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Delta IV 
Delta IV MediumDonnées générales Mission Lanceur Commercial Orbite LEO et GTO Période des lancements 2002 à aujourd'hui Nb de lancements 15 (1 échec partiel) Pays d’origine 
États-UnisCaractéristiques techniques Dimensions Hauteur 63-72 m Diamètre 5 m Masse au décollage 249,5 T - 733,4 T Nombre d'étages 2 Puissance et capacité d’emport Charge utile en LEO 8,6 T à 22,5 T Charge utile en GTO 3,9 T à 12,9 T 
Delta IV medium
Premier étage CBC de la Delta IV à Cap Canaveral (2007). En arrière plan à droite le bâtiment d'assemblage horizontal (HIF) et au fond la tour de lancement mobile
Les installations sur l'aire de lancement : tour de lancement mobile, mat ombilical fixe (à gauche) et mats paratonnerreLa Delta IV est une série de lanceurs américaine développée dans les années 1990 pour remplacer les lanceurs existants de capacité moyenne à lourde Atlas Titan et Delta II utilisés jusque là par les agences gouvernementales américaines (programme Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) de l'Armée de l'Air américaine). Il fait partie de la famille Delta.
Il est construit par Boeing Integrated Defense Systems dans l'usine de Decatur (Alabama) dont la production a commencé en 2000[1]. Il est commercialisé et lancé par United Launch Alliance. La Delta IV est la dernière version de la famille Delta et aujourd'hui la seule produite avec la Delta II. Elle n'a plus aucun point commun avec le lanceur originel Thor Delta. Son premier tir a eu lieu en 2002.
Sommaire
Caractéristiques techniques
La Delta IV est un lanceur comportant deux étages propulsés tous deux par un moteur très performant brulant une combinaison d'hydrogène et d'oxygène. C'est actuellement la seule fusée au monde qui peut décoller avec des moteurs consommant de l'hydrogène et de l'oxygène sans avoir recours à des propulseurs d'appoint.
- La coiffe est disponible en 2 diamètres (4 et 5,13 mètres) et 4 longueurs de 11,7 à 19,8 mètres.
- Pour les missions interplanétaires un troisième étage à ergol solide (le PAM-D) est proposé.
Premier étage
Le premier étage baptisé CBC (Common Booster Core) est de conception entièrement nouvelle : la Delta IV est le premier lanceur de la famille des Delta à abandonner l'étage dérivé du missile Thor. Le CBC qui est commun à toutes les versions de la Delta IV, est haut de 40,96 mètres avec un diamètre de 4,88 mètres et pèse à vide 24,5 tonnes. L'étage contient un réservoir d'oxygène liquide surmonté d'un réservoir à hydrogène liquide et est motorisé par un seul moteur-fusée RS-68 développé par la société Rocketdyne à partir du moteur de la navette spatiale américaine SSME. Le RS-68, n'est pas réutilisable comme le SSME. Il a été simplifié pour abaisser son cout de fabrication : des méthodes de fabrication moins couteuses sont utilisées et la tuyère utilise un revêtement ablatif. Son impulsion spécifique est plus faible (410 s dans le vide, 365 s au niveau de la mer) mais sa poussée de 3 312 kN en fait le moteur LO2/LH2 le plus puissant du monde et permet à la version de base de la Delta IV de décoller sans recourir à des propulseurs d'appoint.
Pour augmenter la charge utile, le premier étage peut comporter un ou plusieurs propulseurs d'appoint à poudre GEM-60 : ceux-ci sont une version plus puissante des GEM-46 utilisés sur le lanceur Delta III. Les GEM-60 ont un diamètre de 1,55 mètre et sont fabriqués par la société Alliant Techsystems. Ils comportent des tuyères orientables qui sont utilisées pour corriger l'orientation du lanceur en vol.
Deuxième étage
Deuxième étage du lanceur de la Delta III.La technique de construction de l'étage Centaur n'est pas reprise : contrairement à celui-ci, la rigidité de l'étage n'est pas assurée par le maintien sous pression des réservoirs mais par la structure. Le moteur, optimisé par rapport à celui de la Delta III est un RL-10B-2 de Pratt & Whitney avec une impulsion spécifique de 462 secondes. Il peut être rallumé jusqu'à 15 fois. La tuyère est en partie extensible (elle se déplie en vol) ce qui permet de réduire la longueur de l'étage et donc son poids à vide. La partie fixe de la tuyère, réalisée en composite carbone, est fabriquée par la Société européenne de propulsion en France. Le deuxième étage est proposé dans deux diamètres, 4 mètres et 5 mètres, contenant respectivement 20 et 27 tonnes d'hydrogène et d'oxygène liquide et fonctionnant durant respectivement 825 secondes et 1 125 secondes.
Assemblage et lancement
Avec la Delta IV, Boeing abandonne les sites de lancement utilisés depuis les débuts de la Thor Delta : à la base de Cap Canaveral en Floride l'ancienne aire de lancement des Saturn I et Saturn IB (l'aire 37) est convertie pour le nouveau lanceur. À Vandenberg sur la côte ouest, le constructeur aménage l'aire SLC-6 édifiée pour le lancement du laboratoire spatial militaire MOL, projet avorté des années 1960.
L'assemblage du lanceur sur l'aire de lancement, de mise sur tous les lanceurs Delta, est abandonné : désormais le lanceur est en partie monté et testé dans un bâtiment d'assemblage à l'horizontale (Horizontal Integration Facility HIF) puis transféré sur l'aire de lancement et redressé à la verticale sur sa table de lancement. Une tour de lancement mobile (Mobile Service Tower MST), qui est éloignée avant le lancement, permet d'achever le travail en particulier en fixant la charge utile au sommet du lanceur et les boosters à propergol solide s'ils sont nécessaires. Boeing espère ainsi abaisser de 2 ou 3 fois le temps de stationnement sur l'aire de lancement permettant d'accélérer le rythme des tirs[2].
Les versions
Les différentes versions de la Delta IV
Lancement d'une Delta IV Heavy (2007)La Delta IV est disponible en cinq versions : Medium, Medium+ (4,2), Medium+ (5,2), Medium+ (5,4) et Heavy qui peuvent placer en orbite une charge utile comprise entre 3,96 tonnes et 22 tonnes en orbite basse. Le lanceur est décliné en deux sous-familles : les Delta-IV Medium et le lanceur lourd Delta IV Heavy. Le développement d'autres versions est à l'étude.
Delta IV Medium
La sous-famille des Delta IV Medium peut comporter au choix un deuxième étage de 4 ou 5 mètres de diamètre et 0, 2 ou 4 propulseurs d'appoint à poudre. En fonction de sa configuration, cette version peut lancer de 3,96 à 6,57 tonnes sur orbite de transfert géostationnaire (GTO). La Delta IV Medium a des capacités similaires à celles de l'Ariane 5 mais Boeing a révisé son coût de fabrication à la hausse de 95 à 230 millions de $, un prix trop élevé pour que le lanceur puisse concurrencer la fusée européenne[2].
- La Delta IV Medium (Delta 9040) est le modèle de base de la famille des lanceurs Delta IV. Elle comporte un simple CBC et un second étage d'un diamètre de 4 mètres et une coiffe dérivée de celle de la Delta III du même diamètre. La Delta IV Medium peut lancer 4,21 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.
- La Delta IV Medium+ (4,2) (Delta 9240) est identique à la Medium, mais elle utilise deux propulseurs d'appoint à poudre fabriqués par Alliant d'un diamètre de 1,5 mètre GEM-60 qui porte la charge utile à 5,845 tonnes.
- La Delta IV Medium+ (5,2) (Delta 9250) est similaire à la Medium+ (4,2), mais elle utilise une coiffe composite de 5 mètres de diamètre et un second étage modifié comportant un réservoir d'hydrogène de 5 mètres de diamètre et un réservoir d'oxygène allongé. Ces modifications ne lui permettent de lancer que 4 640 kg c'est-à-dire moins que la Medium+ (4,2).
- La Delta IV Medium+ (5,4) (Delta 9450) est similaire à la Medium+ (5,2), mais elle utilise 4 propulseurs d'appoint GEM-60 au lieu de deux ce qui lui permet de placer en orbite de transfert géostationnaire 6,565 tonnes.
Delta IV Heavy
La Delta IV Heavy (Delta 9250H) est destinée à reprendre le rôle du lanceur lourd Titan IV et peut lancer 22 tonnes en orbite basse, 13 tonnes en orbite de transfert géostationnaire ou 8 tonnes vers Mars. Elle est similaire à une Delta IV Medium+ (5,2) à l'exception des propulseurs d'appoint qui sont remplacés par deux CBC. Elle pèse approximativement 733 tonnes). Au lancement les trois moteurs sont poussés à leur puissance maximum (102%) puis après 50 secondes la puissance du moteur central est ramenée à 58%. Au bout de 235 secondes la puissance des propulseurs d'appoint est également ramenée à 58% pour ne pas dépasser les 5G d'accélération. Peu de temps après les propulseurs d'appoint sont largués et le moteur du premier étage est de nouveau poussé à 102%. Le Delta IV Heavy dispose également d'une coiffe en composite allongée de 5 mètres par rapport à la version Medium.
La charge utile est la suivante :
- Orbite de transfert géostationnaire : 13,13 tonnes,
- Orbite géostationnaire :6,275 tonnes,
- Orbite d'évasion : 9,3 tonnes,
- C2 30 km/s : 5,228 tonnes,
- C3 60 km/s : 2,521 tonnes.
Autres versions étudiées
Une version moins puissante dite « Lite », utilisant les étages supérieurs de la Delta II et permettant de placer 2,2 tonnes sur orbite de transfert géostationnaire, a été étudiée mais n'a jusqu'à présent pas été développée.
Historique
L'appel d'offres pour l'Evolved Expendable Launch Vehicle
Article principal : Evolved Expendable Launch Vehicle.Après plusieurs tentatives avortées, l'Armée de l'Air américaine décide de lancer un appel d'offres pour la réalisation d'un lanceur qui doit remplacer à la fois les lanceurs moyens et lourds - Delta, Atlas et Titan IV - utilisés par les différentes agences gouvernementales (dont l'Armée de l'Air et la NASA) pour lancer satellites et sondes spatiales. L'objectif est de disposer d'un lanceur moins couteux, couvrant bien les besoins et offrant des interfaces standardisées pour l'intégration des satellites. La solution doit s'appuyer sur des solutions techniques à la fois avancées et éprouvées. Le futur lanceur désigné sous le sigle Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) et le dispositif de lancement (qui est inclus dans l'appel d'offres) doivent permettre d'abaisser les couts en partie grâce à la reconquête du marché des satellites commerciaux. Mais le cahier des charges rend cet objectif difficilement tenable car les performances attendues ne permettent de toucher que 42% du marché commercial[3].
L'appel d'offres est lancé en 1995 et 4 sociétés y répondent : Alliant, Boeing, McDonnell Douglas constructeur des Delta ainsi que Lockheed Martin constructeur des Atlas et Titan. Une première sélection désigne en 1996 comme finalistes Lockheed Martin et McDonnell Douglas. Les deux concurrents disposent de 18 mois pour le deuxième tour. Boeing rachète McDonnell Douglas en 1997 et se retrouve donc finaliste. La société propose une version complètement refondue de son lanceur Delta, la Delta IV. En 1997 l'Armée de l'Air décide finalement de retenir les deux finalistes pour ne pas se retrouver face à un fournisseur unique. En 1998 la première tranche de lanceurs est attribuée : 19 lancements sont accordés à Boeing et 9 lancements à Lockheed Martin pour une somme totale de 2 milliards de $. Mais en 2003 une enquête révèle que Boeing a dérobé des documents confidentiels de son concurrent susceptibles d'avoir faussé la compétition et le nombre de lanceurs commandé à Boeing est par mesure de rétorsion réduit à 12 (entre autres mesures) le solde devant être construit par son concurrent[3].
Les lancements
Le premier lancement a eu lieu en 2002 et en novembre 2009 le lanceur comptait 7 vols tous réussis[2].
Le premier lancement de la Delta IV Heavy en décembre 2004 est intervenu après une très longue période de mise au point et a été un demi succès du fait de l'arrêt prématuré des moteurs. Depuis deux lancements réussis ont été effectués (situation fin 2009).
Liste des lancements de Delta IV (2000-2009)
Actualisée le 5 décembre 2009
Date/Heure
(UTC)Type N° de série Base de labncement Charge utile Type satellite Orbite Résultat Remarques 20/11/2002
22h39Medium+(4,2) 293 Cap Canaveral Eutelsat W5 Satellite de télécommunications commercial Orbite géostationnaire Succès Premier lancement de Delta IV 11/3/2003
00h59Medium 296 Cap Canaveral USA-167 (DSCS-3 A3) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès Premier lancement de Delta IV Medium
Première mission pour l'Armée de l'Air29/8/2003
23h13Medium 301 Cap Canaveral USA-170 (DSCS-3 B6) Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès 21/12/2004
21h50Heavy 310 Cap Canaveral DemoSat [4] / 3CS 1 / 3CS 2 Démonstrateur Orbite géosynchrone (prévu) Echec partiel, l'orbite visée n'est pas atteinte Première Delta IV Heavy 24/5/2006
22h11Medium+(4,2) 315 Cap Canaveral GOES 13 (GOES-N) Satellite météorologique Géostationnaire Succès Premier lancement de Delta IV pour la NASA 28/6/2006
3h33Medium+(4,2) 317 Vandenberg NROL-22 Satellite de reconnaissance Orbite de Molniya Succès Première Delta IV lancée depuis Vandenberg 4/11/2006
13h:53Medium 320 Vandenberg DMSP F17 Satellite météorologique militaire orbite héliosynchrone Succès Première Delta IV lancée sur une orbite héliosynchrone 11/11/2007
1h50Heavy 329 Cap Canaveral DSP-23 Satellite d'alerte avancée Géosynchrone Succès Premier lancement de Delta IV commandé par l'United Launch Alliance 18/1/2009
02:47[5],[6]Heavy 337 Cap Canaveral USA-202 (NROL-26) Satellite de reconnaissance Géosynchrone Succès 27/6/2009
22h51[7]Medium+(4,2) 342 Cap Canaveral GOES 14 (GOES-O) Satellite météorologique Géostationnaire Succès[8] 6/12/2009
01h47[9]Medium+(5,4) 346 Cap Canaveral WGS-3 Satellite de télécommunications militaire Géostationnaire Succès[9] Premier lancement de Delta IV Medium+ (5,4) Notes et références
- (en) Decatur rocket plant expected to expand production this week, 29 septembre 2009
- Die Delta 3 und 4, Site Bernd Leitenberger
- EELV Evolved Expendable Launch Vehicle sur Globalsecurity.org
- The DemoSat payload, Spaceflight Now, 1/12/2004
- Tracking Station - Worldwide launch schedule, Spaceflight Now. Consulté le 13/10/2008
- Mission Set Database, NASA GSFC/Honeywell TSI
- Delta 4 deploys an advanced weather observatory, Spaceflight Now, 27 juin 2009
- Modèle:Cite press
- New communications craft launched for U.S. military, Spaceflight Now, 5/12/2009. Consulté le 6/12/2009
Voir aussi
Articles connexes
Lien externe
Catégories :- Programme spatial militaire américain
- Lanceur spatial
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