Micro lanceur ou super lourd... Il existe dans le monde tout un panel de fusées plus ou moins puissantes, répondant à des objectifs différents. Petit tour d’horizon.

Sur la balance ! 

Pour classer les fusées, le critère le plus évident est celui de la masse. Plus exactement, la masse maximale qu’elles sont capables d’envoyer dans l’espace à une certaine altitude, ce qu’on appelle leur capacité d’emport. Qui dépend donc de leur puissance.

On distingue ainsi 4 catégories de lanceurs :   

• Lanceurs légers : en dessous 1,5 tonne
• Lanceurs moyens : entre 1,5 et 5 tonnes
• Lanceurs lourds : entre 5 et 30 tonnes
• Lanceurs super lourds : au-dessus de 30 tonnes

Les fusées sont développées pour répondre à des missions différentes : envoyer des bagages ou des passagers (plus spatialement parlant, des « charges utiles ») de masses diverses, vers des destinations plus ou moins lointaines. Ainsi, le lanceur russe Soyouz, qui dessert la Station spatiale internationale (ISS) à 400 km d’altitude, n’a pas besoin de la même puissance que la fusée Saturn V utilisée par les astronautes américains du programme Apollo. Elle, visait la Lune, 1 000 fois plus éloignée de la Terre que l’ISS !

Notez enfin que seules 10 fusées dans le monde sont capables de transporter des astronautes. Lesquelles ? La réponse dans cette vidéo : 

Les lanceurs légers

Les premières fusées spatiales « jouent » logiquement dans la catégorie poids plume. Parmi les « historiques », on peut citer les pionnières :

• Semiorka (aussi appelée Spoutnik), la fusée soviétique qui a placé en orbite Spoutnik, 83 kg, le tout premier satellite de l’histoire. C’était en 1957. 
• Juno I, le premier lanceur américain opérationnel, qui a envoyé Explorer 1 (14 kg), le premier satellite américain en 1958.
• Diamant, la fusée française qui envoyé en 1965 le petit satellite Astérix (39 kg), faisant de la France la troisième nation spatiale.

Les « petites » fusées n’ont pas disparu du paysage. Au contraire. Elles sont aujourd’hui utilisées pour envoyer des objets en orbite terrestre basse (moins de 2 000 km d’altitude).

En Europe, c’est la fusée Vega, construite en Italie et en service depuis 2012, qui remplit cette mission. Elle est « spécialisée » notamment dans le lancement en orbite basse des satellites d’observation de la Terre. Une nouvelle version de Vega a effectué son premier vol en 2022 : Vega C. Un peu plus puissante, elle peut embarquer des satellites jusqu’à 2,2 tonnes en orbite basse (contre 1,5 tonne pour Vega). Mais le premier tir commercial de Vega C a échoué, la fusée s’est perdue avec 2 satellites d’observation, retardant sa mise sur le marché. 

Les lanceurs moyens et lourds

Avec l’amélioration des technologies, le développement de l’exploration spatiale et le boom de l’utilisation des satellites (pour les télécommunications, la navigation ou l’observation de la Terre), la taille et la puissance des lanceurs n’ont pas cessé d’augmenter depuis les années 1970.

Ainsi la fusée européenne Ariane 4, opérationnelle entre 1988 et 2003, pouvait emporter plus de 7,5 tonnes en orbite basse et un peu moins de 5 tonnes vers l’orbite dite géostationnaire (à 36 000 km d’altitude), orbite très utilisée par les satellites de télécommunication. 

Autres lanceurs moyens, Antarès (NASA) ou la fusée russe Soyouz qui peut placer plus de 7 tonnes en orbite basse. Elle sert à envoyer des satellites militaires, mais également des cargos de ravitaillement de l’ISS. Et même des astronautes ! Elle a même été la seule fusée capable d’envoyer un équipage vers la Station pendant presque 10 ans. 

Aujourd’hui, les astronautes en partance pour l’ISS utilisent la « compagnie Space X », et embarquent dans la coiffe d’une Falcon 9. Capacité d’emport : 23 tonnes en orbite basse. L’Américaine joue chez les poids lourd ! Au même titre que la fusée de la NASA Atlas V, la chinoise Longue Marche 5, ou, bien-sûr, Ariane 5. Le lanceur développé par l’Europe présente les mêmes capacités (21 tonnes en orbite basse). Ariane 5 est aujourd’hui en retraite, et c’est Ariane 6 qui prend la relève. La nouvelle fusée existe même en 2 versions pour s’adapter au mieux aux missions, qu’elle vise l’orbite basse ou l’orbite géostationnaire : Ariane 62 (avec 2 propulseurs) et Ariane 64 (avec 4 propulseurs).

Les super lourds

C’est du lourd ! Du très lourd ! Ces lanceurs sont capables d’envoyer des charges utiles de plus de 30 tonnes.

Seuls 3 pays ont construit de tels engins : la Chine, la Russie et les Etats-Unis. Ces fusées gigantesques sont notamment développées dans le cadre de l’exploration de la Lune (voire, à terme de Mars). Les premières sont apparues dans les années 60 et 70, alors que les Etats-Unis et l’URSS s’affrontaient dans la course à la Lune. 

Quelques exemples : 

• Le Falcon Heavy de l’entreprise américaine Space X. il peut placer une charge de plus de 63 tonnes en orbite basse.
• L’Américaine Saturn V a conduit les astronautes d’Apollo sur la Lune. Elle mesurait plus de 110 mètres de haut et pesait au lancement 3 000 tonnes, l’équivalent de 38 avions A320. Elle pouvait envoyait vers la Lune 47 tonnes, 140 tonnes vers l’orbite basse. 
• Le SLS (Space Launch System) de la NASA, la nouvelle fusée lunaire développée dans le cadre du programme Artemis, a une capacité d’emport de 130 tonnes en orbite basse. Ses mensurations : 98 mètres de haut et 2 600 tonnes au décollage, soit 33 Airbus A320 ! 
• Le Starship, la fusée lunaire de Space X, bat tous les records. Ce monstre métallique mesure près de 120 mètres de haut et pèse au décollage plus de 5 000 tonnes ! Son premier étage, le Super Heavy, est équipé de 33 moteurs qui peuvent placer 150 tonnes en orbite basse. Le Super Heavy est 1,5 fois plus puissant que l’ensemble des centrales nucléaires françaises !

Il n’y a pas que la taille qui compte

Au-delà de leur taille et de leur puissance, les fusées se distinguent aussi par leur mode de propulsion et/ou leur mode de fabrication. 

Dis-moi à quoi tu carbures…

La plupart des moteurs des lanceurs fonctionnent grâce à une propulsion chimique, résultat de la réaction entre deux réactifs (le carburant et le comburant), qui peuvent être solides ou liquides. Le couple le plus performant aujourd’hui ? Oxygène/hydrogène ! 

Mais depuis quelques années, des entreprises et des agences développent aussi des moteurs fonctionnant avec du méthane, à la place de l’hydrogène. C’est le cas du Raptor qui équipe notamment la Falcon Heavy et le Falcon 9 de Space X. Le gros avantage est que le méthane est plus simple à gérer que l’hydrogène, car il devient liquide à moins basse température. L’Europe aussi travaille sur cette technologie avec le projet de moteur Prometheus.

Consommable ou réutilisable 

On peut aussi distinguer les fusées dites consommables, utilisées une seule fois, des fusées réutilisables. La plupart des lanceurs, et ce depuis toujours, sont perdus après leur lancement. Car il est complexe et couteux de les récupérer, puis de les remettre en état de vol.

Seul Space X fait revenir ses fusées, ou plutôt, des parties de ses fusées, pour les remettre en état et les réutiliser. Comme par exemple le premier étage du Falcon 9 qui revient sur Terre et se pose à la verticale. 

Toutefois, la plupart des grandes agences spatiales, chinoise, russe ou européenne, travaillent à fabriquer des fusées en partie réutilisables, et ainsi baisser le coût des lancements. 

Et la navette spatiale dans tout ça ? 

Mise en service en 1981 par les Américains, la navette peut être considérée comme la première fusée réutilisable. L’engin pouvait en effet être piloté pour revenir sur Terre après sa mission dans l’espace, tel un avion. Elle était ensuite réutilisée. Seul le grand réservoir externe (le gros bidon orange associé aux 2 propulseurs latéraux blancs) était perdu. Ainsi, 5 navettes ont effectué à elles seules 135 missions, comme l’envoi de satellites ou d’astronautes vers la Station Mir puis vers l’ISS.

La navette a fini sa carrière en 2011, suite à 2 explosions mortelles en 1986 puis en 2003. 

Quizz

L’Union Européenne développe à son tour une mini navette, capable de transporter une charge utile de 800 kg. Sans équipage, elle sera pilotée depuis le sol.

Comment a-t-elle été baptisée ?

A – Voyageur

B – Hermès

C – Space Rider

D – Faucon Millenium