LHydyneS'écrit plus rarement également « Hydine » ou « Hidyne », (prononcé en anglais ), originellement Bagel, est un ergol américain constitué d'un mélange massique de 60 % de 1,1-diméthylhydrazine (UDMHPour l'anglais Unsymmetrical DiMethylHydrazine.) et 40 % de diéthylènetriamine (DETA).
L'Hydyne est une substance hygroscopique (absorbant l'humidité de l'air), claire et incolore à température ambiante, dégageant une odeur ammoniacale caractéristique. Ses propriétés chimiques lui permettent d'être miscible en toute proportion avec l'eau et diverses autres substances. L'Hydyne partage plusieurs caractéristiques avec l'UDMH (principal constituant de l'Hydyne), un autre carburant pour fusée. L'Hydyne, faisant partie de la série de carburant , est spécifiquement désigné sous le nom de code « Mixed amine fuel 4 » (abrégé en MAF-4) et également connu sous le nom de "U-DETA", une contraction de UDMH-DETA.
Utilisé comme carburant en combinaison avec l'oxygène liquide, il a propulsé des fusées de la famille Redstone (famille dérivant du missile Redstone), notamment les Jupiter-A, Jupiter-C et Juno I. Sa conception a été confiée à Mary Sherman Morgan de la North American Aviation, qui avait pour mission d'améliorer les performances du lanceur américain Juno I. Ce dernier a ainsi permis de mettre en orbite le le premier satellite américain, Explorer 1, marquant l'entrée des Etats-Unis dans la course à l'espace.
Mais l'Hydyne ne s'est pas limité à des applications spatiales : il a également été employé dans le domaine militaire, en particulier pour alimenter le drone cible Beechcraft AQM-37 Jayhawk, en association avec l'IRFNA (Inhibited Red Fuming Nitric Acid). De plus, l'avion supersonique à moteur-fusée Bell X-1, célèbre pour avoir franchi le mur du son, a expérimenté l'utilisation de l'Hydyne le . Cependant, l'Hydyne présentait des inconvénients majeurs, notamment sa toxicité et son effet corrosif, qui ont conduit à son abandon pour les missions habitées du programme Mercury utilisant également les fusées Redstone. Ces risques potentiels ont mené à l'utilisation d'alcool éthylique sur les Mercury-Redstone, le carburant habituellement utilisé sur les fusées Redstone. Néanmoins, l'Hydyne a continué à être utilisé pour les drones cibles jusqu'à la fin de leur service.
Étymologie Le nom « Hydyne » est une combinaison des termes « Hydrazine » et « Rocketdyne ». Hydrazine se réfère à la molécule de base ainsi qu'à ses dérivés, dont les composants de l'Hydyne, à savoir l'1,1-diméthylhydrazine (UDMH) et la diéthylènetriamine (DETA), appartiennent à cette famille de molécules. Rocketdyne est quant à lui le nom de la société dans la quelle le carburant fut conçu. Le suffixe -dyne provient du grec δύναμις, dýnamis, signifiant puissance ou force. Le carburant peut également être écrit sous une variante plus rare, « Hidyne ».
Le terme « MAF-4 » (ou plus rarement « MAF-40 ») est l'acronyme de Mixed Amine Fuel, ce qui se traduit par « Carburant aminé mixte » en français. Cette série de carburants comprend cinq catégories distinctes, numérotées de 1 à 5. Composés principalement d'UDMH et de DETA, ces carburants utilisent généralement des hydrazines comme base. L'objectif principal des formulations est de diminuer le point de congélation des carburants..
Histoire Course à l'espace
Wernher von Braun a proposé en 1954 l'idée de mettre un satellite en orbite lors d'une réunion du comité de vol spatial de l'américain Rocket Society. Il baptisait son projet « Orbiter », et son plan était d'utiliser une fusée de recherche et développement, dérivée du PGM-11 Redstone, le Jupiter-C, avec des grappes de petits propulseurs à propulsion solide au sommet.
En pleine année géophysique internationale, qui doit s'étaler de à , Les États-Unis et l'Union des républiques socialistes soviétiques déclarent vouloir chacun placer un satellite artificiel en orbite terrestre basse. Aux États-Unis, deux camps de recherches voient le jour, pour réussir la mise en orbite d'un satellite avant les Soviétiques. Le premier, est le projet Orbiter, dirigé par Wernher von Braun et son équipe d'ingénieurs allemands, avec une étroite collaboration de l'US Army. L'autre camp est celui du Naval Research Laboratory, travaillant sur le programme Vanguard, une fusée-sonde Viking modifiée qui permettra l'envoi d'un petit satellite d'un kilogramme. Pour se charger de sélectionner le vainqueur, le comité scientifique suit les directives présidentielles qui stipulent que le projet doit conserver un caractère civil.
Le , au détriment d'Orbiter pourtant plus abouti, le président Eisenhower approuve le programme Vanguard.
Le , les Soviétiques réussissent la première mise en orbite d'un satellite, Spoutnik 1, suivie par Spoutnik 2 un mois plus tard, contenant la chienne Laïka. Les Américains répliquent le , avec un vol d'une fusée Vanguard, volant seulement deux secondes avant d'exploser en se crashant sur le pas de tir.. Après cette défaite, les États-Unis se tournent vers Wernher von Braun et ses fusées Redstone, plus particulièrement son Jupiter-C, pour les transformer en lanceurs. Mais un problème apparait : tel que conçu, le Jupiter-C n'avait pas une capacité de levage suffisante pour atteindre l'orbite. Wernher von Braun avait calculé que si on augmentait l'efficacité du carburant de 8 %, la fusée serait capable de mettre un satellite en orbite.
Avant la création de l'Hydyne, les fusées de la famille Redstone utilisaient de l'éthanol coupé à 25 % d'eau comme carburant, et de l'oxygène liquide comme comburant (oxydant). Pour la conception d'un nouveau carburant, mais aussi un oxydant, l'armée insiste pour que la NAA mette à la tête du projet une personne. Ainsi, lorsqu'un colonel vient au bureau de la NAA avec des nouvelles du contrat, la NAA lui répondit sans hésiter que Mary Sherman Morgan sera à la tête du projet. Le colonel s'en oppose, car elle ne possède pas de diplôme universitaire, et se trouvait également être une femme. Mais après insistance, Mary Sherman Morgan est mise à la tête du projet, pour la conception d'un nouveau carburant, mais aussi d'un nouvel oxydant.
Développement vignette|Illustration de Mary Sherman Morgan, inventrice de l'Hydyne. Durant le développement d'Hydyne, Mary Sherman Morgan est aidée dans ses calculs par Bill Weber et Toru Shimizu, qui venaient d'obtenir une maîtrise en génie chimique et avaient été embauchés lors d'un salon de l'emploi. Travaillant jour et nuit, ils ont essayé de faire des suppositions éclairées sur les combinaisons qui fonctionneraient, puis de faire les calculs pour prouver les résultats. Outre le carburant, la NAA et l'armée avaient également demandé à Mary Sherman Morgan de concevoir une alternative à l'oxygène liquide, mais sachant qu'il y avait des centaines de combinaisons de carburant, mais peu d'options pour les oxydants, elle a continué avec le développement du carburant, car elle savait qu'il y avait une bien meilleure chance de trouver une alternative pour ce dernier.
Le lendemain, les trois chercheurs trouvent la masse volumique, et Mary Sherman Morgan commande quatre tonnes de diéthylènetriamine, mais le ratio n'est pas encore établi. En peu de temps, Mary Sherman Morgan suppose que le ratio UDMH/DETA est 60/40, confirmé par calcul. Elle baptise sa substance « Bagel ». Le choix de ce nom est un jeu de mots avec l'oxydant utilisé, l'oxygène liquide, abrégé en « LOx », qui porte le même nom qu'un filet de saumon baptisé , servi avec du bagel. Mais l'armée, n'acceptant pas ce nom, le renomme « Hydyne ». Grâce à ce nouveau carburant, le gain est augmenté de 8 % au minimum, et le moteur devrait pouvoir être en fonctionnement pendant dans trois tests distincts.
Dans les premiers temps, des suppositions ont été établies. Un jour, la manière dont l'Hydyne est introduit et mélangé dans le moteur-fusée est légèrement modifié. Après trois essais, le moteur-fusée consommait le carburant pendant parfaitement . Le carburant est alors validé.. L'Hydyne pouvait produire une poussée de () mélangé à de l'oxygène liquide, avec un ratio de 1,73., plus que l'alcool éthylique. De plus, son impulsion spécifique est supérieure à celui de l'éthanol, et est aussi plus dense, ce qui permettait une charge propulsive accrue.
Essais et période d'utilisation vignette|Jupiter-A CC-43 décollant de la base de Cap Canaveral, le . Comme d'autre Jupiter-A, il utilise l'Hydyne comme carburant. Vol sur le Jupiter-A (CC-15) — 19 novembre 1956 : La première utilisation de l'Hydyne a eu lieu sur le Jupiter-A (numéro 15), un missile Redstone modifié à des fins expérimentales pour tester le missile Jupiter. Ce lancement utilisait la variante A-4 du moteur Redstone. La fusée a décollé le à 8h23 ET. Les principaux objectifs de ce test étaient d'évaluer la précision du système de guidage complet (ST-80) et de vérifier les composants de contrôle du missile Jupiter. Considéré comme un succès, le missile a parcouru une distance d'environ . ' Vol sur le Jupiter-A (RS-22) — 19 décembre 1956 : L'Hydyne fut par la suite utilisé le . sur Jupiter-A (numéro 22), un mois plus tard après le CC-15. L'objectif de cette mission était de tester le contrôle d'un missile instable en utilisant un capteur pour mesurer l'angle d'attaque pendant la phase ascendante. Le point de visée est manqué de , l'impulsion spécifique ayant dépassé les valeurs prévues.. Vol sur le Jupiter-A (CC-45) — 14 janvier 1958 : Le Jupiter-A #CC-45 décolle le au pas de tir LC-6 de Cap Canaveral. Le vol a permis de démontrer le système de guidage complet. Le vol a également permis de réaliser le cinquième essai en vol complet de l'ogive inerte et du système d'allumage. L'Hydyne a été utilisé lors de ce vol pour améliorer les performances, et des nacelles de télémétrie détachables ont été testées au cours du vol. Tous les objectifs de la mission ont été atteints, et l'amerrissage à nautiques de la cible s'est produit à au-dessus et à à droite du point d'impact prédéterminé. Jupiter Vols sur les Jupiter-C — (15 mai 1957 à 8 août 1957) : - Vols sur les Juno I : - Vol sur le Jupiter-A (CC-43) — 27 février 1958 :- vignette|Le Bell X-1E (1955). Vol sur le X-1E — 6 novembre 1958 : Le , le pilote John B. McKay prend le contrôle du Bell X-1 , un avion expérimental à moteur-fusée pour effectuer un vol de recherche afin de tester les changements du moteur. Sur ce vo à basse altitude, les ingénieurs de la NACA du High-Speed Flight Research Center proposent de faire passer la vitesse maximale de l'engin de à Mach 3, en augmentant la pression dans le moteur-fusée LR-8-RM-5, mais aussi en remplaçant l'alcool éthylique faisant office de carburant par de l'Hydyne. Décembre de cette même année, une inspection au rayon-X a dévoilé des fissures dans le réservoir de carburant. À cause du coût de réparation et de la prochainement mise en service du X-15, le X-1E — et les X-1 en général — ont été mis hors service après ce dernier vol..
Abandon dans la conquête spatiale
vignette|Malgré l'utilisation de l'Hydyne dans diverses fusées de la famille Redstone, c'est avec l'émergence du programme Mercury et l'introduction de la Mercury-Redstone que l'Hydyne se retira du programme spatial américain.