Les principaux propergols utilisés dans les fusées et les satellites sont l'hydrazine, qui est le carburant, et le peroxyde d'azote, la substance qui provoque la combustion. Ces substances sont performantes dans les propulseurs, mais elles présentent cependant des inconvénients.
Les fusées utilisent un carburant qui n'est ni de l'essence, ni du diesel, ni même du kérosène employé dans les avions ! Le carburant des fusées doit être beaucoup plus efficace. Le plus utilisé est l'hydrogène : de grands réservoirs d'hydrogène et d'oxygène sont placées sous les fusées ou les navettes spatiales.
Pour la propulsion des moteurs de son premier et de son deuxième étage, la fusée europénne Ariane, comme de nombreux autres lanceurs dans le monde, brûle un mélange d'hydrazine (UH-25) et de peroxyde d'azote (N2O4) (1).
Pour s'élever, la fusée éjecte des gaz vers l'arrière, ce qui, par réaction, la propulse vers l'avant. Contrairement à une voiture, elle n'a donc besoin d'aucun appui matériel pour avancer. La propulsion est d'autant plus forte que la quantité de gaz produite est importante et que la vitesse d'éjection est élevée.
« Un lancement de fusée pour quatre personnes représente entre 200 à 300 tonnes de CO2. Dans ce cas de figure, chaque passager dépense en moyenne 4,5 tonnes de CO2 au cours d'un seul vol ».
En un quart d'heure, 3.630.000 litres de carburant partaient en fumée. Une telle quantité de carburant permettrait à une voiture (sur une base de 7 litres aux 100 kilomètres) d'effectuer 51 850 000 km, soit 1296 fois le tour de la Terre au niveau de l'Equateur.
Diamètre : environ 5,40 m ; Poids : environ 750 tonnes au moment du décollage, soit un dixième de la Tour Eiffel ; Carburant : Propulseurs d'appoint (EAP) : 480 tonnes de poudre (propergol solide), répartis dans les deux étages d'accélération à poudre mis en place dans le bâtiment d'intégration lanceur.
Elle est énorme! À savoir 11,2 km/s (kilomètres par seconde), soit plus de 40 000 km/h.
Environ 155 tonnes de kérosène liquide refroidi sont consommées lors d'un lancement, ainsi que 362 tonnes d'oxygène liquide. C'est beaucoup de carburant qui se trouve juste sous nos deux astronautes.
Le kérosène est le carburant pour avions le plus utilisé. Il sert aux jets civils et militaires, aux avions à turbopropulsion et aux hélicoptères entraînés par des moteurs à turbines. Il entre en ébullition autour de 150 °C –250 °C et, comme le diesel, appartient à la catégorie des distillats de densité moyenne.
Les moteurs des fusées produisent beaucoup de gaz très chaud, envoyé à grande vitesse vers l'arrière. La fusée avance alors vers l'avant. Elle décolle et s'élève dans le ciel. Plus légère, plus rapide.
Ariane 5 est le lanceur le plus fiable au monde mais, comme tous ceux qui ont contribué au succès de cette mission, nous avons retenu notre souffle quand notre lanceur a décollé avec ce joyau scientifique protégé sous une coiffe spécialement adaptée à ses précieux instruments.
Un comburant est un gaz, un liquide ou un solide qui libère facilement de l'oxygène ou d'autres substances comburantes telles que le fluor, le chlore ou le brome. Ces substances réagissent chimiquement avec des matières combustibles en les oxydant.
La fabrication des moteurs utilisés par des lanceurs comme Ariane 5 se fait chez le constructeur Snecma (filiale de Safran), à Vernon, dans l'Eure. C'est ici que les moteurs sont testés pour la première fois avant le vol. Les essais sont très courts puisqu'ils ne durent que quelques centaines de secondes.
Elle tourne à 31.000 tours par minute et développe à elle seule une puissance de 12 mégawatts. Le moteur cryotechnique est surmonté par deux réservoirs qui contiennent les ergols stockés sous forme liquide à très basse température.
Alors que la conquête spatiale bat son plein ces dernières années, l'agence spatiale américaine peut désormais se targuer d'avoir construit l'engin le plus rapide de l'histoire : la sonde solaire Parker. Lancée en 2018, celle-ci a en effet frôlé le Soleil ce 29 avril à environ 532.000 km/h, soit plus de 140km/s.
Parce qu'avec un seul étage, une fusée ne peut lutter contre l'attraction terrestre. En larguant un à un ses étages, elle s'allège à chaque fois et peut ainsi aller de plus en plus vite !
La fusée la plus puissante du monde reste encore à ce jour la Saturn V qui a contribué au programme Apollo dans les années 60.
Les principaux matériaux utilisés pour la construction d'une fusée sont des alliages d'aluminium qui ont de bonnes caractéristiques mécaniques, sont relativement légers, peu coûteux et assez faciles à travailler.
Sa fabrication nécessite du nitrate de potassium (oxydant) et du sucre (combustible ; majoritairement composé de saccharose). Ces réactifs peuvent être mélangés en proportion stœchiométrique. Les composés sont dissous dans de l'eau. Puis cette dernière est évaporée jusqu'à l'obtention d'une pâte blanche.
Lors du décollage d'une navette spatiale, les moteurs consomment énormément de carburant pour donner une vitesse suffisante à la navette afin qu'elle prenne de l'altitude. 1- Quelle forme d'énergie est stockée dans le carburant de la navette ? L'énergie stockée dans le carburant est de l'énergie chimique.
Les valeurs varient de 8 km/s à 10 km/s pour une orbite autour de la Terre, 11 km/s pour quitter l'environnement terrestre et plus de 16 km/s pour sortir du Système solaire… Vitesses à comparer aux 0,8 km/s environ pour un avion de chasse.
Astrium fabrique les cases Ariane depuis 1977. En 2003, la production est relocalisée en Allemagne à Brème chez EADS. EADS détient 80% d'AIRBUS, 100% d'Eurocopter, 75.5% d'Astrium (satellites), 45.8% de Dassault, 30% d'Eurofighter et 23.8% d'Ariane.
Pour baptiser le lanceur, le CNES lance un appel à idées. Parmi les propositions retenues : Phénix, Véga, la Lyre, le Cygne. Le directeur général du CNES Michel Bignier propose sa liste au ministre Jean Charbonnel, qui décide finalement de nommer le lanceur Ariane (du nom de l'héroïne mythologique grecque Ariane).