allumage

Dans les opérations spatiales, un « burn » (ou poussée) est un allumage contrôlé d'un ou plusieurs propulseurs ou moteurs principaux pour modifier la vitesse et la trajectoire du véhicule. Le terme s'applique aussi bien à une impulsion d'une demi-seconde d'un propulseur du système de contrôle d'attitude qu'à un allumage de moteur principal de plusieurs minutes. Ce qui importe, c'est que le vecteur vitesse du vaisseau spatial change à la suite de l'expulsion de propergol. La durée et le profil de poussée déterminent l'ampleur du changement de vitesse, mesurée en mètres par seconde et appelée delta-v.

Les « burns » servent différentes phases de mission. Un « burn » d'insertion orbitale ralentit un vaisseau spatial suffisamment pour qu'il soit capturé par le puits de gravité d'une planète au lieu de la dépasser. Un « burn » de circularisation suit l'apogée, augmentant le périgée pour créer une orbite circulaire stable. Les « burns » de correction de mi-parcours ajustent la trajectoire pendant les phases de croisière, et les « burns » de désorbitation abaissent l'altitude jusqu'à ce que la traînée atmosphérique devienne significative. L'atterrissage lunaire ou planétaire nécessite un dernier « burn » de descente propulsée, tandis que les manœuvres de rendez-vous et d'amarrage utilisent de petits « burns » de précision des propulseurs RCS.

Précision et planification

Chaque « burn » doit être calculé à l'avance. La consommation de propergol est suivie; le vaisseau spatial ne dispose que d'un budget delta-v limité pour toute la mission. Le timing du « burn » est critique: un « burn » de moteur principal à la mauvaise position orbitale gaspille du propergol pour le même changement de vitesse. Les contrôleurs au sol modélisent la traînée atmosphérique, les perturbations gravitationnelles et la dégradation des performances des propulseurs pour prédire les résultats réels. Les vaisseaux spatiaux exécutent les « burns » en utilisant des systèmes de contrôle d'attitude pour orienter le ou les moteurs dans la bonne direction, puis s'allument à l'heure prévue. Les accéléromètres et les mises à jour de navigation optique aident à confirmer que le « burn » a atteint le delta-v prévu.

Les échecs d'exécution des « burns » sont permanents et souvent fatals à la mission. L'allumage du moteur peut échouer en raison d'une contamination du propergol, de blocages dans les conduites de carburant ou de défauts du système d'allumage. Un propulseur qui s'allume à une pression inférieure à celle prévue produit un delta-v insuffisant. Un allumage imprévu du propulseur dû à une vanne bloquée ou à un défaut électrique peut consommer du propergol précieux. Des erreurs d'attitude pendant un « burn » de moteur principal entraînent un écart de la modification de trajectoire par rapport à sa cible, nécessitant des « burns » de correction imprévus. Pour cette raison, les séquences de « burns » sont planifiées de manière redondante, avec des moteurs de secours et des réserves de propergol de contingence.

Le terme « burn » provient de l'effet visible de la combustion à haute température dans les moteurs de fusée; les premières opérations spatiales l'ont utilisé de manière familière avant qu'il ne devienne un jargon standard. Dans la maintenance aéronautique, la connaissance des procédures de « burn » est indirecte mais importante: les techniciens au sol vérifient la santé du moteur avant le vol, contrôlent l'intégrité du système de propergol et valident les circuits d'allumage des propulseurs. Toute dégradation découverte lors de l'inspection pré-vol affecte directement la marge de delta-v disponible pour la mission et contraint le profil de « burn » qui sera sûr à exécuter.