Le X-37 est une navette spatiale robotique développée initialement par la NASA, dans le cadre d'un projet lancé en 1998 pour mettre au point de nouvelles technologies pour les décollages orbitaux et les rentrées atmosphériques et préparer le remplacement de la navette spatiale américaine. Le X-37 dérive du X-40A de Boeing agrandi d'environ 20 %. C'est un engin de taille réduite pesant , doté d'une soute cargo, et avec une capacité de manœuvre orbitale importante. Il est placé en orbite par un lanceur d'ULA ou de SpaceX, et se pose de manière automatique sur une piste d'atterrissage.
En 2004, à la suite de la suppression du budget alloué à la pour ce projet, celui-ci est repris par la DARPA, l'agence de recherche militaire américaine. En 2006, pour des raisons financières, cette dernière transfère le projet à l'US Air Force qui le remet en 2020 à l'US Space Force, nouvellement créée. Les missions que peut remplir le X-37 au service des forces armées des États-Unis ne sont pas connues car le projet est classé confidentiel depuis 2004. Il peut servir dans la lutte contre les satellites de puissances étrangères.
Le premier vol atmosphérique, pour le compte de l'USAF a lieu le en Californie, à la base Edwards. La première mission en orbite débute le et dure . En , la mission OTV-5 établit un nouveau record de dans l'espace ; les deux exemplaires construits du X-37B effectuent en orbite terrestre basse d'une durée cumulée de .
Historique
En 1998, la NASA lance le développement d'un démonstrateur volant de navette sans équipage pour valider de nouvelles technologies susceptibles de profiter au transport spatial.. Les domaines de recherche prospectés sont la conception des réservoirs d’ergols, le bouclier thermique, l'avionique et les aspects structurels. En , la société Boeing est sélectionnée pour développer le X-37 qu'elle propose de développer à partir du dessin du X-40A qu'elle conçoit pour la USAF : le coût, estimé à de dollars américains, est partagé à 50-50 % entre la et Boeing. Au cours des quatre années suivantes la , augmente sa participation de de dollars, et la apporte de dollars pour financer l’ajout de panneaux solaires et d’un système de contrôle d’attitude requis pour une utilisation militaire... vignette|Essais de roulage en 2007 à Vandenberg. Le X-37 est le troisième démonstrateur avancé développé par la . Il prend la suite du X-33 de Lockheed-Martin et du X-34 de Orbital Sciences mais contrairement à ceux-ci, qui sont uniquement capables d'effectuer des vols atmosphériques, il peut être injecté sur une orbite, puis effectuer une rentrée atmosphérique. Le X-37 doit permettre de valider technologies. La forme du X-37 dérive de celle du X-40A, dont il est une copie à l'échelle de 120 %. Le X-40A est d'ailleurs utilisé dans le cadre du projet X-37 pour tester les procédures d'atterrissage automatiques au de la .
Le premier vol en orbite du X-37 est prévu initialement en 2002 : le X-37 doit être lancé par la navette spatiale américaine, ce qui conditionne l'envergure maximale des ailes. En , Boeing reçoit un nouveau contrat de de dollars pour continuer à travailler sur le X-37 dans le cadre du projet de la . Deux prototypes doivent être construits : le X-37 (ALTV) est utilisé pour valider la phase du vol atmosphérique et l'atterrissage. Il permet de tester la stabilité aérodynamique, l'intégrité structurelle et les opérations de contrôle depuis le sol. Le X-37 (OTV) est utilisé pour valider les phases de lancement, les opérations en orbite, la rentrée atmosphérique et l'atterrissage. Il permet de tester notamment l'avionique, le bon fonctionnement du bouclier thermique et sa .
Le premier test du véhicule est programmé pour 2004, tandis que le vol orbital doit avoir lieu en 2006.
En 2004, le lancement du programme Constellation entraîne une révision des priorités de l'agence spatiale. La recentre ses travaux sur le vaisseau Orion. Le , le projet X-37 est transféré à la DARPA, l'agence de recherche de la Défense chargée des projets avancés, puis à la () en 2006... Il devient un projet classé confidentiel..
Depuis sa création le , les engins sont mis en œuvre par le , une unité du du US Space Command.
Vols atmosphériques
Les tests atmosphériques débutent en utilisant le X-40A. Ce dernier, après avoir été hissé à une altitude de par un hélicoptère, est largué et effectue un atterrissage en mode automatique. Les effectués en 2001 sont tous des succès. Les tests d’atterrissage sont confiés à la société et à son avion . Après plusieurs vols captifs effectués en 2005, le X-37B est lâché le mais il subit quelques dommages durant l'atterrissage. Les vols suivants permettent de qualifier le X-37B.
Historique des missions (2010-) vignette|Lancement de la mission OTV-3. vignette|Vue d'artiste de la rentrée atmosphérique du X-37A de la . OTV-1 À la suite des vols atmosphériques, le premier vol orbital est programmé pour 2008. Mais le programme subit des retards, et le premier lancement dont le nom de code est USA-212 est finalement effectué le depuis le pas de de la base de lancement de Cap Canaveral.. Le X-37B OTV-1 (« B » désigne la version militaire, « A » la version de la ) est mis en orbite terrestre basse par un lanceur . La navette se place sur une orbite de avec une inclinaison estimée d’après les observations d'astronomes amateurs à 40,0°. Le X-37B utilise ses moteurs pour relever son orbite le puis l'abaisser en le , le et le .. Le , après avoir séjourné dans l'espace durant , l'appareil effectue une rentrée atmosphérique en mode automatique . et se pose sur la piste d’atterrissage de la base de lancement de Vandenberg... La USAF ne donne aucune information précise sur la nature de la charge utile et les activités du X-37B dans l’espace. Elle indique que différentes expériences sont menées de manière à tester des capteurs, des sous-systèmes, des composants et de différentes technologies mis en œuvre à bord .
OTV-2 Un deuxième X-37B (OTV-2) est lancé par un lanceur le .. L'objectif de la mission n'est pas divulgué ; selon les militaires américains, elle doit permettre de tester de nouvelles techniques spatiales Wall, Mike, ", , . Consulté le .. Il se pose le sur la base de lancement de Vandenberg, après une mission de ..
OTV-3
Le premier véhicule utilisé pour la première mission en 2010 est de nouveau lancé le par un lanceur et devient donc la première des navettes à être réutilisée. Elle atterrit à Vandenberg le après un séjour de dans l'espace..
OTV-4
Une quatrième mission débute le .. Les caractéristiques de deux expériences emportées dans la soute de la navette sont rendues publiques. : vignette|Schéma du X-37B OTV-2 vu de l'arrière, de dessous et de côté.
Un propulseur à effet Hall XR-5A de Aerojet Rocketdyne est testé en vol en vue de son installation à bord des satellites AEHF de la USAF. L'objectif est de mesurer sur une longue période d'utilisation la dégradation du moteur dans le vide spatial et de mesurer l'évolution de ses performances. Le constructeur du propulseur annonce dès que ces tests fournissent des résultats conformes. La deuxième expérience embarquée est METIS () fournie par la NASA. Son objectif est de tester le comportement de de matériaux différents exposés dans le vide spatial en particulier la dégradation due au rayonnement ionisant et à l'oxygène atomique. Une expérience similaire avec de matériaux est en cours au même moment à bord de la Station spatiale internationale.
La navette X-37B se pose sans encombre sur la piste d'atterrissage du centre spatial Kennedy le après un séjour de et dans l'espace.
vignette|Schéma du X-37B OTV-2 vu de face, de dessus et de côté.|alt=|220x220px
OTV-5
La du X-37B décolle le à bord du lanceur de SpaceX..
La navette se pose au centre spatial Kennedy le à après en orbite.
OTV-6 La sixième mission du programme a décollé le . Le véhicule emporte plus d'expériences qu'aucun autre vol précédent, dont deux de la NASA. La première étudiera l'impact des radiations ambiantes sur des graines, tandis que la seconde testera divers matériaux dans l'environnement spatial. Une autre expérience conçue par le tentera de transformer l'énergie solaire en micro-ondes, pour ensuite la transmettre vers la Terre. La mission déploiera également le petit satellite développé par la , emportant supplémentaires. De plus, la navette décolle pour la première fois avec un module de service attaché à l'arrière, permettant d'accommoder une partie de la charge utile. Il est largué avant la rentrée atmosphérique.
La , nouvellement créée, est responsable depuis la mise sur pied de l'unité Delta 9 le , du décollage, des opérations en orbite, et de l'atterrissage...
OTV-7 La septième mission du programme a décollé le à bord d'une Falcon Heavy. Ce lanceur super lourd permet de l'envoyer sur une orbite elliptique élevée haute culminant à 38 838 km. Elle teste de « nouveaux régimes orbitaux », expérimente « des technologies d’avenir sur la connaissance du domaine spatial » et étudier « les effets des radiations sur des matériaux fournis par la NASA ». En , la US Space Force annonce que l'appareil doit effectuer une manœuvre d'aérofreinage pour revenir en orbite basse, éjectant son module de service au passage... Ces manœuvres permettent d'effectuer le changement d'orbite en économisant du carburant tout en assurant la destruction du module de service dans l'atmosphère. Ce type de manœuvre fait partie du concept d’opérations spatiales « dynamiques » que cherchent à développer les forces américaines.
+Synthèse des missions.VolDate de lancementBase de lancementVéhiculeLanceurDate de l'atterrissageSite atterrissageDuréeIdentifiant COSPARCommentaireCap Canaveralno 1 501 Vandenberg 2010-015AAutre désignation USA-212OTV-2 Cap Canaveral no 2 501 Vandenberg 2011-010AAutre désignation OTV-3 Cap Canaveral no 1 501 Vandenberg 2012-071AAutre désignation OTV-4 Cap Canaveral no 2 501 KSC Floride 2015-025AAutre désignation OTV-5Cap Canaveralno 2 KSC Floride 2017-052A Autre désignation OTV-6Cap Canaveralno 1 501 12 novembre 2022 KSC Floride908 jours2020-029A Autre désignation OTV-7KSC Florideno 2 Vanderberg 434 jours 2023-210A Autre désignation , USA-349
Caractéristiques techniques
Le X-37 est la première navette spatiale militaire développée par les États-Unis depuis l’annulation du projet Boeing X-20 Dyna-Soar. La navette est conçue pour se placer en orbite basse et effectuer des manœuvres orbitales. Le X-37 peut se placer sur une orbite comprise entre d'altitude. Il dispose en 2019 d'une autonomie augmentée à en orbite. La rentrée atmosphérique s'effectue comme pour la navette spatiale américaine en position cabrée à 40,0°. Le X-37 poursuit ensuite sa descente avec une pente de 20,0° en volant à , avant de se poser de manière automatique sur une piste d'atterrissage classique..
Structure Le X-37 est long de pour une envergure de . Selon la NASA, la masse à vide ne dépasse pas les , pour une masse totale de . La structure, qui est isolée de l'extérieur par un bouclier thermique, utilise, contrairement à la navette spatiale, des panneaux en composite plus léger que l'aluminium qu'il remplace.
Charge utile Le X-37 dispose d'une baie cargo fermée par deux portes selon une disposition similaire à celle de la navette spatiale. La baie fait .
Propulsion Le X-37B a un moteur-fusée unique, le AR-2/3 de Rocketdyne, alimenté par des ergols hypergoliques : l'hydrazine et le peroxyde d'azote remplacent le peroxyde d'hydrogène et le JP-8 prévus initialement. Les réserves d'ergols disponibles donnent au X-37 une grande capacité de manœuvre. Le X-37B de la est équipé pour la première fois d'un propulseur à effet Hall, permettant de réduire la consommation et le coût, ou d'augmenter la durée des missions suivantes.
Bouclier thermique