CARACTERISTIQUES DU LANCEUR NEW GLENN

Septembre 2016, Blue Origin présente son lanceur orbital "New Glenn" en référence à l'astronaute John Glenn. Le lanceur sera proposé en 2 versions, tous équipé de moteurs BE, Blue Engines fabriqués par Blue Origin, une avec 2 étages équipée d'un moteur BE-4 (LOX-CH4) sur lee second pour les missions habités et commerciales (hauteur 82 m pour 7 m de diamètre) et une avec 3 étages équipée d'un moteur BE-3 sur le 3e étage (LOX-LH2) pour les missions au delà de la terre, la hauteur atteindra alors 95 m. Le premier étage reste équipé de 7 moteurs BE 4. La poussée au décollage est de 1 700 tonnes.  Comme Space X, Blue Origin prévoit de récupérere le premier étage, l'atterrissage se fesant sur mer sur un navire. Le premier vol est prévu avant 2020 depuis le LC 36, l'ancien pad de tir des Atlas Centaur. Blue Origin vise à la fois le marché des satellites militaires américains et celui des satellites commerciaux. BO développera aussi un autre lanceur lourd, le "New Armstrong".

La conception du New Glenn tourne autour des moteurs BE-3 et 4 que Blue origin développe en interne. La version BE-4 équipe aussi le premier étage du lanceur Vulcan d'ULA en remplacement de moteurs Ukrainien.

Le New Glenn version 2 et 3 étages comparé à ses concurrents

La conception du lanceur va évolué au fur et à mesure de l'avancement du développement. Ainsi dès septembre 2017, Blue Origin annonce que le New Glenn fera ses premiers vols avec une coiffe de 7 m de diamètre offrant ainsi 2 fois plus de volume que la coiffe de 5 mètres initialement prévue. En mars 2018, Bue Origin annonce "secrètement" changer de moteurs pour son second étage afin de s'en tenir à un premier lancement en 2020 et d'augmenter la gamme de missions orbitales que la fusée peut accomplir. Blue Origin suspend le développement d'une version optimisée pour le vide du BE-4 et utilisera à la place des versions optimisées pour le vide des moteurs BE-3 éprouvés en vol pour le deuxième étage et le troisième étage en option de New Glenn.

Octobre 2018, nouveau schéma de peinture pour le New Glenn. Pus de plume sur le premier étage, remontée sur le second !

La version 2 étages du New Glenn, avec le premier étage de 58 m de hauteur, le second à 16,5 m pour une hauteur totale de près de 98 m, comparaison avec les autres lanceurs et les volumes des charges utiles coiffes de 7 et 5 m. Au niveau du premier étage, les ailerons sont plus grand et la jupe arrière est monté en dehors des réservoirs permettant de renfermer le système de déploiement des 6 jambes d'atterrissage. Le premier étage sera capable de réaliser 25 vols et les moteurs BE-4 100 vols chacun.

Vue 3D du New Glenn à quelques heures de son premier lancement

Le premier étage Glenn Stage 1 GS-1, haut de 57,5 mètres pour 7 mètres de diamètre est propulsé par 7 moteurs à ergols liquides BE-4 d'une poussée unitaire de 244 tonnes brulant un mélange d'oxygène liquide et de méthane LOX et LCH4. La poussée totale au décollage est de 1 780 tonnes. Le premier étage emporte 1225 tonnes d'ergols dont 310 tonnes de LCH4 (674 m3) et 945 tonnes de LOX (829 m3) et ses moteurs fonctionnent durant 199 secondes. L'étage est conçu pour être réutilisé. Après son largage il utilise sa propulsion pour revenir se poser à la verticale sur un navire en mouvement (et non une barge stabilisée comme dans le cas du Falcon 9) au large des côtes. Il dispose dans sa partie supérieure d'ailerons mobiles qui sont utilisés pour contrôler son attitude durant la descente. Deux virures fixées sur le bas de l'étage fournissent une portance supplémentaire lors du retour sur Terre. L'étage revient se poser sur une plateforme mobile en mer. Il dispose à cette fin d'un train d'atterrissage dépliable comprenant pas moins de 6 pieds pour pallier une défaillance éventuelle de l'un d'entre eux. Le premier étage sera capable de réaliser 25 vols et les moteurs BE-4 100 vols chacun.

L'étage GS-1 se compose de 3 partie, la section médiane appelée "First Stage Mid Module", le module avant qui sert d'intermédiaire entre le premier et le deuxième étage et héberge les quatre ailerons de commande aérodynamique actionnés pour le guidage de la rentrée de l'étage et le module arrière, qui renferme les 7 moteurs BE-4, ainsi que les 6 jambes d'atterrissage.

Un des 2 ailerons fixés sur la partie basse de l'étage GS-1. Il est recouvert d'une protection thermique, inventé par Blue origin, le bord d'attaque est fait d'un alliage de Nickel haute température.

Vue du GS-1 en cours d'assemblage dans le hangar d'intégration. Le cœur du GS1 est le module arrière, qui contient la majeure partie de l'avionique, de l'hydraulique, des fluides, des systèmes pneumatiques et du train d'atterrissage de l'étage. Sa principale fonction est de répartir la charge de poussée de nos sept moteurs BE-4 sur le reste du véhicule.

La base du premier étage GS 1 avec le bouclier thermique entre les 7 moteurs. La NG a une trajectoire très particulière, et son premier étage va beaucoup plus vite qu’une F9 par exemple. Le retour va être très, très chaud. Trois des sept moteurs pivotent pour offrir l'autorité de contrôle du New Glenn lors de l'ascension, de la rentrée atmosphérique et de l'atterrissage sur le Jacklyn, le navire de récupération en mer. Cette capacité de pivotement, ainsi que le train d'atterrissage et les propulseurs du Système de Contrôle de Réaction, sont essentiels pour rendre notre booster entièrement réutilisable. Fait amusant : la condition de gimbal maximale du véhicule se produit lors de l'ascension, lorsqu'il doit lutter contre les vents en haute altitude

Les moteurs BE4 sont vraiment très gros. Les moteurs centraux en ligne, 1 à 3 sont orientables et réallumable pour le retour. Les autres sont fixes et ne s'allument qu'une seule fois.

Le premier étage du New Glenn, GS-1 de vol entièrement assemblé

Initialement, le second étage, Glenn Stage 2 GS-2 devait être propulsé par un unique moteur BE-4U, une version du BE3 du GS1 adaptée au fonctionnement dans le vide avec une tuyère allongée. Blue Origin a choisi finalement en mars 2018 d'équiper l'étage de deux moteurs BE-3U brûlant un mélange d'oxygène liquide et d'hydrogène liquide d'une poussée totale de 106 tonnes. Ce moteur est dérivé d'une version utilisée par la fusée suborbitale New Shepard adaptée au fonctionnement dans le vide. La durée de combustion est de 717 secondes en comptant 2 allumages pour les missions GTO (618 + 99) et 600 s pour les missions LEO. Ses réservoirs emportent 188 tonnes d'ergol, dont 34 tonnes de LCH4 (480 m3) et 154 tonnes de LOX (135 m3), soit une masse à vide d'environ 18 tonnes. Blue Origin qui avait prévu initialement de réutiliser le second étage abandonne cette option en février 2019.

Le second étage du New Glenn est conçu pour des missions exigeantes et hautement énergétiques sur orbite terrestre basse (LEO), orbite terrestre moyenne (MEO) et orbite géosynchrone (GEO). L'étage mesure 16,1 mètres de hauteur, 23,4 avec la tuyère du BE-3 déployée, pour un diamètre de 7 mètres. La conception élégante du purgeur d'expansion du BE-3U produit une architecture de moteur robuste qui équilibre la poussée, l'impulsion spécifique et le coût. Chacun des deux BE-3U qui vole sur le lanceur a été initialement conçu pour produire jusqu'à 72 tonnes de poussée sous vide. Le moteur a surperformé tout au long de sa campagne d'essais et volera à 78 tonnes, ce qui en fait l'un des moteurs à hydrogène avec le rapport poussée/poids le plus élevé jamais utilisé.

Second étage du New Glenn avec bloc moteur de vol lors des essais en 2014   

Le troisième étage optionnel est utilisé pour desservir les orbites hautes et lancer des missions interplanétaires. Il est propulsé par un unique moteur-fusée BE-3U ayant une poussée de 53 tonnes qui fonctionne durant 300 secondes. Ses réservoirs emportent 52 tonnes d'ergols (144 m3) dont 8 tonnes de LH2 (105 m3) et 44 tonnes de LOX (39 m3). Il est fort probable que cette version ne sera jamais développé, après la mise à niveau du second étage avec le BE-3U.

La masse des ergols est de 1507 tonnes comparée au 2514 tonnes du Saturn 5 lunaire.

La coiffe a un diamètre de 7 m pour 21,9 m de hauteur. Elle est fabriquée en composite de carbone en interne dans les usines de Blue Origin. A l'origine, son diamètre était de 5,4 m, mais en septembre 2017, Blue Origin décide d'augmenter le diamètre en offrant plus de volume pour les lancements doubles.

Les demi coiffe du New Glenn en mars 2020, 7 mètres de diamètre, le dernier record était détenu par la coiffe du Saturn 5 Skylab, 6,6 mètres. Test de séparation des demi coiffe du New Glenn au NASA Glenn Research Center Armstrong Test Facility Space Environments Complex.

Le lanceur peut placer une charge utile de 45 tonnes en orbite basse et de 13,8 tonnes en orbite GTO. Blue Origin veut privilégier le lancement de charge utile unique mais pourra à partir du cinquième vol effectuer des lancements double avec sa nouvelle coiffe.

Profit de vol, le New Glenn décolle. Après la séparation, au bout de 3 mn, le premier étage descend de manière autonome jusqu'à une plate-forme d'atterrissage située à 1 000 km en aval. Il s'y pose après 9mn 30. Après l'atterrissage, un robot appelé véhicule télécommandé de récupération (ROV) est déployé pour se fixer au booster. Il fournit l'alimentation, la communication et les liaisons pneumatiques entre le booster et la plate-forme". Il a ajouté que le ROV mesure environ 4,3 mètres de haut (14 pieds) et occupe l'empreinte d'un camion Ford F-150.

Les deux BE-3U s'enflamment, propulsant le deuxième étage dans l'espace. La coiffe se sépare, délivrant les charges utiles en orbite en toute sécurité.

LES ETAGES DE TEST

GS-1, Glenn Stage 1 est le "pathfinder" le pionnier du premier étage de New Glenn, c'est le simulateur de masse non fonctionnel vue pour la première fois en 2021 et qui a été utilisé pour la formation au transport entre l'usine et le complexe 36 et à la manipulation du premier étage termine.

Premier réservoir LOX de qualification du premier étage en 2023 et en 2024 avec une maquette structurelle du second étage "mass simulator"

2 maquettes du New Glenn dans le hangar d'intégration du lC36 en 2024, l'étage GS-1 qui sert pour les tests de remplissage sur le pad et qui sera équipé pour devenir le premier étage de vol et devant la maquette "pathfinder" du GS-1 avec la maquette "mass simulator" du GS-2

Plusieurs remorques assurent le transport des différentes éléments du lanceur, les étages, la coiffe, les moteurs... Ce sont des remorques à 3 et 4 essieu de 2 fois 4 roues. Le tracteur est un Oshkosh M1070, un transporteur de chars de l'armée américaine reconverti, avec 505 chevaux et 2474 Nm de couple. Il a été baptisé "GERT" Giant Enormous Rocket Truck.

Le train de remorques pour l'étage GS-1, avec à l'arrière 4 remorques de 4,3, 3 et 4 essieu et à l'avant, 2 remorques de 4 essieu, soit au total de 112 +64, 176 roues !

A gauche, la remorque pour le second étage GS-2  à droite celle du GS-1

Pour faire avancer le Transporter/Erector TE, Blue Origin utilise un transporteur modulaire Scheuerle SPMT (Self-Propelled Modular Transporter) autopropulsé constitué de véhicules modulaires de 3, 4, 5 ou 6 lignes d'essieux. La capacité de charge peut atteindre un maximum de 60 tonnes par ligne d'essieu. Le SMPT du TE compte 2 séries de 5 modules à 6 essieu de 4 roues chacun, mesurant chacun 8,4 m de long, 2,4 m de large et 1,5 m de hauteur, associés à 2 modules centraux, soit 168 roues ! Le transporteur permet toutes sortes de manoeuvres grâce à ces essieu autonomes, les mouvements longitudinaux, circulaires, transversaux. 2 blocs de conduite à l'avant et un à l'arrière assure la propulsion des transporteurs grâce à un moteur diésel de 530 CV. Il mesure chacun 4,7 m sur 2,3.