Le Prometheus de l'ESA est le précurseur de la propulsion de fusée à très faible coût qui est suffisamment flexible pour s'adapter à une flotte de nouveaux lanceurs pour n'importe quelle mission et sera potentiellement réutilisable.

Lors de la réunion du Conseil Space19+ à Séville, Espagne en novembre dernier, L'ESA a reçu un financement complet pour amener la conception actuelle du moteur Prometheus à une maturité technique adaptée à l'industrie. Développé par ArianeGroup, Prometheus est désormais considéré comme un élément clé dans l'effort visant à préparer un futur accès européen compétitif à l'espace.

En appliquant une approche design-to-cost à la fabrication de Prometheus, L'ESA vise à diviser par dix le coût de production du moteur actuel de l'étage principal Ariane 5 Vulcain 2.

Des fonctionnalités telles que la poussée variable, allumages multiples, aptitude à l'application de l'étage principal et supérieur, et les opérations au sol minimisées avant et après le vol font également du Prometheus un moteur très flexible.

Ce précurseur de Prometheus fonctionne à l'oxygène-méthane liquide qui apporte une grande efficacité, permet la standardisation et la simplicité opérationnelle. Le propulseur méthane est également largement disponible et facile à manipuler.

À court terme, il est probable que les moteurs opérationnels bénéficieront de l'application des technologies Prometheus.

Les tests à venir supervisés par ArianeGroup sur le site d'essais de Lampoldshausen du DLR German Aerospace Center en Allemagne valideront les composants matériels du premier modèle d'essai de moteur Prometheus (M1).

En préparation, le banc d'essai P5 s'enrichira d'un réservoir d'ergols d'une capacité de 250 mètres cubes pour le méthane. Cela permettra aux ingénieurs de basculer efficacement les configurations de test entre Prometheus et le moteur de l'étage principal Vulcain 2.1 d'Ariane 6, également en développement.

Les principaux sous-systèmes sont en cours de fabrication. Les premiers éléments construits l'an dernier ont bénéficié de nouvelles méthodes telles que la fabrication additive par couche (ALM) qui accélère la production, réalise moins de pièces et réduit considérablement les coûts.

ALM construit une structure couche par couche, ce qui est beaucoup plus rapide et plus facile que le processus traditionnel de découpe des matériaux en vrac. Complexe, pièces optimisées, impossible à fabriquer par les méthodes classiques, peut être créé en utilisant moins de matière et d'énergie, et en beaucoup moins d'étapes de fabrication.

Les composants fabriqués et maintenant prêts à être testés incluent la turbine de la turbopompe, vannes d'entrée de la pompe et du générateur de gaz. Le mois de mars verra la livraison des soupapes de chambre et de l'ordinateur de bord du moteur-fusée pour la gestion et la surveillance du moteur, la partie qui en fait un moteur « intelligent » et potentiellement réutilisable.

Le premier modèle de chambre de combustion est attendu fin juin tandis que la chambre de combustion pour M1 sera livrée en décembre 2020.

Les ingénieurs assembleront le démonstrateur grandeur nature M1 à la fin de cette année pour des tests au sol en 2021.

D'autres moteurs Prometheus seront construits pour être testés dans le futur.

Toujours dans le cadre du programme préparatoire des futurs lanceurs de l'ESA, Arianeworks prépare actuellement une démonstration de véhicule réutilisable en vol appelée Themis, qui intégrera le moteur précurseur Prometheus.

Prometheus représente une percée en termes de coût et de fabrication et sa conception robuste est la base des futures évolutions d'Ariane jusqu'en 2030.