COTS

Le programme COTS, Commercial Orbital Transportation Services (Service de transport commercial en orbite) est un programme de la NASA qui prévoit de confier à des acteurs privés le transport d'une partie du fret et des équipages jusqu'à ISS. Ce programme a été annoncé en janvier 2006 en attendant que la NASA dispose de moyens de lancement lui permettant de remplacer le Shuttle retiré prématurément.
Après avoir lancé un appel d'offres, la NASA a sélectionné respectivement en 2006 et 2008 le vaisseau Dragon associé au lanceur Falcon 9 de Space X et le vaisseau Cygnus associé au lanceur Antares de Orbital Sciences. Chaque société doit transporter 20 tonnes de fret vers ISS d'ici 2015. Les vols de qualification étaient planifiés en 2010 et 2011 avec les premiers transports opérationnels en 2011 mais le calendrier a pris du retard à la suite de difficultés rencontrées par les constructeurs.

Le lancement du programme COTS est décidé en 2004 suite à l'annonce de l'arrêt des vols du Shuttle en 2010 : l'absence de moyens de remplacement impose à la NASA de recourir aux services de véhicules spatiaux étrangers comme les Soyouz et Progress russes, le HTV japonais et l'ATV européen pour le ravitaillement et la rotation des équipages en attendant la disponibilité du lanceur Ares 1 et du véhicule Orion à l'époque planifiée en 2014. Pour la période 2010 à 2015 la NASA a calculé que ces moyens de transport ne permettraient de transporter que la moitié des 80 tonnes de fret nécessaires pour que la station spatiale fonctionne avec un équipage permanent de 6 personnes.

Le programme est en 2 phases, la phase 1 dite de démo correspond à une période de développement et de démonstration par l'industrie privée en coordination avec la NASA pour divers moyens de transports en orbite basse LEO déterminant le plus avantageux pour le gouvernement et les autres clients. La phase 2 est plus compétitive sur les moyens destinés à ravitailler la station et le plus intéressant pour le gouvernement. L'appel d'offre est lancé le 18 janvier et amendé le 17 février, la date d'échéance est fixée au 3 mars 2006.

L'appel d'offres lancé par la NASA permet aux candidats de souscrire à 4 types de prestation différentes, le transport de fret pressurisé (ravitaillement et pièces détachées à transporter dans la partie pressurisée de la station) jusqu'à la station spatiale internationale, retour avec les déchets et destruction du vaisseau durant la phase de rentrée atmosphérique; le transport de fret non pressurisé (pièces détachées à installer à l'extérieur de la station) jusqu'à la station spatiale internationale, retour avec les déchets et destruction du vaisseau durant la phase de rentrée atmosphérique; le transport de fret pressurisé jusqu'à la station et retour de fret à Terre (pièces à recycler, expériences scientifiques) et le transport des astronautes jusqu'à la station spatiale internationale et retour à Terre.

21 projets sont reçus par la NASA proposés par 20 sociétés. 6 demi finalistes sont sélectionnés Andrews Spac, Rocketplane-Kistler (RpK), SpaceDev, Space Exploration Technologies (SpaceX), SPACEHAB and Transformational Space Corp (t/Space), SpaceX et Kisler. Deux de ces sociétés sont retenues en août 2006, Space X avec son vaisseau Dragon associé à son lanceur Falcon 9 et Kistler Aerospace avec son vaisseau Kistler K-1. Malheureusement cette dernière ne parvient pas par la suite à réunir des capitaux suffisants et abandonne. Le 22 octobre 2007, la NASA lance le second round de la phase 1 du programme. Elle reçoit 13 propositions le 21 novembre et annonce le 19 février 2008 que Orbital est sélectionné à son tour avec le vaisseau Cygnus et le lanceur Antares. Le contrat passé avec SpaceX en décembre 2008 vise le lancement de 12 vaisseaux ayant une capacité cargo totale de 20 tonnes au minimum pour un montant de 1,6 milliard de $. Les clauses du contrat prévoient qu'il peut être étendu jusqu'à concurrence d'un montant de 3,1 milliards de dollars. L'autre contrat de 1,9 milliard $ avec Orbital Sciences vise le transport de 20 tonnes de fret d'ici 2016 en effectuant 8 lancements de son cargo spatial. Le premier test en vol de son véhicule spatial est attendu pour fin 2010.

En octobre 2012, le premier cargo de Space X, Dragon rejoint ISS. Le 7eme Dragon explose en vol en juin 2017. Orbital lance son cargo Cygnus vers ISS en janvier 2014. Le 3eme cargo explose en vol en octobre 2014.

2015, au printemps, la NASA rajoute 3 missions supplémentaires pour Space X, les vols Dragon 13, 14 et 15 (12 vols initiaux). En août, un nouveau contrat entre la NASA et Orbital ATK est passé pour la fourniture de 2 cargo Cygnus supplémentaires, mission OA 9a et OA 10e. Le contrat initial CRS 1 d'orbital prévoyait 8 missions jusqu'en 2016 pour 1milliard 900 millions $, il est donc porté à 10 jusqu'en 2017.

Le contrat CRS 2 est lancé en 2014 et finalisé en janvier 2016. Lockheed, Boeing et SNC sont candidats avec Space X et Orbital. Seulement 3 compagnies l'emportent Space X, Orbital et Sierra Nevada pour la desserte d'ISS de 2019 à 24 pour un montant total de 18 milliards $ (14 à 17 tonnes de fret pressurisés par an et 1400 à 4000 kg de fret non pressurisé par an). Chaque cargo réalisera 6 vols chacun.

En février, Space X gagne 5 vols supplémentaires (700 millions $) du Dragon dans le cadre du contrat CRS 1 soit un total de 20 vols contre 10 pour Orbital. Le CRS 1 doit se terminer en 2019. Le CRS 2 prendra la relève en 2020 en parallèle avec les vols commerciaux habités CCtCap.

CCDeV

De nouveaux candidats sont sélectionnés début 2010 pour le transport exclusif des astronautes dans le cadre du programme Commercial Crew Development alors que l'arrêt du programme Constellation était annoncé le 1^er février et le prolongement de la durée de vie de la station spatiale internationale jusqu'à 2020.

Le Commercial Crew Development, CCDeV (Développement commercial pour équipage) a pour objectif le développement par le secteur privé d'un moyen de transport permettant d'amener les astronautes à bord de la station spatiale internationale et d'assurer leur retour sur Terre. Deux sociétés, Boeing et Sierra Nevada Corporation, ont été sélectionnées le 1^er février 2010 pour la première phase du programme.

Après le retrait du Shutte dans l'été 2011, la NASA ne dispose plus de moyens de transport pour amener ses astronautes vers ISS. Elle doit recourir aux Soyouz russes. Lorsque la décision de retirer le Shuttle avait été prise en 2004, la NASA prévoyait que le vaisseau Orion, développé dans le cadre du programme Constellation, la remplace pour assurer le transport des astronautes. Le développement du vaisseau Orion était complexe car celui-ci devait être utilisé à la fois pour desservir l'orbite basse et pour emporter son équipage jusqu'à la Lune et éventuellement au delà. Les retards accumulés par ce projet décidèrent la NASA a lancer le développement par l'industrie privée d'un engin chargé exclusivement du transport en orbite basse des astronautes. Le CCDev inaugure comme le programme COTS une nouvelle façon de travailler de la NASA avec les industriels chargés de développer les véhicules spatiaux.

Le 1^er février 2010, la NASA a annoncé les candidats sélectionnés pour la phase 1 du programme.
Sierra Nevada Corporation via sa filiale SpaceDev reçoit 20 millions de $ pour développer son concept de vaisseau Dream Chaser candidat malheureux du programme COTS. Boeing associé à Bigelow Aerospace reçoit 18 millions de $ pour développer son concept de vaisseau, une capsule spatiale, le CST-100. Bigelow tente de développer depuis plusieurs années le tourisme spatial en proposant de placer en orbite des structures gonflables.
En parallèle, United Launch Alliance reçoit 6,7 million $ pour le développement d'un système de détection de situation dangereuse et d'une tour de sauvetage, Paragon Space Development Corporation, qui développe le système de support de vie de la station spatiale, reçoit 1,4 million $ pour développer le système de régénération de l'atmosphère de la cabine et Blue Origin reçoit 3,7 millions $ pour développer un système d'éjection remplissant un rôle similaire à celui de la tour de sauvetage. L'objectif de cette phase est que les candidats détaillent leur proposition, le financement du projet (la NASA ne couvre qu'une partie des couts de développement) et démontrent leur capacité à gérer le projet.

Un deuxième appel à propositions est lancé en octobre 2010 CCDeV, phase 2. Les candidats peuvent proposer des nouveaux concepts et des évolutions de matériel existants tels que des lanceur ou des vaisseaux spatiaux. En avril 2011 la NASA sélectionne les propositions de 4 sociétés qui pourront recevoir 270 millions $ s'ils atteignent les jalons définis. Boeing reçoit 92,3 millions $ pour développer son vaisseau CST-100 capable de transporter 7 personnes. Sierra Nevada Corporation reçoit 80 millions $ pour développer son planeur orbital Dream Chaser et SpaceX reçoit 75 millions $ pour développer un système de sauvetage utilisé en cours de vol en cas d'interruption du lancement. De son coté, Blue Origin doit recevoir 22 millions $ pour développer l'extrémité biconique d'un vaisseau incluant le système de sauvetage en cas de lancement interrompu et des moteurs-fusées hydrogène/oxygène rallumables. Plusieurs autres sociétés sont sélectionnées mais ne reçoivent pas de fonds comme Alliant Techsystems qui propose le lanceur Liberty qui combine le premier étage de l'Ares I avec l'étage principal de la fusée Ariane 5. Cette société signe le 13 septembre 2011 un Space Act Agreement avec la NASA.

Initialement la NASA souhaitait pour la troisième phase CCiCap (Commercial Crew Integrated Capability Initiative effectuer un appel d'offres pour la fourniture d'une prestation complète incluant le lanceur, le vaisseau transportant l'équipage et la mise en œuvre au sol et durant la mission. La proposition d'appel de septembre 2011 est rédigé en ce sens. Mais en décembre la procédure utilisée dans les deux phases précédentes est abandonnée au profit d'un système d'appel d'offres plus classique. L'appel d'offres est émis début février 2012 avec une date de clôture pour les réponse le mois suivant fin mars. Les sociétés sélectionnées seront annoncées mi-juillet. La NASA n'a pu obtenir un budget à la hauteur de ses besoins pour ce programme (406 millions $ accordé pour le budget 2012 pour 850 millions $ demandés).

Dragon, Cygnus et le CST utiliseront un système d'accostage sur ISS dénommé Common Berthing Mechanism (CBM) ou mécanisme d'accostage commun déjà utilisé sur les cargos HTV et les MPLM. L'amarrage se fait en douceur sans système de propulsion en utilisant le bras robot de la station. Il est différent de l'amarrage "dur" le docking utilisé sur les Soyouz, Progress et ATV (probe et drogue) et le Shuttle (APAS 95)

Août 2012, Space X, Boeing et Sierra Nevada reçoivent 1,1 milliards $ pour le programme CCiCap. Space X reçoit 440 millions $ pour le Dragon qui a déjà réalisé 2 vols vers ISS. La cabine emportera 7 astronautes lancés par un Falcon 9 Heavy. Boeing reçoit 460 millions $ pour le CST 100. La cabine emportera 7 astronautes lancés par un Atlas 5. Sierra Nevada reçoit 212,5 millions $ pour le Dream Cahser, originalement développé par la NASA comme chaloupe d'ISS. Il sera lancé avec 7 astronautes par un Atlas 5. Blue Origin, initialement dans la course continue le développement de son vaisseau spatial et son lanceur grâce au contrat Space Act Agreements avec la NASA.

L'administration d'Obama a demandé 800 millions $ pour le programme de vols habités commercial dans le budget 2012, mais la NASA n'en a reçu que 400 millions. Cette baisse retardera la date des vols opérationnel vers ISS à 2017. L'administration a demandé 830 millions $ pour 2013, mais la proposition a été réduite à 500 millions. Le contrat CCiCap, d'une valeur de 900 millions $ se termine en mai 2014. Une autre enveloppe est prévu par la suite pour mener les premiers vols d'essais. Selon ce que la NASA recevra, il est probable qu'une des 3 compagnies arrête en cours ou que les dates glissent à nouveau.

Space X lancera un premier équipage dans sa cabine Dragon en 2015 et vers ISS en 2016. Boeing enverra son CST 100 habité en 2016 pour un vol de 3 jours piloté par des pilotes Boeing et Sierra Nevada enverra son mini Shuttle pour des vols suborbitaux.

Mai 2014, Space dévoile le Dragon habité, le Dragon V2. Ce vaisseau sera capable de transporter 7 astronautes vers ISS en docking automatique.

Septembre 2014, Boeing et Space X sont les heureux élus pour envoyer des astronautes NASA vers ISS dès 2017. Boeing recevra 4,2 milliards $ pour le programme Commercial Crew Transportation Capability CCtCAP pour continuer le développement de la cabine CST 100 et Space X recevra 2,6 milliards $ pour rendre habitable le Dragon. Le dernier en lice Sierra Nevada va continuer le développement du Dream Chaser avec ou sans l'argent de la NASA. Les plans a court et long terme de SN ne sont toujours pas connus. Le congrès US a déjà financé 2 milliards $ pour le CCP depuis 2011.

9 juillet 2015, la NASA vient de sélectionner 4 astronautes pour les futurs vols commerciaux privés,Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap). Il s'agit de Robert Behnken (sélectionné en 2000, 2 missions STS 123 et 130, 29 jours dans l'espace 6 EVA), Eric Boe (sélectionné en 2000, STS 126 et 133, 28 jours dans l'espace), Douglas Hurley (sélectionné en 2000, 2 missions STS 127 et 135, 28 jours dans l'espace) et Sunita Williams (sélectionnée en 1998, 322 jours dans l'espace) pour piloter les vaisseaux CST 100 de Boeing et Dragon 2 de Space X. Chaque vol vers ISS permettra la rotation de 2 à 6 astronautes dans la station et l'emport de 100 kg d'équipements.