HOTOL (pour « », signifiant « décollage et atterrissage horizontaux ») était un projet de lanceur orbital monoétage réutilisable britannique, étudié par British Aerospace et Rolls Royce au milieu des années 1980. Sa propulsion devait être assurée par un moteur hybride particulier, fonctionnant à la fois comme un moteur-fusée classique, consommant de l'oxygène et de l'hydrogène liquide contenus dans des réservoirs, mais pouvant également utiliser l'oxygène de l'air extérieur dans les couches basses de l'atmosphère.
Piloté de manière totalement automatique, HOTOL était conçu pour placer en orbite basse une charge utile comprise entre .. De par sa conception, qui favorisait la réutilisation et la rapidité de mise en œuvre, il devait permettre de réduire les coûts des lancements en orbite basse et faciliter les opérations spatiales menées depuis l'Europe. Le projet fut toutefois abandonné dès le début des années 1990, faute de financement et faisant face à un manque d'intérêt de la part des acteurs majeurs du secteur spatial européen, ceux-ci préférant se tourner vers le lanceur , de conception plus classique.
Généralités De nombreux projets d'avions spatiaux réutilisables virent le jour dans les années 1980 à 2000. Conçu comme un avion orbital monoétage réutilisable, le HOTOL devait permettre de lancer des satellites en orbite terrestre basse ou de récupérer du matériel déjà présent en orbite pour le ramener sur terre, à des coûts fortement réduits . . et avec une cadence de rotation rapide entre les lancements .. Des projets à plus long terme envisageaient même d'en faire un avion de ligne civil à grande vitesse ., permettant de relier des points très éloignés du globe en moins d'une heure. L'appareil devait recevoir un moteur aérobie unique, le RB.545, également désigné « », alors en cours de développement par le constructeur britannique Rolls-Royce. Les ergols alimentant ce moteur-fusée étaient de l'hydrogène et de l'oxygène liquides, mais à la différence d'un moteur-fusée classique, l'oxygène pouvait également être prélevé dans les couches basses de l'atmosphère pendant la première partie du vol, ce qui réduisait de manière importante la quantité d'oxydant devant être embarquée à bord pour la mission. Comme l'oxydant représente typiquement la majeure partie de la masse d'une fusée au décollage, HOTOL devait pouvoir se passer de deuxième étage et être considérablement plus petit et léger que les concepts de fusées « pures », avec une taille approximativement équivalente à celle de avion de ligne moyen-courrier McDonnell Douglas /. Le circuit d'hydrogène passait dans un échangeur, qui liquéfiait l'oxygène de l'air pour son stockage. Cela en faisait le projet le plus audacieux et, selon ses promoteurs, le moins cher de sa catégorie.. Les solutions techniques retenues devaient le placer loin devant la Navette spatiale américaine, dont plus de 40 % du coût d'un lancement était lié au personnel assurant sa mise en œuvre et seulement 16 % pour sa partie réutilisable, ou la fusée , dont le coût par lancement était plus compétitif mais dont aucun élément n'est récupéré après le lancement ..
Alors que l'étude de la preuve de concept du HOTOL était en cours, l'Industrie et le Gouvernement britannique tentèrent d'établir des coopérations internationales permettant de développer, produire et exploiter l'avion spatial .. Malgré un certain intérêt de la part des États-Unis, il n'y eut que peu d'engouement de la part des membres de l'Agence spatiale européenne (ESA), et le Gouvernement britannique n'était pas prêt à se passer d'une participation de l'ESA. De plus, le projet rencontra des problèmes techniques et de nombreuses voix affirmèrent que des systèmes alternatifs conventionnels utilisant des techniques de construction similaires remettaient en cause les avantages initiaux supposés de l'architecture du concept HOTOL. En 1989, le financement du projet fut arrêté.. La fin des travaux sur cet appareil mena à la création de la société (REL), qui travaille depuis à la conception d'un nouveau projet, le Skylon, reprenant les technologies du HOTOL ainsi que de son moteur.
Conception et développement
Origines Les idées derrière la conception du HOTOL émergèrent des travaux réalisés par l'ingénieur britannique dans le domaine des moteurs à réaction à pré-refroidisseurs. Bond avait spécifiquement effectué ces recherches dans le but de produire un moteur viable pour propulser un lanceur spatial.. En 1982, British Aerospace (BAe), qui était le principal constructeur de satellites européen, commença à étudier un potentiel nouveau lanceur, avec pour objectif un coût des lancements équivalent à seulement 20 % de celui de la navette spatiale mise en œuvre par la NASA .. BAe découvrit que le constructeur britannique Rolls-Royce travaillait sur un moteur adapté, puis décida rapidement de concevoir un avion orbital monoétage entièrement réutilisable comme futur système de lancement spatial.
Le projet devint alors rapidement une coopération entre BAe et Rolls-Royce, mené par les ingénieurs et . Au début, il fut envisagé d'« européaniser » le projet et d'impliquer d'autres nations dans son processus de développement et de production, une somme estimée à quatre milliards de livres sterling ayant été jugée nécessaire pour financer son développement à pleine échelle. En , BAe exposa publiquement son projet de lanceur de satellites HOTOL et dévoila des détails sur ses opérations prévues .. Une flotte de quatre appareils devait être produite et permettre de réaliser de par an, voire plus si nécessaire .. Un premier vol était prévu pour l'année 1998. Le coût d'un lancement était estimé à de dollars.
En , un mémorandum du (DTI) nota que l'Allemagne de l'Ouest était intéressée par le programme, alors que la France avait adopté une attitude critique envers celui-ci ., ce que le ministère attribua au fait que ce projet pouvait être vu comme un concurrent des projets déjà menés par la France. D'après le ministre du Commerce et de l'Industrie Geoffrey Pattie, la pression diplomatique française effectuée pour obtenir du soutien pour son propre projet d'avion spatial Hermès avait par inadvertance produit de l'intérêt parmi les membres de l'Agence spatiale européenne pour le projet HOTOL. Toutefois, malgré ce climat de potentiel intérêt et soutien européen, il y eut globalement une attitude de réticence au sein du Gouvernement britannique pour prendre la tête d'un projet de nouveau lanceur spatial.
Intérêt américain et étude de concept En , des rumeurs affirmaient que Rolls-Royce était en train de conclure des accords de licence pour la technologie moteur du HOTOL avec le motoriste américain Rocketdyne. En , Pattie écrivit au Secrétaire d'État à la Défense britannique Michael Heseltine pour lui proposer un plan d'études à trois millions de livres devant être réparties sur deux ans suivant un partenariat public-privé .., consistant en un million de livres fournies par le Gouvernement britannique et le reste par les industriels Rolls-Royce et BAe eux-mêmes .. Pattie se montra rassurant en déclarant que le projet servirait « les capacités stratégiques et que les tests de technologies clés pourrait entraîner des collaborations internationales ». D'après la revue aérospatiale spécialisée , le soutien du Ministère de la Défense britannique (MoD, ) était critique car le concept du moteur du HOTOL avait été classifié.
En , le directeur technique de Rolls-Royce Gordon Lewis déclara que la firme souhaitait l'implication du secteur propulsion du (RAE), et que Rolls-Royce n'était pas prêt à investir ses propres fonds dans le développement d'un moteur pour le HOTOL. Les travaux sur l'étude de preuve de concept en deux ans commencèrent au second semestre de l'année 1985. Précédemment, il y eut une pression considérable pour démontrer la faisabilité et la crédibilité du projet avant la prise de décisions finales de l'ESA au sujet du projet de lHermès, qui devint plus tard le lanceur , et les travaux se focalisèrent donc sur la validation des technologies critiques nécessaires pour le projet.
En , les discussions entreprises par le DTI et le RAE notèrent que Rolls-Royce cherchait à obtenir des données américaines sur la technologie des statoréacteurs, afin de faire avancer les travaux sur leur moteur, auquel ils se référaient par la désignation de « ». Selon les témoignages, la était intéressée par la technologie du pour ses fins propres. En , des discussions entre le premier ministre britannique Margaret Thatcher, le ministre sans portefeuille David Young et le conseiller scientifique du Président des États-Unis Ronald Reagan marqua l'intérêt américain dans la collaboration en vue de développer des véhicules hypersoniques tels que le HOTOL, et qu'un prototype pouvait prendre l'air dès l'année 1990. L'Agence spatiale américaine (NASA) travaillait alors à la conception d'un projet similaire mais technologiquement plus complexe, le NASP (pour ), qui devait atteindre des vitesses bien plus élevées dans l'atmosphère grâce à un statoréacteur à combustion supersonique ()Le projet NASP fut lui-aussi abandonné au début des années 1990. Il eut toutefois un descendant qui connut une carrière plus retentissante, le , qui détient toujours actuellement le record mondial de vitesse pour un véhicule à propulsion aérobie..
D'après les dossiers du Gouvernement britannique, ni BAe, ni le Ministère de la Défense, ne furent enthousiastes à propos d'une participation des Américains dans le programme, craignant qu'une telle implication puisse finalement mettre le Royaume-Uni sur une position de « suiveur » au sein d'un projet qu'il avait initialement mis en place et dont il était le leader. Une autre croyance stipulait que si le Royaume-Uni s'associait avec les États-Unis, le pays risquait de se retrouver coincé à l'écart des travaux sur les futurs lanceurs européens. Toutefois, Rolls-Royce estimait qu'une coopération transatlantique était nécessaire. Le chef des projets futurs de BAe, Peter Conchie, déclara que, si c'était possible, HOTOL devait devenir un élément du réseau spatial européen. Début 1985, le Gouvernement britannique accepta le plan d'études sur deux ans, devant selon Alan Bond déboucher sur une période de travaux de douze ans pour mener le projet à maturité. Les travaux sur le concept démarrèrent dès le mois d', en collaboration étroite avec Rolls-Royce.
Problèmes et critiques envers le programme En , le consultant en gestion de projet David Andrews publia un rapport de huit pages émettant de nombreuses critiques envers le programme HOTOL, notant par exemple que le concept était essentiellement optimisé pour la phase ascensionnelle du vol, ce qui l'exposait à de sévères contraintes thermiques lors de son retour dans l'atmosphère, en raison d'une faible traînée aérodynamique. Il déclara également que le vaisseau n'offrait aucune capacité qui n'était pas déjà disponible. BAe déclara que des réponses avaient été données à ces critiques. En , le contrôleur assistant du département de le Recherche et du Développement (R&D) du Ministère de la Défense britannique, James Barnes, déclara que le HOTOL manquait de justification, et qu'il n'existait aucun besoin en matière de Défense pour un engin de ce type. Il nota également que « les problèmes d’ingénierie [étaient] considérables » et qu'il y avait peu de chances que l'appareil n'entre en service avant les années 2020. Barnes nota toutefois que le concept du moteur du HOTOL était « ingénieux ».