vignette|Maquette du HL-20 réalisée en 1992 par la NASA dont s'inspire le Dream Chaser. vignette|Un exemplaire de Dream Chaser utilisé pour les tests en juillet 2013 (vue de l'arrière). vignette|Un véhicule de test de rentrée atmosphérique du Dream Chaser en cours de fabrication en 2011. vignette|La maquette de la version qui doit effectuer son premier vol en 2023 ; le module cargo est fixé à l'arrière.
(en anglais « Poursuivant de rêve ») est un vaisseau cargo développé par la société Sierra Nevada pour transporter du fret jusqu'à la Station spatiale internationale. D'une masse d'environ 20 tonnes au lancement pour une longueur de neuf mètres, ce véhicule partiellement réutilisable peut emporter 5,5 tonnes de fret et ramener sur Terre environ . Le est une navette spatiale de type corps portant fortement inspirée du HL-20, prototype développé par la NASA à la fin des années 1980. Il décolle verticalement au sommet d'un lanceur classique et atterrit comme la navette spatiale américaine sur une piste d'atterrissage. La navette spatiale doit assurer six missions de ravitaillement de la station spatiale. Son premier vol orbital est initialement planifié en 2023., puis décalé au mois de .. Il doit être placé en orbite par un lanceur Vulcan, dont le premier vol a lieu le ..
Le projet Dream Chaser débute en 2004. Il est développé pour répondre à l'appel d'offres COTS de la NASA portant sur le ravitaillement de la Station spatiale internationale, mais n'est pas retenu. En , il est sélectionné pour la première phase du programme (CCDev) de la NASA dont l'objectif est d'assurer la relève des équipages de la station spatiale, mais une fois de plus n'est pas retenu. Il est finalement sélectionné début 2016, dans le cadre du deuxième contrat passé par la NASA pour le ravitaillement de la station spatiale, .
Précurseurs
Navette spatiale soviétique BOR-4
reprend une architecture dérivée du corps portant HL-20 développé durant sept ans par la NASA à la fin des années 1980. À cette époque, les ingénieurs soviétiques développent une mini-navette spatiale, de type corps portant, baptisée BOR-4. Ils lancent dans l'espace avec succès un prototype à échelle réduite à quatre reprises entre 1982 et 1984. À compter de 1983, les ingénieurs du centre de recherche Langley de la NASA réalisent des maquettes sur la base des photos du BOR-4 et testent celles-ci dans leurs souffleries. Le modèle s'avère très stable dans toutes les conditions de vol rencontrées, de la vitesse subsonique à , présentant une charge thermique réduite durant la rentrée atmosphérique et une capacité de déport de par rapport à la destination initiale. Des modifications sont apportées à la conception initiale pour améliorer l'aérodynamique à basse vitesse avec l'aide des ingénieurs qui ont travaillé dans les années 1960 sur le corps portant HL-10 de Northrop., qui à l'époque est testé durant en soufflerie..
L'ancêtre du : le HL-20
L'accident de la navette spatiale Challenger en 1986 met en évidence la nécessité pour les astronautes de la future Station spatiale internationale de disposer d'un vaisseau de secours leur permettant de rentrer sur Terre en cas d'urgence et d'indisponibilité des navettes. Fin 1986, le centre Langley étudie le développement d'une mini-navette HL-20 ( 20) à partir du dessin du BOR-4 soviétique. Le vaisseau HL-20 est conçu pour ramener un équipage de huit personnes sur Terre. Son coût de mise en œuvre est peu élevé, son coefficient de sécurité est important, et elle peut atterrir sur des pistes d'atterrissage aux caractéristiques standard. Une maquette à l' est utilisée pour effectuer des tests d'habilité et plusieurs sociétés aérospatiales américaines réalisent des études d'industrialisation. Mais le projet est arrêté en 1993 à la suite de la décision américaine de développer la Station spatiale internationale avec la Russie. Dans cette nouvelle configuration, le vaisseau Soyouz joue le rôle de vaisseau de secours. Le Dream Chaser, développé par Sierra Nevada pour répondre aux besoins de la NASA, reprend les plans du HL-20 en les adaptant aux besoins (transport de fret pour le ravitaillement de la Station spatiale internationale).
Architecture technique
Le Dream Chaser décolle verticalement au sommet d'un lanceur et atterrit comme un planeur. Grâce à sa forme, propre à tout corps portant, il dispose d'une portance importante qui joue un rôle central dans la manière dont il revient sur Terre. Lors de la rentrée atmosphérique, un véhicule spatial classique subit une décélération très forte (3 à voire beaucoup plus) alors que la mini-navette peut limiter cette décélération à . Sa portance lui permet de se poser comme un planeur sur une piste d'aéroport. Contrairement à la navette spatiale américaine, une piste de longueur standard peut être utilisée. Enfin il dispose de la capacité de se déporter de durant son retour sur Terre pour rejoindre éventuellement un aéroport différent si celui visé initialement est indisponible pour des raisons météorologiques. Le vaisseau peut être lancé au moins 15 fois et 90 % de ses composants sont réutilisables.
Caractéristiques techniques détaillées
Le Dream Chaser est composé de la navette spatiale proprement dite, fortement inspirée du HL-20, et d'un module cargo de forme conique fixé à son extrémité arrière, qui est utilisé principalement pour stocker du fret et est largué puis détruit au moment du retour sur Terre. La navette spatiale, dont la masse à vide est d'environ neuf tonnes, a une longueur d'environ neuf mètres pour une envergure d'environ sept mètres. Cette envergure n'est que de cinq mètres dans sa configuration de lancement, où les extrémités d'aile sont repliées pour tenir sous la coiffe du lanceur.
Propulsion
Le Dream Chaser dispose d'une propulsion lui permettant de modifier son orbite, de contrôler son attitude et d'éjecter la navette en cas de problèmes lors du lancement. Le delta-V total est de pour les changements d'orbite et de propulseurs utilisant des ergols hypergoliques pour le contrôle d'attitude. Dans la proposition initiale à la NASA, le Dream Chaser utilise une propulsion hybride pour les changements d'orbite.
Énergie
L'énergie est fournie par des panneaux solaires orientables fixés de part et d'autre du module cargo. Ceux-ci permettent de fournir jusqu'à dont 750 peuvent être utilisés pour alimenter la charge utile..
Régulation thermique
La température de la navette spatiale est maintenue dans une fourchette donnée par un système de régulation thermique actif ACTS comprenant deux circuits indépendants, dans lesquels circule un mélange d'eau et de propylène glycol qui traverse les principales sources de chaleur. Six radiateurs d'une superficie totale de , fixés à la surface du module cargo et exposés dans l'espace sont chargés d'évacuer l'énergie thermique transportée par le circuit de refroidissement. Ils permettent de dissiper entre 610 et .
Amarrage
Le Dream Chaser ne dispose pas de sas mais d'une simple écoutille placée à l'arrière du module cargo. Après une phase d'approche, le vaisseau est saisi par le bras télécommandé de la Station spatiale internationale et amarré à une des écoutilles de la station.
Charge utile
Le Dream Chaser peut transporter jusqu'à la station spatiale au maximum 5,5 tonnes de fret. Celui-ci peut comprendre jusqu'à 5 tonnes de fret pressurisé, c'est-à-dire placé dans la partie pressurisée du vaisseau communiquant avec l'intérieur de la station spatiale après l'amarrage, et de fret non pressurisé à destination des parties extérieures de la station spatiale (pièces de rechange des appareils, expériences scientifiques exposées dans l'espace). La partie pressurisée a un volume total (avec le module cargo) de . Lors du retour sur Terre, le vaisseau peut ramener de fret dans la partie pressurisée de la navette (résultats d'expériences, combinaison spatiale à réparer, expérience scientifique) La soute peut contenir de fret auxquels s'ajoutent de fret externe. Les déchets de la station spatiale sont stockés dans le module externe pour être détruits durant la rentrée.
Module cargo Le Dream Chaser est équipé d'un module cargo non réutilisable nommé (« étoile filante »). Il peut transporter environ quatre tonnes de fret à l'aller et des déchets au retour, puisqu'il brûle dans l'atmosphère.. Il est équipé de panneaux solaires, de systèmes de propulsion et de trois casiers fixés sur les côtés pour le transport de fret non pressurisé, dont le volume cumulé est de . Le , Sierra Space annonce un partenariat avec Spirit AeroSystems pour la production du module..
Comparaison des versions passager et cargo
Une première version du Dream Chaser est proposée à la NASA pour assurer la relève des équipages. La version finalement retenue est utilisée pour transporter du fret. Les principales différences entre les deux versions sont présentées dans le tableau ci-dessous.
+Différences entre les versions passager et cargo. Caractéristique Version passager Version cargo (version retenue par la NASA)Lancement Pas de coiffe pour permettre l'éjection CoiffeAiles Ailes non repliables Ailes repliablesModule externe Module cargo supplémentaire permettant d'ajouter du fret Propulsion Propulsion principale pour permettre l'éjection et des manœuvres orbitales importantes Charge utile 7 passagers + fret 5 tonnes de fret pressurisé et non pressurisé1,75 tonne fret ramené au solType de fret Fret pressurisé aller / retour Fret pressurisé aller/retourFret non pressurisé allerDéchets détruits au retourAménagements Hublots Sièges Équipements Système de support de vie Système de contrôle environnemental Panneaux solaires sur le module externe
Lancement vignette|Un Dream Chaser au sommet d'un lanceur Atlas V (vue d'artiste).
Le vaisseau Dream Chaser est placé en orbite par un lanceur Vulcan de United Launch Alliance qui décolle depuis Cap Canaveral. Si ce lanceur en cours de développement n'est pas disponible, un lanceur Atlas V est utilisé...
Historique
Première proposition pour le programme COTS
En 2006, la NASA lance l'appel d'offres COTS destiné à sous-traiter à l'industrie spatiale privée une partie du ravitaillement de la Station spatiale internationale afin de compenser le retrait de la navette spatiale américaine programmé pour fin 2010. La société SpaceDev propose un véhicule spatial de type corps portant baptisé Dream Chaser dérivé du HL-20 développé durant 7 ans par la NASA à la fin des années 1980 et qui à l'époque est testé durant en soufflerie. SpaceDev, qui emploie à l'époque quelques dizaines de personnes, est créée en 1997 par et reprend en 1999 toutes les licences dans le domaine de la propulsion hybride détenues par la société American Rocket Company qui a fait faillite en 1996. SpaceDev développe le micro satellite CHIPSat et fournit le propulseur hybride de SpaceShipOne. Le Dream Chaser est sélectionné pour la première phase du programme COTS mais est éliminé au tour suivant.
Rachat de SpaceDev par Sierra Nevada Corporation
décide en 2006 de quitter la société pour développer le Dream Chaser et le proposer pour des vols suborbitaux en le motorisant avec une propulsion hybride développée par SpaceDev. mais il meurt en 2008. Parallèlement, en 2007, SpaceDev signe un accord de partenariat avec United Launch Alliance pour que le Dream Chaser puisse être lancé par un lanceur Atlas V. À la suite du décès de Benson, SpaceDev est rachetée en par le fabricant d'électronique militaire Sierra Nevada Corporation (SNC) qui emploie près de et qui est implantée à Denver dans le Colorado.. SpaceDev change son nom en Sierra Nevada Corporation's Space Systems en 2009.
Le programme CCDeV de la NASA