Terran 1

Terran 1 est un lanceur léger américain dont le premier et seul vol a eu lieu le 23 mars 2023. Cette fusée est développée par la start-up Relativity Space, basée à Los Angeles en Californie. Celle-ci a été fondée en 2015 pour développer une famille de lanceurs avec un recours particulièrement important à l'impression 3D. Ceux-ci utilisent des moteurs-fusées développés en interne utilisant comme ergols le méthane et l'oxygène. La commercialisation du lanceur est abandonnée le 12 avril 2023 en faveur du développement du lanceur plus puissant de la société, Terran R.

Terran 1 lanceur spatial léger
Schéma du lanceur.
Données générales
Pays d’origine	États-Unis
Constructeur	Relativity Space
Premier vol	23 mars 2023
Dernier vol	23 mars 2023
Statut	Retiré du service
Lancements (échecs)	1 (1)
Hauteur	35 m
Diamètre	2,3 m
Étage(s)	2
Charge utile
Orbite basse	1 479 kg (300 km)
Orbite héliosynchrone	898 kg (500 km)
Dimension coiffe	3 m x 7 m
Motorisation
Ergols	GNL (97% Méthane)/Oxygène liquide
1er étage	9 x Aeon 1 : 920 kN (niveau de la mer)
2e étage	1 x AeonVac : 126 kN (vide)
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Développement du lanceur

Le lanceur léger Terran 1 est développé par la société Relativity Space créée en 2015 par des ingénieurs issus de deux grandes sociétés du secteur spatial : SpaceX et Blue Origin. Ceux-ci souhaitent pousser plus loin l'optimisation de la fabrication par un usage intensif de l'impression 3D qui permet théoriquement d'abaisser les coûts. Jusque là, seules certaines pièces d'un lanceur étaient construites à l'aide de ce procédé. Le choix de Relativity Space de généraliser ce procédé comporte un risque d'échec important dû au manque de maturité de la technologie d'impression en 3D à grande échelle et de sa fiabilité^[1]. Les ingénieurs de Relativity Space conçoivent une première version d'un lanceur léger dont les dimensions sont revues à la hausse en 2019 (charge utile, diamètre, taille de la coiffe, poussée des moteurs) pour répondre aux besoins des utilisateurs potentiels^[2]. Le vol inaugural est initialement prévu en 2020 mais est successivement repoussé à 2021, 2022 puis 2023^[3].

La société a l'intention de capitaliser sur le savoir acquis en développant avec la même méthode de fabrication le lanceur Terran R entièrement réutilisable et dans la classe des lanceurs moyens, comparable à la fusée Falcon 9 (20 tonnes en orbite basse)^[4].

Abandon de la commercialisation du lanceur (avril 2023)

Le 12 avril 2023, Relativity annonce qu'elle retire du service Terran 1 pour se concentrer sur le développement de Terran R. Le premier vol du lanceur est repoussé à 2026^[5].

Caractéristiques techniques

Terran 1 est un lanceur non réutilisable bi-étages haut de 35 mètres pour un diamètre de 3 mètres. La majeure partie des composants sont réalisés par impression 3D : dôme inter-réservoir, parois des réservoirs, éléments des moteurs-fusées dont la chambre de combustion. La structure de la fusée est réalisée dans un alliage d'aluminium imprimable dont le brevet est détenu par la société. Les deux étages sont propulsés par des moteurs-fusées à ergols liquides brûlant un mélange de gaz naturel liquéfié (97% de méthane) et d'oxygène liquide. Les ergols sont maintenus sous pression dans les réservoirs par un système de pressurisation autogène (une fraction de l'ergol est réchauffé via un échangeur thermique accouplé au moteur-fusée et réinjecté sous forme gazeuse dans le réservoir). La fusée peut placer une charge utile de 1479 kg en orbite terrestre basse (300 km) et 898 kg sur une orbite héliosynchrone (500 km)^[6],[7] :

• Le premier étage haut de 24,3 mètres pour un diamètre de 2,3 mètres est propulsé par neuf moteurs-fusées à ergols liquides Aeon 1 développés par Relativity Space dont la poussée totale est 920 kilonewtons. Ce moteur-fusée utilise un cycle générateur de gaz et comporte deux turbopompes. Le ratio entre les deux ergols est réglable. La chambre de combustion est refroidie via un cycle régénératif : le GNL liquide circule dans des parois de la chambre avant d'être réinjecté dans celle-ci pour contribuer à la combustion. Le moteur-fusée est orientable à l'aide d'un système reposant sur des vérins électriques. La mise à feu du moteur est réalisé par un allumeur gaz-gaz. Le système de séparation de l'étage utilise des vérins pneumatiques.
• Le deuxième étage haut de 8,1 mètres pour un diamètre de 2,3 mètres est propulsé par un moteur AeonVac, version optimisée pour le vide de l'Aeon 1 (rapport de section = 165). Sa poussée est de 126 kN. Le moteur peut être rallumé à plusieurs reprises. Le contrôle d'orientation est réalisé par modification de l'orientation du moteur-fusée sur deux des axes, complété par l'action de propulseurs à gaz froid.
• La coiffe est métallique. Elle est haute de sept mètres et a un diamètre de trois mètres. Le système d'éjection utilise des vérins pneumatiques.

Installations au sol

La fusée Terran 1 est assemblée dans une usine de 11 000 mètres carrés située à Long Beach, en Californie où se situe également le siège social de la société^[8]. La société utilise les installations du John C. Stennis Space Center, établissement de la NASA situé dans le Mississippi, pour tester ses moteurs-fusées^[2].

Relativity Space prévoit d'effectuer ses premiers lancements depuis le complexe de lancement 16 (LC-16) de la Base de lancement de Cape Canaveral qui était désaffecté et qu'elle a adapté pour son lanceur^[9]. La société prévoit également de lancer dans le futur ses fusées depuis le complexe de lancement B330 de la base de lancement de Vandenberg (Californie), en particulier pour les satellites placés en orbite polaire et héliosynchrone.

Prix et comparaison avec les autres lanceurs légers

Le prix catalogue (septembre 2021) du lanceur est de 12 millions US$^[7]. Terran 1 est en concurrence avec plusieurs lanceurs américains de la même catégorie :

Comparatif des coûts des lanceurs légers de la classe du Terran 1 (mars 2022)^[10],[11]

Lanceur	Prix (millions US$)	Charge utile (kg) (orbite basse)	Prix au kg (US$)	Charge utile (kg) (orbite héliosynchrone 500 km)	Prix au kg (US$)	Statut du lanceur (avril 2023)
Terran 1	12	1 250	9 600	900	13 333	Retiré du service
LauncherOne	12	500	24 000	300	40 000	Opérationnel
Electron	7,5	300	25 000	200	37 500	Opérationnel
Firefly Alpha	15	1 000	15 000	600	25 000	Opérationnel
RS1	12	1 350	8 888	1000	12 000	En attente d'un premier vol réussi
SpaceX Rideshare (Falcon 9, lanceur moyen)	1,1			200	5 500	Opérationnel

Historique des lancements

Vol inaugural

Le premier et unique vol a eu lieu le 23 mars 2023, et n'a pas réussi à atteindre l'orbite. Le vol, repoussé à plusieurs reprises, est d'abord tenté le 8 mars 2023 puis le 11 mars 2023 où il est annulé à la seconde 0 du compte à rebours, puis de nouveau environ 1 heure après, 45 secondes avant le décollage^[12]. Le lancement a eu lieu le 23 mars 2023 vers 3 H UTC. Après un bon fonctionnement du 1^er étage et sa séparation, le 2^e étage s'est allumé pendant quelques secondes avant de s'arrêter. La fusée est montée à plus de 120 km d'altitude avant de retomber^[13].

Lancements effectué et programmés avant la décision d'abandonner la commercialisation du lanceur^[14]

Vol n°	Nom	Date	Pas de tir	Charge utile	Masse	Orbite	Résultat
1	Good Luck, Have Fun	23 mars 2023[15]	Cap Canaveral LC-16	Aucune		Orbite basse	Échec
	Vol inaugural de la fusée Terran 1 depuis le complexe de lancement 16 aménagé par la société à Cape Canaveral et n'emportant aucune charge utile [3],[16]. Le moteur AeonVac s'est éteint peu après son allumage et la fusée n'a pas réussi à atteindre l'orbite. L'objectif principal de ce lancement était de tester la fusée en vol et passer le point de pression dynamique maximal, ce qui a été complété durant ce vol[17].
Lancements prévus mais abandonnés à la suite du retrait de la commercialisation du lanceur
2		juin 2023[18]	Cap Canaveral LC-16	VCLS Demo-2R ( NASA)		Orbite basse	Prévu
	Contrat de 3 millions $ dans le cadre de la mission ELaNa 42, transportant un total de 3 CubeSats[19],[20]
3		2023	Cap Canaveral LC-16	Inconnu			Prévu
	Troisième vol de Terran 1, transportant une charge utile non dévoilée[21]. Dernier vol du premier bloc avant l'arrivée d'une nouvelle version avec un moteur-fusée Aeron-R sur le premier étage.
		2023		Plusieurs satellites ( Spaceflight Inc.)		Orbite basse	Prévu
	Contrat d'au moins un lancement avec la société Spaceflight Inc., avec l'option de lancements supplémentaires[22]
		2023		Plusieurs satellites ( Momentus)	10–350 kg	Orbite de transfert géostationnaire	Prévu
	Contrat d'au moins un lancement avec la société Momentus, avec l'option de 5 lancements supplémentaires.
		2023	Cap Canaveral ou Vandenberg	Plusieurs charges utiles ( TriSept)		Orbite basse	Prévu
	Lancement pour une charge utile principale et plusieurs charges utiles supplémentaires pour le compte de l'entreprise TriSept[23].
		2023		1 charge utile ( Mu Space)		Orbite basse	Prévu
	Lancement d'une seule charge utile pour l'entreprise Mu Space[24].
		2023		1 charge utile ( département de la Défense des États-Unis)		Orbite basse	Prévu
	En mars 2021, la société a été sélectionnée par le département de la Défense américain pour le lancement d'un micro-satellite aux caractéristiques non spécifiées[25].
		2023	Vandenberg	Iridium NEXT x 1 ( Iridium Communications)	850 kg	Orbite basse (86.4°)	Prévu
	En juin 2020, la société Iridium a passé un accord pour le lancement de 6 satellites Iridium NEXT de 850 kg chacun depuis le futur site de lancement situé sur la base de Vandenberg[26]. En septembre 2022, la société a accordé un contrat à SpaceX pour le lancement de 5 des 6 satellites Iridium NEXT, le dernier devant être lancé par Terran 1[27].
		2023		Lightspeed x ? ( Télésat)		Orbite basse	Prévu
	Contrat pour de multiples lancements de satellites pour la constellation d'internet par satellite de la société Télésat[28].

Notes et références

1. (en) Erin Winick, « Does the world need a 3D-printed rocket? », sur MIT Technology Review, 26 juin 2019 (consulté le 26 février 2023)
2. (en) Eric Berger, « Relativity Space reveals its ambitions with big NASA deal », Ars Technica, 21 mars 2018 (consulté le 25 mars 2018)
3. (en) Derek Wise, « Relativity Space launching Terran 1 rocket early 2022 », sur spaceexplored.com, 21 aout 2021
4. (en) Thomas Burghardt, « Relativity Space reveals fully reusable medium lift launch vehicle Terran R », sur nasaspaceflight.com, 8 juin 2021
5. (en) Michael Sheetz, « Relativity goes ‘all in’ on larger reusable rocket, shifting 3D-printing approach after first launch », sur CNBC (consulté le 12 avril 2023)
6. Relativity Space, Terran 1 : Payload User's Guide Version 2.0, août 2020 (lire en ligne [archive du 23 août 2021])
7. (en) « Rockets », sur Site officiel du constructeur, Relativity Space (consulté le 22 septembre 2021)
8. (en) Jeff Foust, « Relativity to move headquarters to Long Beach », SpaceNews,‎ 28 février 2020 (lire en ligne)
9. Loren Grush, « Aerospace startup making 3D-printed rockets now has a launch site at America's busiest spaceport », The Verge,‎ 17 janvier 2019 (lire en ligne, consulté le 19 août 2020)
10. (en) T.J. Tarazevits, « The 5 Small Space Launchers to Watch in 2021 », sur SPEXcast, 8 février 2021
11. (en-US) « Blaming inflation, SpaceX raises Starlink and launch prices », sur SpaceNews, 23 mars 2022 (consulté le 28 mars 2022)
12. « Replay Live 🔴 [Annulation] Lancement Terran 1 De Relativity Space : Good Luck, Have Fun (FR) ! », sur youtube,‎ 11 mars 2023 (consulté le 11 mars 2023)
13. (en) « Terran 1: Launching The World’s First 3D Printed Rocket (Pt. 3) », sur youtube, 23 mars 2023 (consulté le 23 mars 2023)
14. (en) « Terran-1 », sur Gunter's Space Page (consulté le 21 septembre 2022)
15. (en-US) Dylan Abad et Katlyn Brieskorn, « Relativity Space launches world’s first 3D-printed rocket on 3rd try », sur WFLA, 22 mars 2023 (consulté le 23 mars 2023)
16. (en-US) Relativity Space, « TERRAN 1 FIRST LAUNCH », sur Relativity Space (consulté le 21 septembre 2022)
17. (en) Jackie Wattles, « Startup's 3D-printed rocket delivers stunning night launch but fails to reach orbit | CNN Business », sur CNN, 23 mars 2023 (consulté le 23 mars 2023)
18. (en) « Terran 1 | VCLS Demo-2R », sur nextspaceflight.com (consulté le 21 septembre 2022)
19. (en-US) Jeff Foust, « Three companies win NASA small launch contracts », sur SpaceNews, 13 décembre 2020 (consulté le 21 septembre 2022)
20. (en) Scott Higginbotham, « CubeSat launch initiative » [PDF], sur NASA, 9 août 2021
21. (en-US) Eric Berger, « With eyes on reuse, Relativity plans rapid transition to Terran R engines », sur Ars Technica, 22 février 2022 (consulté le 21 septembre 2022)
22. (en-US) « Relativity Signs Launch Services Agreement for Multiple Launches with Spaceflight on Terran 1, World’s First 3D Printed Rocket », sur Relativity Space (consulté le 21 septembre 2022)
23. (en-US) Jeff Foust, « TriSept purchases Relativity launch for rideshare mission », sur SpaceNews, 10 décembre 2020 (consulté le 21 septembre 2022)
24. (en-US) « Relativity’s 3D Printed Terran 1 Rocket to Launch mu Space’s Low Earth Orbit (LEO) Satellite », sur Relativity Space (consulté le 21 septembre 2022)
25. (en) Sandra Erwin, « Relativity Space wins U.S. military contract for 2023 launch », sur SpaceNews, 15 mars 2021
26. (en) Eric Berger, « Iridium plans to launch six satellites on Relativity’s new rocket », sur arstechnica.com, 24 juin 2020
27. (en-US) Jeff Foust, « SpaceX to launch five spare Iridium satellites », sur SpaceNews, 9 septembre 2022 (consulté le 21 septembre 2022)
28. (en-US) Jeff Foust, « Relativity signs contract with Telesat for launching LEO constellation », sur SpaceNews, 5 avril 2019 (consulté le 21 septembre 2022)

Voir aussi

Articles connexes

• Relativity Space
• Firefly Alpha, lanceur léger de la même catégorie
• RS1, lanceur léger de la même catégorie

Liens externes

• (en) Site du constructeur

• Portail de l’astronautique