Nova est un lanceur américain de moyenne puissance entièrement réutilisable en cours de développement qui doit effectuer son premier vol en 2026. Cette fusée est développée par la société , basée dans l'agglomération de Seattle dans l'état de Washington. Celle-ci a été fondée en 2020 par d'anciens employés de pour développer un lanceur comportant un deuxième étage réutilisable. Comme dans le cas de , a adopté le modèle de l'intégration verticale c'est à dire que le lanceur et sa propulsion sont entièrement conçus et construits par la société.

Le premier étage du lanceur Nova est propulsé par sept moteurs-fusées utilisant un cycle à combustion étagée à flux complet brulant du méthane et de l'oxygène, une architecture complexe à mettre au point mais très performante. Pour permettre la réutilisation du second étage, celui-ci met en œuvre une architecture très originale avec une base utilisé comme bouclier thermique métallique durant la rentrée atmosphérique. Celle-ci est refroidie par de l'hydrogène liquide et des moteurs répartis à sa circonférence. Cette architecture, qui ne dépend pas de briques d'isolant thermique fragiles, permet théoriquement de réutiliser le second étage avec le minimum de remise à niveau. Dans sa version non réutilisable, le lanceur peut placer en orbite basse et dans sa version réutilisable .

Le premier vol est prévu début 2027. Une version plus puissante, capable de placer 15 tonnes en orbite basse, doit prendre le relais vers 2029.

Historique

Andy Lapsa et Tom Feldman, deux anciens ingénieurs de , fondent en 2020 la société à Kent dans l'agglomération de Seattle dans l'état de Washington. Celle-ci obtient une subvention de de la part de la Fondation nationale pour la science (National Science Foundation ou NSF) pour développer un étage supérieur de fusée réutilisable. Au cours des années suivantes la société parvient à lever à plusieurs reprises des fonds sur le marché financier : de dollars en , de dollars en décembre de la même année. La société met au point un prototype du système de propulsion du deuxième étage qui est mis à feu à sur un banc d'essai de moteur-fusée. En 2025, une nouvelle levée de fonds sur le marché financier permet d'obtenir de dollars, porté à en . A cette date le montant total des fonds levés s'élève à de dollars. Selon le constructeur la société a effectué une nouvelle levée de fonds de 1 milliard de fond en septembre 2026.

Développement du lanceur

En 2023, le responsable de annonce que sa société, qui s'était jusque là concentrée sur la mise au point d'un étage supérieur réutilisable annonce le développement d'un lanceur entièrement réutilisable. Cet objectif, qui théoriquement permet d'abaisser fortement les coûts de lancement, est poursuivi depuis longtemps par les concepteurs de fusée mais n'a jamais été atteint sauf récemment par . La société reprend le modèle d'intégration verticale adopté par en développant en interne à la fois la structure du lanceur et les différents composants de la propulsion (turbopompe, chambre de combustion, tuyère). Au cours des premiers mois de 2023, une maquette à l' du second étage, baptisée , est réalisée pour effectuer des tests aérodynamiques. En , la société choisit de tirer ses fusées depuis le complexe de lancement 14 de la base de Cap Canaveral qu'elle loue à l'Armée de l'Air américaine. Le même mois un test de chargement des réservoirs du second étage est effectué sans mise à feu. Une courte séquence de décollage et atterrissage du second étage (altitude maximale ) est réalisée en en utilisant la moitié des le propulsant. En , lève de dollars sur le marché financier. En , la société achève l'assemblage du moteur propulsant le premier étage qui est testé pour la première fois en sur banc d'essai moteur. Le premier vol du lanceur prévu initialement en 2025 est repoussé en 2026 puis en 2027. En septembre 2026 la société annonce que le lanceur en développement, Nova Pathfinder, doit déboucher sur une version opérationnelle baptisée Nova Block 2 plus puissante capable de placer 15 tonnes en orbite basse et 4 tonnes en orbite de transfert géostationnaire dans sa configuration entièrement réutilisable.

Une architecture technique originale (deuxième étage réutilisable)

Hormis le Starship de , Nova est le seul lanceur qui développe un deuxième étage réutilisable. La complexité de l'architecture nécessaire pour y parvenir réside principalement dans le fait que cet étage, qui circule à plus de 7 km/s, doit survivre à la rentrée atmosphérique qui le soumet à des températures particulièrement élevées sans que cette phase de vol nécessite une remise en état trop couteuse. La Navette spatiale américaine a démontré durant la décennie 1980 que la solution du bouclier thermique constitué de briques de matériau isolant protégeant le flanc de l'engin (celui-ci rentre en effectuant une sorte de vol plané) entrainait un cout rédibitoire. Pour son lanceur Starship la société SpaceX utilise également un bouclier thermique du même type en position ventrale sans que l'on sache courant 2026 si cette solution est viable économiquement.

Pour le deuxième étage de son lanceur Nova, la société Stoke Space a opté pour une solution radicalement différente. Le deuxième étage effectue sa rentrée en mettant en avant sa face arrière où sont situés les moteurs-fusées. Ces derniers sont protégés par leur position en périphérie de la base et en retrait par rapport à la surface du bouclier thermique. La base, qui subit les températures extrêmes, est refroidi par de l'hydrogène liquide servant par ailleurs d'ergols aux moteurs. De manière plus détaillée : La structure de l'étage est en acier inoxydable matériau qui résiste à des températures élevées (avec une pénalité de masse car beaucoup plus dense que l'alliage d'aluminium utilisé de manière traditionnelle). L'étage effectue sa rentrée avec sa base tournée vers l'avant (et non le flanc comme c'est le cas pour la navette spatiale américaine et le lanceur Starship). Cette face arrière, qui subit l'échauffement maximal, sert donc de bouclier thermique et à ce titre est renforcé (bullet proof d'après son concepteur). Sa forme incurvée faciliment l'écoulement des gaz chauds et du coup limite l'échauffement. Durant la rentrée atmosphérique la base de l'étage est maintenu sous son point de fusion grâce à la circulation dans des canalisations dédiées d'hydrogène liquide utilisé par ailleurs par les moteurs-fusées (Ce système est analogue au refroidissement convectif dit régénératif de la chambre de combustion d'un moteur fusée à ergols liquides). Cet ergol, qui sort des réservoirs dispose du fait de sa température de , d'une capacité d'évacuation de la chaleur particulièrement importante. Un unique couple de turbopompes alimente 24 chambres à combustion distribuée à la périphérie de la base de l'étage. Le bouclier thermique est perforé pour laisser passer les gaz des 24 moteurs dont la tuyère se dépasse pas (le ratio d'expansion est égal à environ de 50) ce qui les protège de la chaleur. Du fait de la forme conique de l'étage, l'échauffement des flancs de l'étage durant la rentrée atmosphérique est limité. Aussi ceux-ci peuvent se passer d'une protection thermique. La répartition des tuyères à la périphérie de la base de l'étage avec un axe légèrement à l'extérieur du premier étage (la base du second étage a donc un diamètre plus important que le premier étage) permet une séparation à chaud des deux étages sans protection thermique du sommet du premier étage.

Caractéristiques techniques

Version Nova Pathfinder

Selon la déclaration faite aux autorités réglementaires américaines en (elles sont donc susceptibles d'avoir évoluées), le lanceur Nova est haut de pour un diamètre maximum de et une masse au lancement de . Les deux étages sont réalisés en acier inoxydable.

Premier étage vignette|334x334px|Essai d'un des moteurs du premier étage (2024).

Le premier étage est haut de pour un diamètre de . Les ergols (méthane et oxygène liquide) représentent une masse de . L'étage est propulsé par sept moteurs-fusées à ergols liquides Zenit d'une poussée unitaire de au niveau de la mer (poussée totale ). Ces moteurs conçus en interne utilisent un cycle à combustion étagée à flux complet qui permet des performances élevées au prix d'une grande complexité de développement. Seul le moteur Raptor de utilise cette technique de manière opérationnelle. Leur impulsion spécifique est de . La pression est de dans les turbopompes et de dans la chambre combustion. Le processus de fabrication repose principalement sur l'impression 3D. Ils peuvent être redémarrés et leur poussée est modulable y compris en présence d'une atmosphère plus ou moins dense. Le train d'atterrissage déployé peu avant l'arrivée au sol comprend trois pieds.

Deuxième étage

Selon la déclaration de 2023, le second étage est haut de pour un diamètre maximum de . Sa propulsion est assurée par 24 petits moteurs baptisés collectivement qui brûlent un mélange d'oxygène et d'hydrogène liquide et fournissent une poussée totale de dans l'espace. Les moteurs utilisent un cycle d'alimentation de type expandeur. Leur impulsion spécifique est de . Deux turbopompes (oxygène et hydrogène) alimentent l'ensemble des . Le train d'atterrissage déployé peu avant l'arrivée au sol comprend trois pieds. Le processus de fabrication repose principalement sur l'impression 3D.

Performances annoncées

Le site de la société annonce en les performances suivantes : orbite basse : (lanceur entièrement réutilisable), (non réutilisable) ; orbite de transfert géostationnaire : ; orbite de transfert vers la Lune : ; trajectoire interplanétaire (C3=0) : .

Version Nova Block 2

Une version plus puissante, baptisée Nova Block 2, a été annoncée en septembre 2026 avec un premier vol prévu en 2029. Le nouveau lanceur pourra placer dans sa version réutilisable 15 tonnes en orbite basse et 4 tonnes en orbite de transfert géostationnaire. D'après les rendus diffusés, le lanceur serait haut de 68,5 mètres pour un diamètre de 4,5 mètres. Le premier étage sera équipé de 14 moteurs Zenith (au lieu de 7) générant une poussée totale de 771 tonnes. L'architecture du deuxième étage serait différente. Celui-ci aurait une forme cylindrique et non conique pour permettre d'emporter plus d'ergols et de disposer d'une coiffe de plus grand volume. Pour refroidir les flancs de l'étage exposés de manière plus importante à la chaleur, ceux-ci seront également refroidis par de l'hydrogène liquide. L'étage sera propulsé par 24 moteurs-fusées distribués en périphérie et alimentés par 12 jeux de deux turbopompes (au lieu d'une unique jeu de turbopompes) qui permettent de multiplier la poussée par cinq et d'améliorer la fiabilité (la panne d'une turbopompe n'entraine pas la perte de l'étage). L'impulsion spécifique atteint 400 seondes. La tuyauterie a été simplifiée et une pompe est désormais dédiée à la circulation de l'hydrogène utilisée pour le refroidissement. La coiffe d'un diamètre de 5 mètres ne serait pas récupérée.

Installations au sol

Le lanceur Nova doit décoller depuis le complexe de lancement 14 de la base de Cap Canaveral (Floride) que loue à l'Armée de l'Air américaine. L'ensemble du site a été reconstruit (les travaux se sont achevés fin 2025) pour s'adapter aux caractéristiques de la fusée. Les installations comprennent une tour de lancement, une table de lancement métallique surplombant des carneaux par lesquels les gaz produits par la fusée au décollage sont évacués et à faible distance des réservoirs d'ergols, un bâtiment où le lanceur est assemblé et un autre dans lequel la charge utile est préparée. Un système de déluge permet d'amortir les vibrations produites par l'éjection des gaz. La société fabrique les différents composants de la fusée à son siège Kent près de Seattle et dispose par ailleurs d'un banc d'essai moteur à Moses Lake dans l'état de Washington.

Lancements planifiés