Un moteur-fusée à bas coût, réutilisable avec une nouvelle approche en matière de propulsion. Voilà ce qu’est Prometheus, qui doit faire ses débuts en 2030 avec Ariane Next. Pour la première fois, il a été allumé.

C’est un petit allumage pour ArianeGroup, mais une mise à feu cruciale pour l’Europe spatiale. Pour la toute première fois, le prototype du futur moteur-fusée européen a été démarré à l’occasion d’un essai qui s’est déroulé à Vernon, dans l’Eure, au nord-ouest de Paris, a-t-on appris le 18 novembre 2022. Son nom ? Prometheus. Date estimée de mise en service ? Vraisemblablement vers 2030.

Le nom de Prometheus fait référence à Prométhée, figure de la mythologie grecque dont on dit qu’il a offert le feu aux Hommes en le dérobant aux dieux de l’Olympe. Ce moteur doit faire rentrer l’Europe spatiale dans une nouvelle dimension : celle des moteurs-fusées réutilisables. En ligne de mire : réagir à SpaceX et ses lanceurs réutilisables et automatiques.

Un moteur-fusée moins cher, réutilisable avec un nouvel ergol…

Le réemploi de Prometheus pour accompagner plusieurs vols n’est pas la seule caractéristique attendue. Ce doit aussi être un moteur-fusée « bon marché », en tout cas plus que les solutions actuelles de l’Europe. En comparaison, Prometheus ne doit coûter qu’un dixième de Vulcain 2, indique l’Agence spatiale européenne.

Le moteur-fusée Vulcain est celui qui sert actuellement pour Ariane 5 dans sa version la plus récente, dite ECA. Dénommé Vulcain 2, il sera remplacé par une évolution intitulée Vulcain 2.1 lors des débuts d’Ariane 6 en 2023. Tous ces engins constituent les étages principaux des fusées. Leur fonctionnement est appuyé par l’usage de propulseurs latéraux, par deux ou quatre.

Le développement de ce moteur-fusée « low cost » est permis par « l’usage intensif de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques de fabrication », note l’Agence spatiale européenne. Cela inclut l’emploi de la fabrication additive, ou impression 3D, qui « permet de réduire considérablement le nombre de pièces ». La production est ainsi raccourcie et simplifiée.

Ariane 6, vue d'artiste. // Source : ESA - D. Ducros
Ariane 6, vue d’artiste. Cette fusée fonctionne encore avec le moteur-fusée Vulcain. // Source : ESA – D. Ducros

Autre changement significatif par rapport à Vulcain : l’ergol. Vulcain exploite un mélange d’oxygène et d’hydrogène sous forme liquide. Avec Prometheus, le mix sera composé d’oxygène et de méthane liquides. Historiquement, l’hydrogène a toujours été compliqué à manipuler. L’hydrogène a encore posé des difficultés récemment avec le Space Launch System (SLS).

Cette base pour le « carburant » des futures fusées européennes ne sera pas parfaite : elle fait surtout évoluer la balance des bénéfices / inconvénients. Le méthane est jugé moins performant que l’hydrogène, mais s’avère plus maniable et plus facilement liquéfiable (à -180° C, contre -252° C pour l’hydrogène liquide). Tout celui doit aussi être pris en compte dans le design des fusées.

Officialisé en 2017, le projet Prometheus sera mis en œuvre avec Ariane 6. Cependant, il équipera plutôt le lanceur d’après, appelé pour l’instant par le nom de code Ariane Next. Ce sera à ce moment-là que les moteurs-fusées Vulcain tireront leur révérence. Mais, d’ici là, il faudra accomplir encore de nombreux essais et tester l’intégration au reste de la fusée.

D’autres essais sont prévus en 2023, précise l’Agence spatiale européenne. En parallèle doivent avoir lieu les tests de Themis, un prototype de lanceur doté d’un étage réutilisable. C’est à cette occasion que la combinaison moteur-fusée / étage doit être éprouvée, avec à la clé des petits « bonds » pour tester la capacité d’allumage, d’envol et d’atterrissage du lanceur.