La fusée-sonde TY-2A et le parachute supersonique martien

En Juin 2017, la Chine a procédé aux deux lancements de la fusée-sonde TY-2A (Tian Ying 2A, ou Aigle du ciel en chinois) à Korla, dans la province de Xinjiang, qui ont permis de terminer la phase 2 des essais d’ouverture du nouveau parachute supersonique martien, actuellement en cours de développement.

Le programme martien chinois prévoit d’envoyer une sonde 3-en-1 d’ici 2020. Composé d’un orbiteur, un atterrisseur et un petit rover de 200 kg, la sonde chinoise vise à étudier de loin comme de près la planète rouge, aussi bien sur son environnement, sa composition et son histoire pour une durée théorique de trois mois.

Pour que l’atterrisseur, qui transporte le rover martien sur son dos et largué depuis une orbite à 125 km d’altitude environ, puisse réussir la phase Entry, Descent and Landing (EDL) et arriver sur Mars sans dommage, les ingénieurs chinois doivent tenir compte des conditions particulières de l’atmosphère martien et user plusieurs méthodes différentes – par la forme aérodynamique, le parachute, la rétro-fusée et l’amortisseur – pour effectuer le freinage de l’ensemble.

En effet, la densité atmosphérique sur Mars ne représente qu’à 1% de celle de la Terre (1,08 × 10^-2 kg/m3) et cela implique que le freinage par l’unique forme aérodynamique de l’atterrisseur ne suffit pas à réduire rapidement la vitesse de la rentrée. Il faut donc aussi utiliser un parachute qui doit être déployé beaucoup plus tôt pour augmenter la durée de décélération et surtout durant la phase supersonique, à environ Mach 1,7 du vol.

La conception d’un tel parachute est difficile car le déploiement du parachute en régime supersonique fait que ce dernier subira une très forte vibration et cela peut déchirer facilement les parties cousues. Sous faible pression dynamique, c’est à dire à 500 Pa dans le cas d’un parachute martien contre 8 000 Pa du parachute de la capsule habité Shenzhou par exemple, l’ouverture devient également plus compliquée.

Ce n’est donc pas sans raison qu’en Juin 2014 et 2015, le programme LDSD (Low Density Supersonic Decelerator) de NASA a essuyé deux échecs lors des essais de parachute supersonique.

Pour relever le challenge, l’Institut 508 de CAST en Chine a d’abord effectué en Mars 2016 plusieurs essais en soufflerie pour récolter les données sur l’ouverture de parachute en régime supersonique, données qui ont permis d’alimenter des simulations puis choisir la configuration finale du parachute en bande-disque (D-G-B, Disk-Gap-Band).

Les ingénieurs du groupe d’aérospatiale chinois CASC ont ensuite procédé aux trois premiers essais d’ouverture en Août et Septembre 2016, en envoyant un parachute à échelle réduite avec la fusée-sonde TY-2 à une altitude entre 33 et 50 km du sol.

Le succès de ces premiers tests ont permis de valider un certain nombre de choix technique et encourager les ingénieurs à continuer sur le développement. Une deuxième vague d’essai a donc eu lieu courant Mars cette année, suivi par les deux derniers en ce début du mois.

Durant les tests du 4 et du 9 Juin, les fusées-sondes TY-2A ont déployé chacun, à une vitesse précise, un parachute supersonique martien de modèle réduit à 45,7 km d’altitude. L’ouverture des parachutes en régime supersonique est nominale, ce qui ont permis de clôturer la phase 2 des essais.

Les messages aux navigants aériens (NOTAM) ont aussi révélé quelques éléments sur l’essai du 4 Juin – la fenêtre de tir s’étalait de 10h50 à 11h40 heure locale, et 50 km autour du site de Korla, également utilisé dans les tirs de missile anti-balitique chinois, a été fermé à tout survol au moment du lancement.

A1251/17
Q) ZWUQ/QRTLP/IV/BO/W/000/999/
A) ZWUQ B) 1706040250 C) 1706040340
E) THE AREA WITHIN A CIRCLE CENTERED AT N4136.6E08608.4 WITH
RADIUS OF 50KM CLSD.
F) SFC G) UNL

Développée par la 4ème académie du groupe CASC, la fusée-sonde TY-2A est capable de placer 10 kg de charges utiles jusqu’à 75 km d’altitude. Le petit lanceur mesurant 5,4 mètres de long et 400 mm de diamètre peut être tiré soit sur un pas fixe ou d’une plateforme mobile.

Par rapport à son modèle de base TY-2, son moteur à ergol solide est amélioré et la poussée passe de 720 kN à 1 112 kN. Le petit moteur de contrôle d’attitude, également développé par le même constructeur, permet de contrôler précisément les charges utiles du vol.

La gamme des fusées-sondes Tian Ying comprend aujourd’hui sept modèles. Le plus gros entre eux, le TY-7, un lanceur de deux étages et pesant 7,4 tonnes au décollage, est capable de livrer 240 kg sur 700 km d’altitude. Le temps de test en apesanteur de niveau 10^-6 g réalisé à bord de ce petit lanceur est au moins supérieur ou égal à 15 min.

Henri K.

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Et si la vision du monde est "biphasée" ? C'est ce que Henri a toujours cru, c'est également comme cela qu'il voit la Chine. Maladroit dans son écriture, souvent perdus dans ses pensées, pourtant ce responsable technique en aéronautique essaie chaque jour de partager avec vous les actualités sur l'Empire du Milieu, avec notamment les éléments à la source que vous ne verrez probablement jamais ailleurs en France.

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