19 Mai 2021

[Lanceurs] Ariane Ultimate se projette à horizon 2040

A quoi ressemblera le lanceur d’après-demain ? Il est bien trop tôt pour le dire, mais le CNES travaille déjà pour imaginer les technologies de rupture qui le feront voler.
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Ariane Ultimate (illustration) Crédits : CNES

Dans le domaine des lanceurs, il faut savoir regarder loin devant. Alors que la qualification d’Ariane 6 est entrée dans ses dernières phases, son successeur Ariane Next est envisagé pour la décennie 2030, et les réflexions pour l’après-2040 vont bon train avec le projet Ariane Ultimate. A ce stade, il ne s’agit encore que d’un concept, c’est-à-dire d’un vivier de nouvelles technologies qui sont à l’état embryonnaire mais qu’on veut rendre matures à cet horizon, pour développer un lanceur qui devra être neutre en carbone, totalement réutilisable et à coût de lancement marginal quasi nul. Il s’agit aussi de se projeter sur les nouveaux usages de l’espace dans les prochaines décennies tels qu’on peut les imaginer à cet horizon : par exemple la nécessité de fortes cadences pour rejoindre les orbites basses qui pourront servir de hubs d’échange vers la Lune ou vers Mars. 

Ariane Ultimate représentera une rupture par rapport aux précédentes générations de lanceurs. Il s’agit de trouver les idées et technologies pour répondre à ces objectifs et à ces usages futurs.

Nathalie Girard, chef de projet concepts avancés au CNES

Nouveaux matériaux, nouvelle propulsion

Parmi les premières pistes explorées pour Ariane Ultimate figure l’hypothèse d’une réutilisation totale et le développement d’un lanceur mono-étage (single stage to orbit). « Moins cher, plus simple, plus performant, plus facile à récupérer : ce type de lanceur à un seul étage serait un peu le graal ! Cependant, il n’est pas envisageable actuellement, notamment parce que les matériaux que nous utilisons sont trop lourds. Il faut donc trouver le moyen d’alléger les structures », explique Nathalie Girard.

Les premières recherches s’orientent donc vers le développement de nouveaux matériaux plus légers, et extrêmement résistants comme les nanotubes de carbone, le graphène, ou des matériaux architecturés rendus possibles par la fabrication 3D. Une autre piste est de travailler sur la propulsion, avec de nouveaux ergols à haute densité énergétique qui permettraient de réduire drastiquement la masse et le coût sur le lanceur. Ariane Ultimate intègre enfin des réflexions sur l’avionique et les logiciels qui pourront bénéficier des avancées technologiques qui se profilent, comme les processeurs « many cores » ou l’ordinateur quantique. 

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Nathalie Girard Crédits : CNES
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Matériaux architecturés Crédits : Laboratoire PIMM

Le saviez-vous

Ariane Ultimate est une initiative portée par le CNES dans le cadre de la préparation du futur. Les différents travaux sont réalisés sur la base de programmes de Recherche & Technologie, menés en partenariat avec des laboratoires en pointe dans leur domaine (Laboratoire HCEP de Lyon, Laboratoire PIMM du CNAM Paris…). Pour fédérer la communauté spatiale en intégrant de nouveaux partenaires scientifiques et industriels, le CNES lance en 2021 un appel à contributions au travers du Challenge R&D sur les ruptures technologiques.

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Lanceur - image d'illustration Crédits : Alena Butusava

Série Lanceurs

Qu’on les nomme lanceurs ou fusées, cette activité du CNES - qui contribue à garantir l’accès autonome à l’espace de la France et de l’Europe - est en constante évolution. Nous vous proposons de découvrir son actualité via une série d’articles. Vous y lirez tous les détails sur le nouveau lanceur Ariane 6 et sa base de lancement et vous familiariserez avec les innovations et ruptures technologiques qui nourriront les futurs programmes à l’horizon 2030.