CHRONOLOGIE
SPACE SHUTTLE

Lorsque le programme Shuttle est lancé en 1972, la NASA est  loin de s' imaginer toutes les difficultés à venir. Lancer un engin dans l' espace n' est rien en comparaison de le faire revenir sur terre, et en plus sur une piste d' atterrissage conventionnelle. Un programme d' approche et d' atterrissage, ALT est décidé avec le premier exemplaire du Shuttle, l' OV 101.
Dans un premier temps, les ingénieurs envisagent de doter l' Orbiter de 6 moteurs d' avions Pratt & Witney, pour lui permettre d' évoluer par ses propres moyens. L' idée est repoussée au vue de la complexité de l' opération. 

En juin 1973, les firmes Boeing et Lockheed reçoivent des crédits pour l' étude de deux fuselage de B 747 ou de C 5 A Galaxy réunis par une aile centrale, sur laquelle se poserait la navette. Devant là aussi la complexité des modifications à faire, les études sont arrêtées le 1 octobre. Mais Lockheed avait une autre idée. Pourquoi utiliser deux avions C 5A, alors qu' un seul suffirait largement? 
Boeing reprend l' idée en octobre avec un 747 et remporte le contrat en juin 1974.

Le 18 juin, la NASA rachète à la compagnie American Airlines le N9668 un 747 série 123, 86 eme avion de la chaîne, totalisant 8999 heures de vol sur la ligne Los Angeles- New York (2985 vols depuis octobre 1970).

Pour sa nouvelle mission, le 747 reçoit d' importantes modifications chez Boeing à Seattle pour 30 millions $. Elle s' étale d' août à novembre 1976.

Le 747 est un avion de 150 tonnes à vide pouvant transporter sur 10 000 km 500 personnes.
Long de 70,5 m, pour une envergure de 59,64 m et une hauteur de 19,33 , c' est le plus grand des avions de ligne. Les modifications apportées sont de deux sortes, les définitives et les modulables.

    
Les transformations définitives:
_ Installation d' un ballast à l' avant de l' appareil, afin que l' avion n' excède pas les limites imposées aux variations du centre de gravité;
_ Renforcement de la structure là ou allait être attaché l' Orbiter, ce qui ajouta 1270 kg à la masse de 
l' avion;
_ Renforcement et modification du gouvernail de direction, par celui des 747 série 200;
_ Installation de poutre en métal permettant de supporter et d' attacher l' orbiter;
_ Suppression des équipements passagers, fauteuils, portes bagages,...
_ Changement des circuits électriques et hydrauliques;
_ Modification du système de contrôle des gouvernes de profondeur afin de gagner un angle d' attaque de 2° supérieur vers le bas;
_ Déplacement de l' antenne VHF à l' arrière de l' avion;
-- Modification du poste de pilotage avec des équipements pour le largage de l' orbiter et d' un système original de secours en cas d' accident;

Prévoir de bien attacher l'Orbiter ici: le coté noire en bas !

Les transformations modulables:
_ Le point d' attache avant de l' Orbiter peut avoir deux hauteur, Ayant la forme d' un V inversé, il mesure 2,6 m de haut lors des missions de convoyage et 4 m pour les vols avec largage.
_ Les supports d' attache arrières en forme de triangle mesurent 3,7 m par 1,4 m;
_ Les stabilisateurs verticaux installés en bout de la dérive horizontale mesurent 6,1 m par 3;
_ Lors des missions de largage, installation du système SMCS, Séparation Monotoring & control System.

Cockpit du SCA 905 en mars 1977

Toutes ces modifications ont ajouté 5216 kg au poids de l' avion. Les anciens moteurs Pratt & Witney JT9D 3A ont été remplacés par des JT9D 7AM de 21 297 kg de poussée chacun. Le 747 SCA pèse à vide 156 00 kg, 225 000 kg avec l' Orbiter dessus. La masse maximale admise au décollage est de 335 000 kg et à l' atterrissage 255 000 kg.

En vol, le 747 SCA avec les stabilisateurs et les supports de l' Orbiter peut voler à M0,6 ou 250 nœuds indiqués. L' altitude est comprise entre 13000 et 26000 pieds, soit 3952 et 7904 m et la distance franchissable va de 3300 avec l' OV 101 et 2220 km avec un OV de vol.
A l' atterrissage, afin de ne pas dépasser la masse autorisée, le 747 vidange son carburant pour n' en laisser que 11300 kg. Au niveau de la consommation, le 747 demande entre 15,8 et 17, 2 tonnes de kérosène par heure.

Le comportement en vol fait apparaître de légères vibrations au niveau des empennages, un bruit de cabine important, surtout à l' endroit des attaches, mais selon les pilotes la manœuvrabilité est bonne. En 
croisière, l' Orbiter est calé à 3° d' incidence, mais elle passe à 6°au moment du largage.
Ce dernier se fait à 25000 pieds d' altitude et à 515 km/h, après une monté à 28000 pieds et un léger piqué. Sans le carénage de queue sur l' Orbiter, ces altitudes sont remontées à 25000 et 22000 pieds.

Tests du SCA 905 en décembre 1976

Le premier 747 100 de la NASA, immatriculé NASA 905 (la série 900 est sous la responsabilité du JSC) arrive le 17 janvier 1977 au centre de Dryden, en Californie. 
Il sert pour les vols ALT en 1977, le convoyage de l' OV 101 au KSC en 1979, de l' OV 102 en 1981 et des autres Orbiters. 

Boeing a aussi construit le carénage ou cône de queue installé par dessus les trois moteurs SSME de l' Orbiter ceci afin d' éviter les turbulences aérodynamiques et faisant économiser du carburant. Il mesure 10,9 m de long, 7,6 de large et 6,7 m de hauteur. Réalisé en aluminium, il pèse 2307 kg et se fixe à l' arrière des Orbiters par 8 attaches en acier. Le coût total de développement de ce cône est de 4,2 millions $ et un seul exemplaire est construit à l' origine. 

"Tail cone" 1 à Edwards AFB

La modification de l' arrière des Orbiters pour loger le parachute de queue oblige la NASA à réaliser un autre carénage de queue construit en 1990 pour transporter le nouvel Orbiter Endeavour (5,3 millions$). La seule différence entre les deux cône est une large ouverture ovale de purge à l' arrière. Ce nouveau cône contrairement au premier est réaliser en 4 morceaux afin de faciliter son transport.
Normalement un cône est stocké en Californie sur la base d' Edwards l' autre au KSC dans un hangar vert devant les OPF. 

Le "tail cone" 2 dans l'allée de transfert du VAB en 2011

En 1983, le NASA 905 est repeint en blanc éliminant toute référence à la compagnie aérienne American Airlines. 

En janvier et février 1984, des tests de simulation de ravitaillement en vol du SCA 905 ont lieu avec un KC 10 de l'USAF et un KC 135 au dessus de la base d'Edwards CA. Neuf essais en vol sont prévus avec le SCA NASA 905, dont six avec l'Orbiter Enterprise à bord. Les trois premiers vols utiliseront uniquement le SCA et testeront les procédures de ravitaillement avec les ravitailleurs KC-135 et KC-10. Les six autres vols, avec l'Enterprise à bord, testeront également les deux types d'avions ravitailleurs. Chaque vol durera environ deux heures et demie à des vitesses et des altitudes simulant des missions de ferry réelles... Une motivation majeure pour le ravitaillement en vol est d'améliorer les capacités SCA en cas d'atterrissage d'une navette à l'étranger. Fitzhugh Fulton et Thomas McMurtry du Ames Research Center et Gordon Fullerton et AJ Roy de JSC volent à bord du SCA pendant les tests. Malheureusement, les essais sont interrompus lorsque le choc des avions-citernes a produit des fissures dans la queue du 747. Les fissures sont considérées comme mineures et le 747 a été déclaré apte pour le transport des Orbiters. Les fortes turbulences rencontrées dans les tourbillons des pétroliers ont produit des fissures, et les responsables de la NASA étudient maintenant une autre approche. La technique alternative permettrait au 747 de voler devant les pétroliers pendant le ravitaillement. Seul le KC 10 permet de le faire.

L'avion T38 sur la coté observe le flux d'air sur la carlingue du 747 tout comme les avions ravitailleurs KC 135 et KC 10. Sur le E4, la version militaire du 747, le ravitaillement s'effectue en branchant une prise sous le pare-brise dans le nez de l'avion. Les portes s'ouvrent et la flèche est plantée dans le réceptacle. On peut voir les bandes rouges espacées sur la photo qui permettent au perchman de juger de la distance qu'il doit parcourir pour établir le contact. L'aéronef récepteur doit maintenir son aéronef dans une zone en caisson dans laquelle la flèche peut manœuvrer pour entrer en contact pour recevoir du carburant.

Senseur IR installé sur le SCA 905 en mai 1985 avant la traversée de l'Atlantique pour rejoindre le salon du Bourget à Paris. "C'est un type de dispositif anti-missile installé sur chaque pylône moteur du Boeing 747 SCA servant notamment pour faciliter le ravitaillement en vol."

Le 29 février 1988, la NASA annonce son intention d' acquérir un second 747 porteur, au cas ou le premier serait indisponible. De plus il s' avère que de nombreux vol s' achèveront à Edwards en Californie. Ce second avion permettra d'éviter d'équiper les SCA d'un système de ravitaillement en vol envis&égé dans les années 80. Un 747 100 SR est racheté en 1989 à la compagnie Japonaise JAL et stocké pendant quelques temps sur la base de San Antonio avant d' être modifié par Boeing début 1990. Ce NASA 911, identique au 905 arrive le 20 novembre 1990 à Houston, au JSC. 
Doté de 4 moteurs JT9D 7J, il se commande avec deux pilotes, un ingénieur de vol pour un vol normal, et deux pilotes et deux ingénieurs pour un vol de convoyage. Le NASA 911 sert en mai 1991 pour le transport de l' OV 105 Endeavour de Palmdale au KSC.

La maintenance des deux avions était assuré par un contractant commercial jusqu' en 1993 ou le centre de Dryden (Edwards) repris le relais. 

Les deux SCA servent en priorité à ramener les Orbiters au KSC, en cas d' atterrissage déporté à Edwards AFB, White Sands, ou quelques autres endroits dans le monde.

Fin 1995, la dérive verticale du NASA 911 est repeinte avec le nouveau logo de la NASA (remplaçant le " worm "). Le 905 suit début 1996. 

NASA 905, masse à vide 125 221 kg NASA 911 masse à vide 129 213 kg Masse maximale au sol 280 000 kg Masse maximale au freinage 284 000 kg Masse maximale à l' atterrissage 240 000 kg Vitesse M 0,6 soit 250 Knts Altitude typique avec un Orbiter 3952 à 4560 m. Altitude maximale à vide 7296 à 7900 m. Rayon d' action 1800 km avec les réserves et 9900 km à vide. Capacité en carburant 178 500 litres (123500 kg)

Cockpit du SCA 905 en 2002

Cockpit du SCA 911 en 2008

Une grande structure servant à l' assemblage du 747 avec les Orbiters a été fabriquée, le MDD, Mate Demate Device. Un est situé au KSC, un autre au centre Dryden à Edward. C' est une structure métallique faite de deux tours de 30 m  avec des plateformes de travail fixes à 6, 12, 18 et 24 m sur les deux tours ainsi que sur celle horizontale située entre les deux. cette tour horizontale sort de 22 m et sert de support aux grues pour lever l' Orbiter du sol et le hisser sur le 747. Attaché en trois point l' Orbiter est levé à l' horizontale par des grues capable de relever près de 115 tonnes.  Deux plateformes permettent un accès facile à l' Orbiter afin de le descendre sur le 747.  Le MDD a été conçu par Connell Associates Inc., Coral Gables, Floride et construit par George A. Fuller Co., Chicago, Llinois au KSC pour  $1 700 000. Au centre Dryden un hangar a été construit également pour abriter les deux avions. Il mesure 52 m de profondeur pour 42 m de large et 24 de haut. Une annexe de 670 m2 au nord du hangar abrite l' administration, les bureaux et le stockage des équipements. Dans le hangar, deux grues sur pont roulant permettent un accès facile sur les deux avions.  Le hangar conçu par Voorheis, Trindle and Nelson (VTN), Irvine, Californie a été construit par Santa Fe Engineers Inc., Lancaster, Californie pour un coût de $3 700 000 en 1976. Une piste en béton de 18 m de large relie le MDD au hangar ainsi qu' au piste d' envol de la base.  Une structure portable, Orbiter Lifting Frame basée à Houston a été développé en cas d' atterrissage sur un autre site. Elle sera utilisé pour STS 3 à l' issue du retour de Columbia à White Sands et sera utilisé à Palmdale pour le retour des OMPD. La structure réalisée pour la base de Vandenberg en Californie le SLC 6 est ramenée à Palmdale fin 1990 après abandon de la base par l' USAF.

Tests avec la structure de levage à Vandenberg dans les années 85 et Discovery

Septembre 2009, le NASA 911 réalise son dernier vol avec un orbiter, Discovery, mission STS 128.

Décembre 2010, le 747 SCA 905 participe à une campagne de vol du démonstrateur X45 "phamtom ray" un drone inhabité développé par Boeing.

8 février 2012, le NASA 911, un des 2 Boeing 747 SCA modifié pour le transport des Orbiters fait son dernier vol. Il rejoint en 20 minutes depuis le Dryden Flight Research Center à Edwards Air Force Base le Dryden Aircraft Operations Facility juste à coté le Air Force Plant 42 in Palmdale où on été fabriqué les Orbiters. Il affiche au compteur 33 004 heures de vol au cours de sa carrière de vol de 38 ans, dont 386 vols en tant que NASA SCA, 66 d'entre eux étaient des vols de ferry avec une navette spatiale montée sur le dessus. Le NASA 911 entrée en service en 1990 a réalisé 68 vols de transport pour la NASA en 21 ans, 7 vols avec Columbia, 14 vols avec Discovery, 22 vols avec Atlantis et 25 vols avec Endeavour. Il sera désormais utilisé de pièces de rechange pour le programme Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) au coté d'un 747 SP. Le 911 est maintenant exposé au Joe Davies Heritage Airpark à Palmdale, en Californie, où les visiteurs peuvent voir une collection d'avions volés, testés, conçus, produits ou modifiés à l'usine de l'air Force 42 des États-Unis au nord de l'Airpark.

Le NASA 905 qui terminera sa carrière après le transport des Orbiter dans leur musée respectif fin 2012 a réalisé 229 vols de convoyage depuis 1977 (5 vols ALT en 1977 et 2 vols de démonstration Boeing's Phantom Ray en 2010 et 2011). Le 747 a ainsi transporté60 fois Columbia, 20 fois Challenger et 35 fois Atlantis. Quand Discovery, Endeavour et Enterprise seront dans leur musée respectif, le 905 aura en plus transporter Discovery 38 fois, Endeavour 12 fois et Enterprise 57 fois. Le 905 aura réalisé 70 des 87 missions de ferry pendant le programme de navette opérationnelle, dont 46 des 54 vols de ferry entre Dryden et le centre spatial Kennedy.

Le 24 septembre 2012, le NASA 905 réalise son dernier vol depuis l'aéroport de LA vers le centre Dryden en 19 minutes. Il a au compteur 11 018 heures de vol sur 42 ans, à la fois en tant que jetliner commercial et en tant que NASA SCA. Il avait parcouru 6 335 cycles (décollages et atterrissages). Après avoir livré Endeavour à l'aéroport international de Los Angeles en septembre 2012, l'avion a effectué le court vol vers Dryden, où la NASA voulait qu'il rejoigne le 911 comme source de pièces de rechange pour l'avion SOFIA 747 de la NASA, mais après avoir inspecté 905, ils ont déterminé qu'il avait très peu de pièces utilisables pour SOFIA, un nouveau modèle 747SP (performance spéciale) construit en 1977. En 2013, la bonne décision a été prise de préserver 905 et de l'afficher au Space Center Houston avec la maquette de la navette spatiale Independence montée sur son dos. 905 a été envolé à Ellington Field juste au nord du Johnson Space Center où il a été soigneusement démonté et transporté par la route vers le Johnson Space Centre en sept pièces majeures. Il a été remonté et accouplé avec la réplique de la navette en 2014. L'affichage au Centre d'accueil spatial a ouvert ses portes le 23 janvier 2016.