Programme Vanguard

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Vanguard est le nom d’un programme de lanceurs américains à la base du développement technologique dont bénéficieront les autres lanceurs des États-Unis.

Le premier étage du Vanguard provient du lanceur Viking. Le second étage provient des fusées sondes Aerobee. Le troisième étage est le seul à être de conception originale.

Historique

HATV et SSTO

Le premier projet devait consister dans la réalisation d’une fusée de recherche à haute altitude (High Altitude Test Vehicle (HATV)) et à un seul étage brûlant de l'hydrogène liquide avec de l'oxygène liquide (Single Stage To Orbite (SSTO)).

Ce projet fut confié à la société Glenn Martin (Lockheed Martin) en 1946, en association avec North American, (Rockwel – Boeing Aerojet) comme motoriste.

La fusée aurait eu comme caractéristiques :

• Longueur : 26,2 mètres ;
• Diamètre : 4,9 m ;
• Poids au lancement : 45,8 tonnes ;
• Poussée : 136 tonnes ;
• Charge utile : 450 g.

Le programme, trop ambitieux, ne dépassa pas le stade de simple projet. De nos jours (2004), aucun SSTO n’a vu le jour.

Viking

Le lanceur Viking (à l'origine nommé Neptune) fut plus réaliste et plus au niveau technologique de l’époque (1946).

Les lanceurs Viking étaient directement dérivés des fusées V-2 allemandes. Les Viking devaient remplacer les V-2, disponibles en quantité limitée, dans les missions de sondage de la haute atmosphère et pour des observations astronomiques. Le projet fut également confié à Glenn Martin.

La technologie du Viking est à peu près identique à celle des V-2, à quelques différences près. Tout d’abord, la structure est en aluminium, beaucoup plus légère que celle en acier des V-2, conçu pour supporter la chaleur de la rentrée atmosphérique (la technique de « séparation » du lanceur de sa charge utile n’avait pas encore été inventée lors de la Seconde Guerre mondiale). Le développement du moteur du Viking est confié à Reaction Motors. Ce moteur était moins puissant que celui du V-2 (charge totale moins élevée).

Le moteur devait développer 9,1 tonnes de moyenne (de 8,5 à 9,7 tonnes).

Le « pilotage » du Viking se faisait grâce à une articulation cardan qui permettait au moteur de s'incliner sur 2 axes pour assurer la stabilité de la fusée. Les informations de pilotage provenaient du cerveau stabilisateur gyroscopique situé dans la partie supérieur de la fusée. Après l'arrêt du moteur, des jets de gaz intermittent assuraient la stabilité de la fusée.

Caractéristiques de la fusée pour les sept premiers vols (3 mai 1947 au 7 août 1951) 

• Longueur : 13,8 à 14,8 mètres ;
• Diamètre : 0,81 m ;
• Poids au lancement : 4,4 à 5,2 tonnes ;
• Poussée : 8,5 à 9,7 tonnes.

Caractéristiques de la fusée pour les 5 vols suivants (6 juin 1952 au 4 février 1955), Viking II 

• Longueur : 12,7 à 13,7 mètres ;
• Diamètre : 1,14 m ;
• Poids au lancement : 5,8 à 6,8 tonnes ;
• Poussée : 8,5 à 9,7 tonnes.

Les 2 derniers vols du Viking s'inscriront plus tard, dans le cadre du programme Vanguard, les 8 décembre 1956 et 1^er mai 1957.

Vanguard

Le projet Vanguard voit le jour le 5 juillet 1955 avec la publication d’un rapport concernant un programme de satellites scientifiques par le Naval Research Laboratory.

Ce rapport recommande l'utilisation du Viking comme premier étage du lanceur, et des étages supérieurs consistant en deux étages à propergol solide ou en un deuxième étage à propergol liquide dérivé de la fusée sonde Aerobee et un troisième étage à propergol solide.

Le plan est approuvé le 29 juillet 1955 par Dwight Eisenhower.

La première année géophysique internationale (1957-58), dans le cadre de laquelle on espérait mettre en évidence l'existence d'une ceinture de radiations autour de la Terre sert de justification au lancement d'un satellite artificiel. Le lanceur Vanguard devait être prêt pour cet événement.

Le projet Vanguard, entièrement américain, fut préféré au projet Orbiter qui utilisait un premier étage conçu par l'équipe de Werner von Braun, issue de l'Allemagne nazie.

Caractéristiques des Vanguard

La version SLV 7 qui vola une seule fois en septembre 1959 est équipé d'un nouveau troisième étage avec un moteur X 248-A2. La capacité de lancement est de 45 kg en orbite basse.

Le premier étage est identique à celui des Viking II (1,14 m de diamètre pour 13,4 m de hauteur), mais le moteur est développé par General Electric. Le nouveau moteur, appelé X-405, fournit une poussée de 12,7 tonnes pendant 142 s (contre 9,7 tonnes pour les précédents moteurs) grâce à l'utilisation du kérosène (avec l'oxygène liquide comme oxydant).

Le deuxième étage, (0,81 m de diamètre pour une hauteur de 9,4 m, identique au Viking I) utilise un moteur dérivé de celui de la fusée Aerobee mais plus puissant (3,4 tonnes contre 1,1 tonne de poussée pendant 120 s), le AJ-10. Le « pilotage » du deuxième étage se faisait selon le même principe que celui du Viking (articulation cardan). Le carburant du deuxième étage du Vanguard était du diméthylhydrazine asymétrique (UDMH) avec de l'acide nitrique fumant comme oxydant.

Le troisième étage à propergol solide (poudre) mesure 1,5 m de haut pour 50 cm de diamètre et fournit une poussée de 1 tonnes (moteur GRC 133-KS-2800). Le moteur de la version SLV-7 est fourni par Hercule Powder. Ce moteur, le X-248, développe 1,4 tonne de poussée en brûlant un mélange de nitrocellulose et de nitroglycérine, avec addition de perchlorate d'ammonium et de poudre d'aluminium, entre autres. Le corps du moteur est en fibre de verre.

La charge utile est de 45 kg en orbite basse.

Missions

Quatorze lancements de Viking auront lieu (contre les 12 prévus au départ). Les deux derniers porteront la désignation de Vanguard Test Vehicle TV0 et TV1. Les véritables lancements « Vanguard » à proprement parler, commencent avec le Vanguard TV2. Le dernier lancement a lieu le 18 septembre 1959 après 12 lancements et trois satellites (Vanguard 1, 2 et 3) placés en orbite.

Le succès du Spoutnik soviétique en 1957, accélère les lancements à tel point que le lancement d’un satellite, initialement prévu avec le Vanguard TV6, est avancé au TV3 avec comme conséquence, la destruction du lanceur sur son pas de tir.

Ordre des missions

• 8 décembre 1956 : Vanguard TV0 (pas de satellite), réussi
• 1^er mai 1957 : Vanguard TV1 (pas de satellite), réussi
• 23 octobre 1957 : Vanguard TV2 (pas de satellite), échoue
• 6 décembre 1957 : Vanguard TV3 (sat #1 de 6,5 pouces), échoue
• 5 février 1958 : Vanguard TV3BU (sat #2 de 6,5 pouces), échoue
• 17 mars 1958 : Vanguard TV4 (sat #3 de 6,5 pouces (Vanguard 1)), réussi
• 28 avril 1958 : Vanguard TV5 (X-ray #1 de 20 pouces), échoue
• 27 mai 1958 : Vanguard SLV-1 (Lyman-Alpha #1 de 20 pouces), échoue
• 26 juin 1958 : Vanguard SLV-2 (Lyman-Alpha #2 de 20 pouces), échoue
• 26 septembre 1958 : Vanguard SLV-3 (Cloud cover #1 de 20 pouces), échoue
• 17 février 1959 : Vanguard SLV-4 (Cloud cover #2 de 20 pouces (Vanguard 2)), réussi
• 13 avril 1959 : Vanguard SLV-5 (Magnetometer #1 de 13 pouces), échoue
• 22 juin 1959 : Vanguard SLV-6 (Radiation balance #1 de 20 pouces), échoue
• 18 septembre 1959 : Vanguard SLV-7 ou Vanguard V-4BU (Magnetometer, X-Ray, Env. #1 de 20 pouces (Vanguard 3)), réussi.

Liens externes

• Au sujet du programme Vanguard, en anglais

Programme Vanguard
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