1981

78 ans après les douze premières secondes

Space Shuttle Columbia Columbia (OV-102), STS-1

Revenue de l’orbite sur ses ailes

10 m · personne de 1,75 m · derrière, l’A380 à la même échelle

À vous de piloter

Pas de moteur, un seul essai : piquez à environ 20° vers la piste 23, puis arrondissez et posez-vous.

L’histoire

Le 12 avril 1981, et ont emmené Columbia en orbite pour son tout premier vol ; jamais encore un nouveau vaisseau américain n’avait accompli sa première mission avec un équipage à bord. Deux jours plus tard, elle est rentrée en planeur. Elle est repassée sous la vitesse du son à environ 15,5 km au-dessus du désert de Mojave, a décrit un virage de 210°, puis a plongé vers le lac asséché de Rogers sur une pente environ sept fois plus raide que celle d’un avion de ligne, avant d’arrondir et de se poser sur la piste 23 à 340 km/h.

Ses trois moteurs principaux ne fonctionnaient qu’à la montée, alimentés par le grand réservoir externe : chaque atterrissage se faisait donc sans moteur, et il fallait le réussir du premier coup. L’approche se faisait en deux temps : un piqué raide d’environ 20°, la gouverne de direction fendue ouverte en aérofrein pour tenir la vitesse, puis une ressource vers une pente de 1,5° et l’arrondi, le train n’étant sorti qu’à environ 120 m du sol. Revenir en vol plané sur ce lac asséché, les pilotes du X-15 l’avaient fait pendant des années, et en 1977 l’orbiteur d’essai Enterprise s’y était exercé, largué du dos d’un Boeing 747.

Cinq orbiteurs ont effectué 135 missions entre 1981 et 2011. Deux ont été perdus avec leur équipage : Challenger au décollage en 1986, et Columbia elle-même le 1er février 2003, quand un trou dans le bouclier thermique de son aile a laissé entrer les gaz brûlants pendant la rentrée. Discovery, qui a volé 39 fois, est exposée au Steven F. Udvar-Hazy Center du .

Comment ça marche

Comment l’orbiteur ralentissait sans moteur à réduire. Sa gouverne de direction est fendue en deux dans le sens de la hauteur : braquez les deux moitiés d’un côté et elle dirige ; ouvrez-les comme un livre, jusqu’à 87° d’écart, et leur traînée retient la vitesse dans la descente raide. Sur la piste, elle s’ouvre en grand pour aider les freins.
Comment l’orbiteur se posait sans moteur. Il plongeait sur une pente d’environ 20°, six à sept fois plus raide que les 3° d’un avion de ligne, effectuait une ressource vers une pente douce de 1,5° et ne sortait le train qu’à environ 120 m du sol. Les hauteurs sont dessinées trois fois plus grandes.
Pourquoi l’orbiteur portait trois sortes de peau. Relevez le nez face au flux brûlant : le bord d’attaque sombre en carbone-carbone en subit le pire, 1 510 °C lors de STS-1, les tuiles noires du ventre rougeoient à mesure qu’elles se tournent vers le flux, et les couvertures blanches du dessus restent dans son ombre.
Comment l’orbiteur se dirigeait avec le bord de fuite de son aile. Déplacez la commande vers le haut et le bas : les élevons bougent ensemble, comme une gouverne de profondeur ; déplacez-la latéralement : ils se séparent, comme des ailerons, entre 35° vers le haut et 20° vers le bas. Le volet ventral sous les moteurs suit lentement pour maintenir l’équilibrage.
Pourquoi l’aile de l’orbiteur a deux flèches. Relevez le nez : en quittant l’arête vive de l’extension de bord d’attaque, en flèche de 81°, l’air s’enroule en un tourbillon qui file vers l’arrière au-dessus de l’aile principale, en flèche de 45°. Cette forme vole efficacement à vitesse hypersonique et plane encore assez bien pour se poser.

Figure dessinée pour l’appareil North American X-15

Comment le X-15 se dirigeait là où l’air manquait. Poussez la commande latéralement : un propulseur lâche une bouffée à chaque bout d’aile, l’un vers le haut, l’autre vers le bas, et l’appareil pivote en roulis sur son support à cardan.

Figure dessinée pour l’appareil Northrop B-2 Spirit

Comment vire une aile sans queue. Le B-2 n’a pas de dérive. Près de chaque bout d’aile, le bord de fuite s’ouvre en deux le long d’une même charnière : la moitié supérieure se lève, la moitié inférieure s’abaisse, jusqu’à 45° chacune. La traînée de la surface ouverte freine ce bout d’aile, et le nez pivote de ce côté.
L’appareil en entierFaites glisser pour le faire pivoter, pincez pour zoomer. Choisissez un élément pour y envoyer la caméra.

Chargement du modèle 3D…

Caractéristiques

Vitesse maximale
28 160 km/h
Envergure
23,8 m
Masse maximale
88 662 kg
Plafond
271 000 m
Autonomie
—
En 12 secondes
93,9 km
Motorisation
Aucun pour l’atterrissage. Vers l’orbite : 3 moteurs principaux RS-25 et 2 propulseurs d’appoint à poudre
101001 00010 000100 000 km/h

Le lieu du vol

Du Kennedy Space Center, Floride, à Edwards, Californie

Au-dessus du désert de Mojave, à 45 km du lac asséché de Rogers. Le simulateur démarre ici, sur le relief et les images du lieu tels qu’ils sont aujourd’hui.

À vous de piloter

Faites décoller l’appareil Space Shuttle Columbia en 3D, avec sa masse, sa surface alaire et sa puissance réelles.

Pas de moteur, un seul essai : piquez à environ 20° vers la piste 23, puis arrondissez et posez-vous.

À voirDiscovery, au Steven F. Udvar-Hazy Center, Chantilly, Virginie

Sources

  1. STS-1, NASA
  2. 40 Years Ago: Space Shuttle Columbia Returns Home, NASA
  3. The Aeronautics of the Space Shuttle, NASA Langley
  4. Space Shuttle Discovery, Smithsonian National Air and Space Museum
  5. STS-1, Spacefacts

Sa place dans un siècle de vitesse

Vitesse maximale de chaque appareil de la chronologie, sur une échelle logarithmique ; celui-ci est mis en évidence.

101001 00010 000100 000km/h1900192019401960198020002020 Mach 1 en altitudeWright FlyerBell X-1North American X-15ConcordeSpace Shuttle ColumbiaIngenuity
3/6

Formule 1 · ≈ 370 km/hAppareils plus rapides qu’une Formule 1 (≈ 370 km/h) : 11 sur 17.

Les 17 appareils

  1. 1903Wright Flyer
  2. 1909Blériot XI
  3. 1917Sopwith Camel
  4. 1927Spirit of St. Louis
  5. 1936Douglas DC-3
  6. 1939Heinkel He 178
  7. 1947Bell X-1
  8. 1958Boeing 707
  9. 1964SR-71 Blackbird
  10. 1967North American X-15
  11. 1969Boeing 747
  12. 1976Concorde
  13. 1981Space Shuttle Columbia
  14. 1989Northrop B-2 Spirit
  15. 2007Airbus A380
  16. 2011Boeing 787 Dreamliner
  17. 2021Ingenuity
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Son histoire
Vitesse km/h
0
Mach 0000°Altitude m
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Montée 0 m/s
Gaz0%

WS gaz↑↓ tangage←→ roulisA pilote automatiqueC caméraM songlisser : regarder autourR recommencer