Le 28 octobre 1971, le Royaume-Uni devient le sixième pays à lancer un satellite. Le satellite Prospero, également connu sous le nom de X3, a été lancé en orbite par une fusée Black Arrow depuis Woomera, en Australie. Sa mission était l’expérimentation technologique ; il a testé des cellules solaires. Prospero était le seul satellite lancé par une fusée britannique. La Black Arrow était une fusée à trois étages de 13 m de haut. Le développement du lanceur spatial Black Arrow a commencé en 1964 sous la direction du Royal Aircraft Establishment. En juillet 1971, le gouvernement britannique décide d’abandonner le programme national et, en 1975, participe à la création de l’Agence spatiale européenne.
28 octobre 1971 : un lanceur local orbite le satellite britannique
Alors qu’aucun des deux n’était assez puissant pour atteindre l’orbite, combiner les deux avec un petit troisième étage le pouvait. Mais sans les fonds de défense antérieurs de Blue Streak et en proie à des difficultés économiques, le gouvernement britannique s’est tourné vers la France pour l’aider à développer le nouveau lanceur orbital, surnommé Black Prince, a indiqué le site Web du Science Museum. Avec un premier étage Blue Streak, un deuxième étage Black Knight et un moteur-fusée PR-38 pour le troisième étage, Black Prince était un effort conjoint entre le RAE, Saunders Roe Ltd. et Bristol Siddeley Ltd. Bien qu’initialement réticent, le gouvernement français a finalement accepté d’aider le Royaume-Uni à développer la fusée. Mais au cours du processus de négociation, l’Organisation européenne de développement des lanceurs a été formée, ce qui a ensuite amené d’autres nations d’Europe occidentale dans le giron. Le lanceur a ensuite été réparti entre les différents pays, laissant Blue Streak comme la seule partie britannique de la fusée Europa jamais développée.
La Grande-Bretagne, cependant, n’a pas entièrement abandonné ses projets de lanceur orbital fait maison. Au lieu de cela, il a développé une version plus petite de Black Knight, Black Arrow, pour tester de petits prototypes de satellites en les plaçant en orbite terrestre basse. La fusée de 13 mètres de haut utilisait du peroxyde d’hydrogène à haute concentration, ou peroxyde à haute résistance, comme oxydant. Ses premier et deuxième étages utilisaient tous deux du carburant liquide. Le troisième étage, un moteur-fusée Waxwing, utilisait du carburant solide pour fusée. Presque dès le début, le programme a été en proie à des problèmes, selon le site Web du Musée des sciences. Le gouvernement a été excessivement économe dans le développement de son nouveau programme de fusées orbitales, réduisant le nombre de vols d’essai de cinq à trois. Les deux premiers vols d’essai de Black Arrow étaient des fusées sondes à deux étages. Le premier test, en juin 1969, a oscillé de manière imprévisible et a explosé sur commande avant de pouvoir s’écraser au sol. Le deuxième test, qui a répété le premier test, s’est avéré concluant en mars 1970. Lors du test final en septembre 1970, le deuxième étage a cessé de tirer trop tôt et n’a pas réussi à atteindre l’orbite.
Les problèmes ne se sont pas avérés difficiles à résoudre, mais l’effondrement des fonds et les difficultés de main-d’œuvre ont exacerbé les retards, selon le site Web du Science Museum. Au moment où Black Arrow était prêt à mettre en orbite le satellite X3 (rebaptisé Prospero après son lancement réussi), le programme avait été annulé le 29 juillet. Construit par British Aircraft Corp. et Marconi, selon le site Web British Broadcasting Company News, le Prospero de 66 kilogrammes a principalement été utilisé pour tester l’équipement des futurs satellites dans l’espace. Comme Blue Streak, le gouvernement britannique avait choisi de privilégier les capacités américaines plutôt que les siennes. Le Royaume-Uni lancera son prochain satellite X4 sur une fusée US Scout en 1974. Malgré l’accomplissement de ce que peu de nations avaient, le gouvernement britannique a vu la viabilité commerciale de son système de lancement orbital diminuer au moment où il a envoyé une fusée dans l’espace et l’a tué avant qu’il ne commence vraiment.
À l’occasion du 50e anniversaire de Black Arrow, l’industrie spatiale britannique est sur le point de revenir 
[Écrit par William Graham 28 octobre 2021]
Il y a cinquante ans, une petite fusée décollait de l’Outback australien pour une mission de contradictions. Alors que le lancement de Black Arrow R3 avec le satellite Prospero à bord serait le premier lancement de satellite réussi de la Grande-Bretagne, il a également marqué la fin des ambitions du pays d’être un acteur majeur de l’industrie spatiale. Au cours des décennies suivantes, l’industrie spatiale britannique a recommencé et se tient maintenant prête à atteindre à nouveau les étoiles. Le déploiement de Prospero était la dernière d’une série de quatre missions pour le programme Black Arrow, qui comprenait deux tests suborbitaux et une tentative de lancement orbital ratée avant le lancement réussi, qui a eu lieu à 04h09 UTC (13h39 heure locale) le 28 Octobre 1971. La mise en orbite réussie d’un satellite – faisant du Royaume-Uni le sixième pays à démontrer une capacité de lancement orbital – a marqué l’apogée du programme de fusées britannique. Cependant, au moment du lancement, la fin du projet avait déjà été confirmée, les lanceurs étrangers étant considérés comme une alternative moins chère.
Comme aux États-Unis et en Union soviétique, le développement précoce par la Grande-Bretagne de fusées à grande échelle est né d’un besoin d’améliorer la dissuasion nucléaire du pays dans le contexte de la guerre froide. Dans les années 1950, cela a été fourni par la V-Force de la Royal Air Force, utilisant des bombardiers Valiant, Victor et Vulcan pour livrer des bombes à chute libre Blue Danube et plus tard Yellow Sun.
Au milieu des années 1950, il était devenu clair que ces bombardiers seraient vulnérables aux défenses anti-aériennes soviétiques, de sorte que le développement de deux missiles a commencé. Il s’agirait du Blue Steel à lancement aérien, une arme à distance permettant aux bombardiers V-Force d’attaquer leurs cibles à 160 kilomètres de distance, et du missile balistique à lancement terrestre Blue Streak.
Conçu comme un missile à portée intermédiaire capable de frapper des cibles en Union soviétique depuis le Royaume-Uni, le travail de conception sur Blue Streak a commencé avec la publication d’une exigence officielle en 1955. À peu près à la même époque, le développement d’une autre fusée, Black Knight, également commencé. Black Knight était un véhicule de recherche qui serait utilisé pour tester et développer un véhicule de rentrée pour le programme Blue Streak. À cette époque, les projets de défense britanniques étaient nommés selon un système connu sous le nom de «codes arc-en-ciel», composé d’une couleur et d’un nom choisis au hasard, comme en témoignent Blue Streak et Blue Steel. Pendant et après cette période, les projets qui ne nécessitaient pas de nom de code officiel recevaient souvent des noms qui suivaient le même style. Black Arrow était un exemple de ce dernier, car les codes arc-en-ciel avaient été remplacés au moment du lancement du programme.
En 1960, il était clair que la conception Blue Streak – qui reposait sur l’oxygène liquide comme oxydant – était déjà obsolète en tant que missile et elle a été annulée, le Royaume-Uni choisissant plutôt d’acheter des missiles aux États-Unis. Le développement de la fusée Black Arrow a été autorisé en 1964 par le Royal Aircraft Establishment, avec la Westland Aircraft Company comme maître d’œuvre. Black Arrow tirerait parti du matériel et des technologies développés pour l’ancien Black Knight – dont le fabricant, Saunders-Roe, avait été fusionné avec Westland – pour mettre en orbite de petits satellites. Ceux-ci ouvriraient la voie à des satellites plus gros, lancés par des fusées plus grosses, pour mener à bien des missions plus complexes. Beaucoup de ces conceptions plus grandes étaient basées sur Blue Streak ; bien qu’il ne soit plus utile en tant que missile, il figurerait toujours au cœur de plusieurs concepts de lanceurs de satellites proposés du début au milieu des années 1960. Ceux-ci comprenaient Black Prince, qui utilisait une version élargie de Black Knight comme deuxième étage avec un petit troisième étage. D’autres concepts comprenaient un étage supérieur de propulseur cryogénique brûlant de l’hydrogène liquide – soit une conception locale, soit une version construite sous licence de l’American Centaur – et le montage d’un véhicule Black Arrow complet au-dessus d’un Blue Streak. Blue Streak serait également sélectionné comme premier étage de la fusée Europa construite par l’Organisation européenne de développement des lanceurs (ELDO), un partenariat entre le Royaume-Uni, plusieurs pays européens et l’Australie qui a débuté en 1961. Europa utiliserait un Coralie de construction française fusée comme deuxième étage et une Astris ouest-allemande comme troisième étage, l’Italie développant le carénage de la charge utile.
À la suite du programme Europa et de la proposition de combiner les fusées Blue Streak et Black Arrow, le diamètre du premier étage de Black Arrow a été fixé à deux mètres pour correspondre à celui de Coralie, de sorte que le même adaptateur pouvait être utilisé. Cette mesure contrastait avec les unités impériales utilisées au Royaume-Uni à l’époque, qui étaient utilisées pour spécifier toutes les autres dimensions de Black Arrow. Alors que des essais au sol pourraient être effectués au Royaume-Uni, y compris des essais de moteurs aux besoins les Batteries sur l’île de Wight, une évaluation des sites de lancement potentiels a conclu que la géographie britannique le rendait inadapté aux tentatives de lancement orbital. Bien qu’une orbite polaire puisse être réalisée à partir des Highlands et des îles écossaises, ou en se lançant depuis la côte est au-dessus de la mer du Nord, la première a été exclue comme étant trop éloignée, tandis que la seconde a été rejetée en raison de la présence de plates-formes pétrolières dans le zone de danger en aval. Au lieu de cela, le Woomera Rocket Range en Australie-Méridionale a été sélectionné pour les vols d’essai initiaux des deux véhicules. Black Arrow utiliserait la zone de lancement 5 de Woomera (LA-5), qui était auparavant utilisée par Black Knight. À quatorze kilomètres au sud, les tests Europa ont eu lieu dans la zone de lancement 6 (LA-6).
La même année que le développement de Black Arrow a commencé, le premier Blue Streak a atteint la rampe de lancement pour un vol d’essai à l’appui du programme Europa. Alors que le vol a atteint ses objectifs de test, la fusée a rencontré des problèmes de contrôle dans les dernières étapes du vol propulsé et s’est ensuite désintégrée. Les vols d’essai se poursuivront tout au long des années 1960, ajoutant progressivement des versions inertes puis vivantes des deuxième et troisième étages. Dans le même temps, la propre fusée britannique, Black Arrow, a poursuivi son propre développement parallèle. La fusée Black Arrow résultante était un véhicule à trois étages, mesurant environ treize mètres de long et deux mètres de diamètre. Ses deux premiers étages étaient à carburant liquide, brûlant du kérosène (ou de la paraffine en anglais britannique) propulseur oxydé par du peroxyde à haute résistance (HTP). Le HTP est une solution hautement concentrée de peroxyde d’hydrogène et d’eau qui est extrêmement inflammable et s’enflamme au contact du propulseur, éliminant ainsi le besoin de systèmes d’allumage dédiés. Pour Black Arrow, une solution à 85 % a été utilisée, avec un rapport oxydant/carburant de huit pour un.
Les deux étages étaient propulsés par des variantes du moteur Gamma de Bristol Siddeley, développé à l’origine pour le Black Knight en tant que dérivé du moteur Stentor utilisé sur Blue Steel. Le moteur Gamma 8 qui propulsait le premier étage avait huit chambres de combustion séparées disposées en quatre paires en croix à la base de la fusée. Chaque paire de moteurs pouvait pivoter le long d’un seul axe, permettant le contrôle du tangage et du lacet en déplaçant des paires opposées ensemble, ou le contrôle du roulis en les déplaçant dans des directions opposées. Les premier et deuxième étages étaient séparés par un interétage, qui incorporait quatre petits moteurs de vide Siskin pour aider à séparer les étages et à déposer le propulseur dans les réservoirs du deuxième étage avant l’allumage. Le moteur Gamma 2 alimentant le deuxième étage avait deux chambres de combustion avec un cardan à deux axes et des buses allongées pour l’optimiser pour un fonctionnement à haute altitude. Le troisième étage de Black Arrow consistait en un moteur de fusée solide Waxwing stabilisé en rotation. Le premier vol d’essai de Black Arrow a eu lieu fin juin 1969, décollant de la zone de lancement 5B à 22 h 58 UTC le 28 juin. La fusée Black Arrow R0 devait effectuer une mission suborbitale pour démontrer les deux premiers étages de la fusée.
Avant même que la fusée ait dégagé la rampe de lancement, il était clair que quelque chose n’allait pas, car elle roulait de manière erratique d’avant en arrière. Après avoir grimpé pendant environ une minute, la fusée a perdu sa poussée, a chuté et a commencé à se désintégrer, l’officier de sécurité du champ de tir envoyant une commande de destruction pour accélérer le processus. Cette anomalie a été attribuée à un échec de la vectorisation de la poussée du premier étage, avec une paire de moteurs pivotant sans commande. Une répétition de ce test a été effectuée en mars 1970 à l’aide du véhicule R1, qui a parfaitement fonctionné. Cela a ouvert la voie à la première tentative de lancement orbital le 2 septembre 1970. Black Arrow R2 transporterait le satellite Orba en orbite terrestre basse, marquant la première tentative du Royaume-Uni de placer un satellite en orbite.
Pendant l’ascension, la fusée a subi une fuite de propulseur du deuxième étage qui a conduit à l’épuisement précoce de l’étage et a laissé la fusée sans assez de vitesse pour atteindre l’orbite. Un quatrième vol retenterait l’année suivante avec le satellite de recherche Prospero. Alors que les préparatifs étaient bien avancés pour le quatrième vol – la deuxième étape étant arrivée en Australie quelques jours auparavant, avec le reste de la fusée déjà sur le site de lancement ou en transit – est venue la nouvelle que le programme devait être annulé. Cela a été annoncé à la Chambre des communes par Frederick Corfield, ministre du Commerce et de l’Industrie, fin juillet.
La plupart des coûts du lancement à venir étant déjà engloutis, il serait autorisé à continuer. Mais peu importe son résultat, ce serait la dernière tentative. Pour les équipes impliquées, il n’y aurait plus qu’une seule chance de se mettre en orbite. Le satellite Prospero de 66 kilogrammes a été conçu comme un banc d’essai, transportant des expériences pour tester des assemblages électroniques, différentes finitions de surface et des cellules solaires dans l’espace. Il a également réalisé une expérience de recherche sur les micrométéoroïdes pour l’Université de Birmingham. Le satellite a été nommé Prospero d’après le personnage de la dernière pièce de Shakespeare, The Tempest. À la fin de la pièce, le sorcier Prospero dépose sa magie, tandis qu’en lançant le satellite Prospero, la Grande-Bretagne a renoncé à ses ambitions de lancer ses propres satellites dans le futur. Lorsque Black Arrow R3 décolle à 04h09 UTC le 28 octobre 1971, il porte en lui le dernier espoir des ingénieurs qui avaient travaillé sur le programme de mise en orbite d’un satellite. Les premier et deuxième étages ont parfaitement brûlé et le moteur Waxwing s’est déclenché pour injecter Prospero en orbite. Onze minutes et 50 secondes après le décollage, Prospero s’est séparé de l’étage supérieur. Avec son déploiement réussi, la Grande-Bretagne était devenue la sixième nation à lancer un satellite en orbite.
Le premier étage de la fusée R3 est retombé sur Terre dans un élevage de bétail à quelques centaines de kilomètres au nord du site de lancement. Bien qu’il ne soit pas conçu pour être récupéré, l’étage a atterri presque intact, bien que déformé et avec ses moteurs et sa jupe arrière écrasés. Il est resté exposé dans un village voisin jusqu’en 2019, date à laquelle Skyrora – une société britannique développant actuellement ses propres fusées – a organisé son retour au Royaume-Uni. La scène est actuellement exposée au Farnborough Air Sciences Trust Museum, dans le sud de l’Angleterre.
Au moment de l’annulation du projet, une autre fusée Black Arrow avait été achevée. Le véhicule R4 devait lancer le satellite Miranda, qui volerait finalement sur un véhicule American Scout à la place. Black Arrow R4 est maintenant suspendu dans la galerie Exploring Space du Science Museum de Londres, aux côtés d’un vol de rechange du satellite Prospero. Prospero lui-même reste en orbite et ne devrait pas rentrer naturellement avant les années 2070. Plus tôt cette année, Skyrora a mis au défi l’industrie spatiale britannique d’étudier les moyens de désorbiter le satellite pour montrer l’engagement du pays à réduire les débris orbitaux ou de le récupérer pour l’exposer dans un musée. Skyrora développe lui-même un étage supérieur qui peut servir de remorqueur orbital et pourrait être utilisé pour des missions d’enlèvement de débris à l’avenir.
Alors que Black Arrow a finalement livré un satellite en orbite, on ne pouvait pas en dire autant d’Europa, qui a effectué son dernier vol et sa quatrième tentative d’atteindre l’orbite huit jours après le lancement de Prospero. La Grande-Bretagne avait déjà officiellement quitté ELDO, bien que l’industrie britannique soit toujours impliquée dans le projet à travers la fabrication et le soutien du premier étage. Blue Streak avait parfaitement fonctionné sur tous les lancements depuis son vol inaugural, mais les problèmes avec les étages supérieurs persistaient, et sur le seul vol où les trois étages fonctionnaient correctement, le carénage de la charge utile de la fusée ne s’est pas séparé.
Prospero n’était pas le premier satellite du Royaume-Uni. Cet honneur est revenu à Ariel 1, un vaisseau spatial construit aux États-Unis qui a été lancé sur une fusée américaine Thor-Delta en avril 1962, faisant de la Grande-Bretagne le troisième pays à exploiter un satellite en orbite terrestre. Ce ne serait pas non plus le dernier, avec de nombreux autres engins spatiaux britanniques en orbite initialement sur des fusées américaines, puis sur des véhicules européens, russes et indiens, à mesure que l’industrie du lancement commercial s’est développée au cours des dernières décennies. La Grande-Bretagne a été membre fondateur de l’Organisation européenne de recherche spatiale (ESRO), devenue l’Agence spatiale européenne (ESA) en 1975, et reste un important contributeur financier de l’ESA. L’Agence spatiale britannique (UKSA) a été créée en 2010 dans le but de centraliser les activités spatiales du Royaume-Uni et de stimuler l’innovation. L’UKSA a remplacé l’ancien British National Space Centre.
Même sans sa propre capacité de lancement, la Grande-Bretagne a été un acteur majeur dans le développement de satellites. L’anglo-française Matra Marconi Space a développé la série à succès de satellites de communication Eurostar dans les années 1980 et son successeur, Airbus Defence and Space, continue d’exploiter des installations au Royaume-Uni aujourd’hui. Une autre entreprise britannique à la pointe du développement des petits satellites est Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL), créée par l’Université de Surrey dans les années 1980. S’appuyant sur une série de missions de démonstration de technologie UoSAT, SSTL a construit un portefeuille réussi d’engins spatiaux commerciaux et scientifiques construits pour des opérateurs du monde entier.
Une mission qui a particulièrement attiré l’attention du public est la sonde britannique Beagle 2, qui a été lancée sur Mars en 2003 dans le cadre de Mars Express de l’ESA. Beagle était destiné à atterrir sur la planète rouge à la recherche de signes de vie ; cependant, après son atterrissage prévu le jour de Noël, aucun signal n’a jamais été reçu. Onze ans plus tard, le vaisseau spatial a été découvert sur des images prises par Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, confirmant qu’il avait atterri avec succès mais n’avait pas réussi à déployer ses panneaux solaires et ses antennes de communication. Par le biais de l’Agence spatiale européenne, la Grande-Bretagne joue également un rôle dans le retour de l’humanité sur la Lune. En 2012, le Royaume-Uni a annoncé qu’il fournirait un financement supplémentaire à l’ESA qui permettrait le développement d’un module de service européen pour le vaisseau spatial Orion de la NASA. En décembre 2015, le premier astronaute professionnel du Royaume-Uni, Tim Peake, s’est envolé à bord du Soyouz TMA-19M pour un séjour de six mois à bord de la Station spatiale internationale.
L’avènement de petits lanceurs commerciaux dans le monde au cours des dernières années a suscité l’intérêt d’entreprises britanniques, avec deux startups – Orbex et Skyrora – maintenant dans une course pour succéder à Black Arrow et effectuer le deuxième lancement de satellite britannique. Orbex développe sa fusée Prime, tandis que Skyrora construit le véhicule Skyrora-XL. Alors que les deux sociétés visent actuellement la fin de 2022 pour leur premier lancement et développent des installations de lancement au Royaume-Uni, la course est lancée. Deux sociétés américaines, ABL Space Systems et Virgin Orbit, ont également manifesté leur intérêt pour un lancement depuis le Royaume-Uni. Virgin Orbit, qui fait partie du groupe Virgin fondé par l’entrepreneur britannique Richard Branson, vise actuellement son premier lancement depuis Spaceport Cornwall à l’aéroport de Newquay dans le sud-ouest de l’Angleterre pour juin 2022 pour coïncider avec le jubilé de platine de la reine Elizabeth II.
Satellite britannique
En 1971, la Grande-Bretagne est devenue la sixième nation avec son satellite lancé en orbite par une fusée Black Arrow depuis Woomera, en Australie. Le Prospero, un satellite Black Knight 1, avait une masse de 86 kg au lancement, 4 m de diamètre et transmis sur 137,56 MHz (encore entendu en 2000, bien que le magnétophone embarqué soit tombé en panne après 730 rediffusions le 24 mai 1973). Sa mission était de tester des cellules solaires et d’autres expériences technologiques. Prospero est le seul satellite lancé par une fusée britannique. La Black Arrow était une fusée à 3 étages de seulement 13 m de haut. Le Royal Aircraft Establishment a développé le lanceur spatial Black Arrow de 1964 jusqu’à ce que le projet soit annulé par le gouvernement britannique en juillet 1971. Le Spoutnik de l’URSS a été le premier satellite (4 octobre 1957).
https://spacenews.com/oct-28-1971-homegrown-launcher-orbits-uk-satellite/
https://www.nasaspaceflight.com/2021/10/50th-anniversary-black-arrow/
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/28_October