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BOR : des prototypes qui ont beaucoup voyagé

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
12 août 2021 à 15h04
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BOR navette prototype Bor-2 2 © URSS/DR
Un prototype de navette BOR-2. Crédits URSS/DR

Espionnage, progrès technologique et études aérodynamiques : voilà ce qui a mené au projet soviétique BOR, qui servait à préparer la future navette Bourane. Un programme très poussé, qui n'est pas resté aussi secret qu'espéré… et qui, sous une forme étonnante, survit un peu aujourd'hui.

Comme toujours, on se demande ce que ça aurait pu donner si…

D'inspirations en inspirations

Si vous connaissez les navettes américaines STS, leur pendant soviétique, Bourane, reste beaucoup plus anecdotique (un seul vol spatial non habité), malgré l'ampleur titanesque du programme. Sauf que ces deux programmes, chacun d'un côté du rideau de fer, ne sont pas les premiers projets sérieux de navettes. En effet, la possibilité de disposer d'un concept « d'avion spatial » a traversé très tôt l'esprit des responsables des bureaux d'études. Les premiers à disposer de travaux d'ampleur sont les militaires américains avec le projet de navette de Boeing, la X-20 Dyna-Soar (elle-même issue de travaux des allemands, on y revient toujours). Pour des raisons budgétaires autant que techniques, le véhicule habité sera finalement mis de côté en 1963…

Mais pas avant d'avoir inspiré un projet concurrent en URSS, le Mig-105 « Spiral » soviétique. Ce dernier est ce qu'on appelle un corps portant : c'est son fuselage (avec sa vitesse et son angle d'attaque) qui permet de le maintenir en l'air. Sauf qu'il ne volera pas, lui non plus.

Bourane navette urss © inconnu
Bourane présentée au salon du Bourget en 1989. Notez bien que ce revêtement thermique et cet aérodynamique n'ont pas été improvisés... Crédits inconnus

Bienvenue à BOR

Or, une fois la course à la Lune terminée, la NASA et l'US Air Force remettent le couvert et annoncent le développement d'une autre navette, STS. Les Soviétiques répondent cette fois en mettant en place le programme Bourane. Et pour préparer Bourane, il faut un petit projet qui puisse répondre de manière réactive avec des prototypes qui vont valider les concepts aérodynamiques et tester des matériaux. Or, ça tombe bien : avant de mettre le Mig-105 de côté, un programme plus petit et automatisé a été mis sur pied : voici BOR, pour Bespilotnyi Orbital'nyi Raketoplan (avion-fusée orbital sans pilote).

La première génération de BOR reprend le même concept que Spiral, à l'échelle 1/3, puis 1/2 pour BOR-3. Il s'agit donc d'un corps portant qui, même s'il conserve une forme de cockpit sur le dessus, est un véhicule entièrement automatisé. Dans le concept, c'est une petite navette qui est placée en haut d'une fusée, et que les Soviétiques peuvent envoyer faire un vol parabolique à au moins 100 km d'altitude pour étudier son comportement aérodynamique et thermique.

BOR navette prototype Bor-4 vue de cote © URSS/DR
Malgré la présence d'un cockpit, ces véhicules n'étaient pas habités. Crédits URSS/DR

Les trois premiers exemplaires, BOR-1, 2 et 3, sont conçus à l'époque du projet Spiral, et sont construits pour valider le concept du corps portant, son ordinateur de contrôle de vol, les communications et la manœuvrabilité. Et les premiers vols ont eu lieu dès 1969… avant d'être de plus en plus espacés, au fur et à mesure que l'URSS perdait de l'intérêt dans le projet du Mig-105. Jusqu'à ce que soit décidé le projet Bourane. Pour tester « rapidement » les futurs matériaux qui constitueront Bourane, et notamment les tuiles et revêtements thermiques qui recouvriront ses surfaces lors de la rentrée dans l'atmosphère, c'est le matériel idéal. Sont donc construites les navettes BOR-4 qui serviront de base d'expérimentation, qui seront automatisées et bourrées de capteurs pour que les équipes au sol puissent obtenir d'avantage de données sur cette phase de vol spécifique dans la haute atmosphère. Avec BOR-4, les équipes vont plus loin que le concept initial, car ce sera bien une navette orbitale !

Quand BOR joue la discrétion

BOR-4 est petite comparée à Bourane ou aux navettes STS, mais c'est déjà un véhicule de bonne taille : 3,8 mètres de long, 2 m de large hors ailerons, environ une tonne sur la balance… Et c'est loin d'être une coquille vide ! Ordinateur de bord, réservoirs pour les petits propulseurs d'orientation, ainsi qu'un moteur principal pour pouvoir freiner une fois en orbite. Le premier vol d'essai a lieu le 5 décembre 1980, en toute discrétion sur le territoire soviétique. Ce n'était une fois plus qu'une parabole suborbitale, mais cette fois, tous les systèmes sont validés : BOR-4 va pouvoir tester les nouveaux revêtements de la future Bourane.

BOR navette prototype Bor-4 de dessous © URSS/DR
On voit très bien ici le travail réalisé sur les tuiles thermiques pour préserver le "ventre" de cet exemplaire de BOR-4. Crédits URSS/DR

Il semble que 7 exemplaires de navettes BOR-4 vont sortir des ateliers de NPO Molnia, et qu'aucune n'ait été réutilisée, mais elles ont bien rempli leur rôle ! Il semble rester quelques doutes quant à certains vols, parce que ce programme de développement est resté le plus discret possible.

Sauf que… en termes de discrétion, on peut difficilement faire pire que le premier vol orbital de BOR-4. Ce dernier a lieu le 3 juin 1982. Grâce à son lanceur, la petite navette doit atteindre l'orbite, et lorsqu'elle repasse au-dessus de l'URSS, une commande lui est transmise pour qu'elle allume son moteur et freine pour amerrir sous parachute dans l'océan Indien. Une belle idée sur le papier, sauf que les deux navires soviétiques et les bateaux de la marine envoyés pour leur protection excitent rapidement la curiosité des Australiens, qui ne sont pas loin des îles Cocos. Résultat : les avions de patrouille maritime se relaient en permanence au-dessus du convoi… et les voient foncer sur l'océan pour récupérer l'objet spatial.

BOR navette prototype Bor-4 récupération © inconnu (via buran.fr)
Tiens tiens, mais on dirait bien une petite navette, dites-moi... Crédits inconnus via Buran.fr

Ainsi, lorsque les Soviétiques sortent BOR-4 de l'eau, les pilotes australiens n'hésitent pas à photographier en rase-mottes les équipes au travail sur le pont des bateaux. Des clichés qui vont voyager, n'en doutez pas. Une fois dans les mains des équipes de la CIA américaine, cette dernière envoie une équipe dans les locaux de la NASA, car personne n'arrive vraiment à comprendre le concept BOR qu'ils ont sous les yeux. Une équipe de l'agence utilise les clichés pour construire une maquette, qui sera ensuite utilisée en soufflerie… Et là, gros coup de chaud : les chercheurs américains se rendent compte que le véhicule est un corps portant très stable à des vitesses hypersoniques, jusqu'à quelques centaines de km/h ! Le concept va être étudié en profondeur.

Bourane n'est pas BOR…

Mais revenons en Union soviétique. Le premier vol orbital de BOR-4 est un gros succès, et un second a lieu dès mars 1983, à nouveau avec un revêtement thermique en test. Et à nouveau avec les avions australiens au rendez-vous à l'arrivée. Par la suite, les autres vols d'essais auront une zone de freinage et d'amerrissage différente en mer Noire. De façon globale, le programme a très bien fonctionné, et les solutions techniques vont permettre de préparer le programme Bourane. Cela dit, la grande navette russe ne sera pas un corps portant… Du coup, comment s'assurer que tout est en place aérodynamiquement ? Pour éviter d'avoir à payer les pots cassés, les équipes conçoivent donc BOR-5, qui est une copie au 1/8e de Bourane et n'a pas vraiment de filiation avec les prototypes précédents.

BOR navette prototype Bor-5 bourane © URSS/DR
Prototype BOR-5. Comme on peut le voir, il ressemble beaucoup à Bourane, et plus du tout à BOR-4. Mais c'est plus fidèle... Crédits URSS/DR

Cette dernière ne pèse que 1,4 tonnes et mesure 3,8 m de long - mais pour répliquer les conditions de l'entrée atmosphérique, ce sera suffisant. Le véhicule est envoyé à plus de 200 km d'altitude, avec un profil de vol qui lui fait imiter les mêmes conditions que celles dont souffrira la « vraie » navette, y compris l'angle d'attaque. De quoi, une fois de plus, vérifier les conditions du vol et préparer via l'expérience les futurs vols de la navette soviétique. Il y eut six exemplaires BOR-5, pour un nombre de tests qui reste incomplet aujourd'hui entre 1984 et 1988.

Le 15 novembre 1988, la navette Bourane s'envole pour son premier décollage orbital. La mission est un succès éclatant… même si elle ne revolera jamais. Mais ça, c'est une autre histoire.

Même pas BOR

De façon étonnante, le programme BOR a pratiquement survécu aujourd'hui. Et pas en Russie, mais aux Etats-Unis. En effet, les clichés étudiés en profondeur et les maquettes réalisées ont été amplement utilisées à la fin des années 80 et 90 pour le projet de navette américaine « de secours » HL-20, qui ne verra jamais le jour. Sauf que ces plans, comme les études en soufflerie, n'ont pas été jetés à la poubelle. Une entreprise va avoir le droit de les utiliser et même de les exploiter, sous contrat avec la NASA !

DreamChaser prototype sierra nevada © Sierra Nevada Corp
Admettez qu'on retrouve un air de famille (même si elle a évolué, c'est certain). Crédits Sierra Nevada Corp

Cette entreprise, c'est Sierra Nevada, et la navette qui résulte de ces travaux n'est autre que DreamChaser. Une navette en corps portant à ailes repliables et un « look de BOR-4 » qui devrait voler vers et depuis l'ISS à partir de 2022-23.

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blackdoor
Bor est allé plus loin que le programme Hermes.
ebottlaender
Effectivement, mais on peut être mauvaise langue et dire qu’il n’y a pas besoin de décoller très loin pour aller plus loin qu’Hermès.
Kahn-San
super article comme d’habitude, merci pour cette découverte !!
paulposition
Super travail journalistique, Des articles comme ca, on en redemande.
Maspriborintorg
Bourane avec son lanceur Energya ressemblent aux navettes US mais seulement en apparence: les contraintes aérodynamiques et thermique conduisent aux même formes et même matériaux. Mais il y a un grande différence: Bourane est passive à la mise en orbite, toute la poussée est fournie par la fusée Energya. Ce qui permettait d’utiliser Energya pour mettre sur orbite un satellite comme Polius de 150 t. Malheureusement Polius fut un échec car il y avait eu une erreur dans la programmation. Avec ce système Energya, la navette Bourane avait des moteurs neufs, contrairement aux navettes US qui réutilisaient leurs moteurs, concept trop en avance technologiquement à l’époque et qui nécessitait entre 6 et 18 mois de remise en état entre 2 vols. La navette Bourane a été testée seule équipée de réacteurs d’avions pour les essais préliminaires. Quand à sa mise en orbite, elle s’est faite en automatique ainsi que son atterrissage. Coordonnée de la piste d’atterrissage: 63°15’ 00.50"E 46°03’ 10.81" N (Baikonur)
kanda
Super article, merci !
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