Le CNES se penche sérieusement sur les vols spatiaux habités avec Ariane

Une présentation française du CNES au salon GLEX 2021 fait beaucoup parler d'elle. En effet, un groupe de travail a étudié la possibilité de développer un véhicule spatial habité européen pour le faire décoller de Guyane, d'ici la fin de la décennie. Verdict ? Possible et peut-être souhaitable… sur le papier.

Objectif bis, séduire l'Agence spatiale européenne d'ici 2022 !

Mettons de suite Hermès de côté

Le sujet sonne parfois comme un douloureux souvenir, lorsque l'on évoque la possibilité de vols spatiaux européens avec Ariane. Car ils sont nombreux, au CNES comme ailleurs, à se souvenir du fiasco du programme Hermès. Cette « navette européenne », française à l'origine, était un grand programme habité européen qui s'est perdu entre un budget qui s'annonçait abyssal, une technologie encore mal maîtrisée et les désaccords politiques des pays à la manœuvre, France et Allemagne en tête. Depuis, si le sujet n'est pas tabou, il a laissé des cicatrices. À chaque fois qu'une petite porte s'ouvre vers la possibilité de vols habités (le succès du programme cargo ATV, le démonstrateur de rentrée atmosphérique IXV), Hermès revient, délétère, se glisser dans la conversation.

Reste que, pratiquement 30 ans après l'abandon officiel du projet, les astronautes de l'Agence spatiale européenne (ESA) ne peuvent embarquer aujourd'hui vers l'orbite que grâce aux coopérations avec leurs partenaires russes et américains. Une situation qui ne présente pas que des désavantages. Envoyer nos astronautes grâce aux moyens étudiés par d'autres est clairement moins coûteux que de développer et maintenir cette capacité.

Et pour une agence qui vise des projets ambitieux avec des moyens contraints et une gouvernance liée aux politique de l'ensemble de ses pays membres, c'est un argument de poids. Cela étant, on voit se dessiner un paradigme nouveau. En tenant compte des développements actuels, il y aura d'ici 2025 des véhicules spatiaux habités américains, russes, chinois, indiens… et des privés, qui font exploser la demande.

Qui veut (et peut) se lancer dans l'aventure ?

Pour de nombreux observateurs, c'est donc le « moment ou jamais » pour ne pas rester sur la touche et disposer d'un accès autonome et souverain à l'orbite basse pour nos astronautes (dont la filière et la formation sont internationalement reconnus comme de tout premier plan). Arianespace, l'opérateur des fusées, et ArianeGroup, qui les conçoit et les assemble, se sont déjà prononcés en faveur d'un tel projet, mais il ne s'agit pas de s'y lancer seuls, car il faudra l'appui indispensable (et le chéquier) de l'ESA pour y arriver.

Faut-il encore que les vols habités soient possibles avec Ariane, et c'est ce que ce groupe de travail (informel) piloté par le CNES a exploré. Il rappelle, à juste titre, que les études avec Hermès, mais aussi avec des concepts plus récents comme le X-38 ou l'ARV, et même les propositions de lancement de la petite navette américaine DreamChaser sur Ariane 6, ont fait vivre l'idée des vols habités européens à travers des travaux de recherche continus jusqu'ici.

Il souligne également que les technologies déjà développées et maîtrisées en Europe sont nombreuses. En témoigne le module de service de la capsule habitée au long cours Orion (fabriqué en Allemagne), les modules construits pour l'ISS (et bientôt la station lunaire Gateway) par Thales Alenia Space en Italie, les matériaux de rentrée atmosphériques utilisés sur le démonstrateur IXV réalisés par ArianeGroup à Bordeaux, les compétences en propulsion solide pour un système de sauvegarde…

À vrai dire, il y a peu de domaines dans lesquels les Européens n'ont jamais été impliqués au premier plan, souligne l'étude, à l'exception des scaphandres.

Mauvais choix interdit

Après avoir étudié les trois options majeures pour un véhicule spatial habité (capsule, corps portant ou navette) ainsi que les sous-systèmes associés, le groupe recommande une solution qui sera vue comme « simple et efficace », et ce, afin de maximiser les chances de succès du programme et le respect de l'agenda. Dans ce cadre, c'est une capsule qui serait privilégiée, ou bien un dérivé de la petite navette SpaceRider de l'ESA, actuellement en développement en Italie. Dans tous les cas, le groupe recommande d'utiliser d'abord une version cargo avant de développer un véhicule habité. Donc, SpaceRider semble être une piste technologique intéressante.

De la même façon, les avantages d'un retour à terre plutôt qu'en mer sont mis en avant pour la réutilisation et la facilité d'accès (avec éventuellement l'option technologique de parachutes), tandis qu'une conception modulaire serait privilégiée. Enfin, pour disposer d'un véhicule le plus versatile possible, il serait envisagé un port d'amarrage « universel » ou adaptable aux futurs standards russes, américains, chinois ou même privés, pour peu que ces derniers donnent l'autorisation de visite en orbite.

Contrairement à Ariane 5, qui était conçue dès l'origine pour des vols habités, Ariane 6 nécessiterait des adaptations pour accueillir une capsule ou un véhicule spatial du même genre. Mais, selon l'étude, cela reste possible sans véritable révolution, à partir du moment où Ariane 6 arrive à prouver en amont une fiabilité à toute épreuve, justifiant une confiance pour que des astronautes puissent y monter. En somme, un peu comme Falcon 9 et Atlas V aux États-Unis, la sécurité des vols reposerait amplement sur les systèmes de sauvegarde, comme la tour d'éjection d'une capsule, ainsi que sur un potentiel aménagement du site pour évacuer les équipes rapidement et en toute sécurité. Le groupe de travail propose même une solution élégante pour l'accès des astronautes, avec une adaptation du portique mobile d'Ariane 6 déjà terminé et équipé au Centre spatial guyanais.

Ces changements restent toutefois encore hypothétiques, l'étude est avant tout présente pour montrer qu'il n'y a pas de point de blocage majeur à ce stade. Rappelons qu'Ariane 6 est encore aux prémices de sa vie opérationnelle, les essais combinés (les plus importants) n'auront lieu que cet hiver et la mise en service du lanceur est attendue, si tout se passe bien, à la fin du printemps 2022…

La réponse est dans le porte-monnaie

Le pivot central pour voir un jour décoller des astronautes sur une fusée Ariane sera avant tout d'ordre budgétaire. Et, par extension, politique. La présentation de ce groupe de travail pointe ce sujet sans fard : pour avoir une chance de réussir, il faut qu'une décision forte sur le sujet soit prise d'ici la fin d'année prochaine, lors de la prochaine grande assemblée ministérielle de 2022.

Josef Aschbacher, le directeur de l'ESA, semble particulièrement intéressé, mais il faudra surtout convaincre les nations qui contribuent le plus aux comptes de l'agence : la France, l'Allemagne, l'Italie et, dans une moindre mesure, le Royaume Uni et l'Espagne. Afin d'avoir un budget maîtrisé, il faudrait aussi au moins deux années d'études précises pour cerner tous les aspects du projet et définir pour lui une enveloppe fixe sur environ une décennie. Ce qui, même à moins de « deux euros par habitants des pays ESA », représentera un poste très important.

Les Européens sont-ils prêts à investir ces milliards d'euros supplémentaires à moyen-long terme ? Dans un contexte de relance post-COVID (touchons du bois), ce ne sera pas une certitude, d'autant que l'alternative est claire… À budget inchangé, il sera impossible de disposer d'un programme de vols habités sans sacrifier des postes importants, comme l'observation terrestre ou une partie de l'exploration du Système solaire déjà prévue dans la décennie à venir.

Une solution possible pour renforcer techniquement le programme, tout en lui assurant un avenir plus solide, est de passer par une coopération internationale. Les prospects, étonnamment, ne manquent pas… Même si certains partenariats paraissent difficiles à mettre en place (comme celui avec Sierra Nevada Company, qui produit sa petite navette DreamChaser et rêve de passer d'une version cargo à une version habitable).

La solution pourrait venir des Indiens, en plein développement de leur capsule au sein du programme Gaganyaan… Ou, plus simple encore, de la Russie avec Soyouz ? En effet ce ne serait pas vraiment des vols habités européens (ni sur Ariane), mais le pays se renseigne actuellement pour utiliser le centre spatial Guyanais pour des décollages de la capsule Soyouz vers la station spatiale chinoise. Rien de tel qu'un accord donnant-donnant…

Tout ou rien, sur 20 ans

Gare toutefois à ne pas s'engager sur un tel programme sans en cerner absolument tous les aspects. Il s'agirait bien d'un engagement à plusieurs milliards d'euros (au moins 5, probablement 10, voire plus) sur au moins 6 à 8 années de développement pour un véhicule qui sera ensuite utilisé au moins une décennie. Cela signifie aussi que s'il est conçu avec Ariane 6, il touchera directement au design de la prochaine génération Ariane. C'est donc un coup de tampon qui engagera une part significative du spatial européen sur deux décennies !

Enfin, si l'aval est donné, il faudra veiller à disposer d'une version moderne et évolutive. Le paysage des vols habités à la fin de la décennie ne sera pas celui qui a prédominé ces dernières années : les solutions se multiplient, le tourisme orbital se développe, SpaceX travaille à son gigantesque Starship… L'Europe spatiale a sans doute les compétences pour se lancer dans un tel défi.

Reste à savoir si, collectivement, elle en a l'envie et les moyens.

Source : CNES