le moteur scramjet imprimé en 3D d’Aerojet Rocketdyne, par exemple, a récemment été déployé dans un essai de missile de croisière hypersonique, mené par des organismes du département américain de la Défense.

Lors d’événements plus récents, Ursa Major a dévoilé son intention d’introduire son propre moteur de fusée imprimé en 3D, capable de remplacer les RD-180 et RD-181 de fabrication russe, qui ne sont plus disponibles pour les entreprises aérospatiales américaines. Conçu pour comporter plusieurs pièces imprimées en 3D consolidées et fournir 200 000 livres de poussée, le «Arroway» devrait faciliter les lancements de satellites ainsi que les missions d’importance nationale américaine.

De l’autre côté de l’étang, au Royaume-Uni, Orbex a également dévoilé le premier prototype grandeur nature de sa fusée spatiale orbitale Prime. Construit avec l’aide de SLM Solutions et de la société EOS AMCM, le lanceur de 19 mètres de long est censé être alimenté par un biopropane renouvelable, qui produit 90% d’émissions en moins que les fusées au kérosène.

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L’image en vedette montre Launcher effectuant un essai à chaud de son moteur de fusée E-2 imprimé en 3D au Stennis Space Center de la NASA. Photo via Launcher/John Kraus Photographie.