Hyshot: la JAXA teste son moteur scramjet en Australie

Quels seront les lanceurs spatiaux de demain ? Les fusées actuelles semblent aujourd'hui avoir atteint la limite de leurs performances théoriques, et restent pourtant des moyens de transport chers et consommateurs en énergie. Même si l'ère des fusées devrait durer encore plusieurs dizaines d'années, dans le futur l'accès à la mise en orbite sera peut-être réalisé par des avions spatiaux réutilisables, qui pourront voler directement de la piste de décollage à l'espace.

Afin de préparer le développement de tels engins, l'agence spatiale japonaise (JAXA) effectue déjà des travaux de recherche technologiques pour la propulsion future. La JAXA a commencé des travaux sur un moteur à cycles combinés (RBCC) qui pourrait être utilisé du décollage à la mise sur orbite, en passant par plusieurs cycles moteurs (mode ejector-jet en subsonique et jusqu'à Mach 3, mode ramjet entre Mach 3 et Mach 7, mode scramjet entre Mach 7 et Mach 12, et enfin mode anaérobie fusée au delà). C'est le mode scramjet qui a été testé à dans le désert australien avec l'expérience du mois de mars 2006.

Les travaux de recherches sur la propulsion scramjet ont débuté en 1987 à l'Institut des Technologies Aerospatiales de la JAXA. Les moteurs ramjet sont des moteurs où la compression de l'air en entrée est effectuée sans partie mécanique mobile, grâce à la haute vitesse de vol. Pour des vitesses de vol supérieures à Mach 4, il devient nécessaire de maintenir un écoulement supersonique à l'intérieur même de la chambre de combustion, d'où le nom Scramjet (pour "supersonic combustion ramjet").

Dans un scramjet, le mélange air/carburant, ainsi que la combustion, doivent être réalisés en moins de 0,5ms. Pour son expérience à Woomera, la JAXA a fourni une charge utile de test à l'Université du Queensland, qui l'a assemblée à l'extrémité de son système de test baptisé "Hyshot" (Hyshot est réalisé à partir d'une fusée Terrier-Orion Mk70 de la NASA). Le lancement a été effectué le 30 mars 2006 et après le décollage la fusée s'est élevée à 290 km. C'est uniquement lors de la dernière phase de la retombée balistique que l'expérience de la JAXA a commencée, pour bénéficier de 6 secondes de vol à Mach 8.

L'expérience embarquait deux maquettes de moteurs scramjet, un de ces modèles étant équipé d'injecteurs à vortex verticaux (et l'autre servant de référence). L'injection de carburant (ici de l'hydrogène gazeux) par tourbillons dont l'axe de rotation est parallèle à l'écoulement supersonique permet un meilleur mélange, selon la JAXA.

La chambre à combustion du scramjet a été développée à l'aide de la soufflerie à choc à haute enthalpie (ou HIEST, située à Kobe) de l'Agence. La charge utile de la JAXA mesure environ 1,5m, pour une masse de 100 kg. La bordure de la chambre de combustion est en alliage TZM (titane-zirconium-molybdène). L'objectif de l'expérience était de récupérer des données sur la répartition de pression dans la chambre de combustion.

Après le vol, l'Université du Queensland a bien confirmé la réception des télémesures, qui seront analysées durant les prochaines semaines par les équipes de la JAXA.