Comment lancer des satellites ou tout autre chose dans l’espace ? En utilisant un canon ! C’est le projet de la bien nommée société américaine Longshot (tir lointain). Elle compte envoyer des projectiles dans l’espace, non pas avec les habituels lanceurs, mais avec un véritable tube de canon à gaz. Le problème, c’est que pour parvenir à propulser un objet hors de l’atmosphère terrestre, afin qu’il puisse être placé en orbite proche, il faut beaucoup de puissance de feu. Qu’à cela ne tienne, Longshot a déjà la solution. Il faut simplement que le tube lanceur fasse plus de 10 kilomètres de longueur et soit capable d’envoyer sa charge à pas moins de Mach 23 !

Pourquoi un long tube ? Parce qu’en allongeant le canon, on peut atteindre un vitesse finale élevée avec des forces g maximales plus faibles. Avant sa sortie du tube, l’ogive a de fait plus de temps et de distance pour accélérer progressivement. À chaque fois que l’on double la longueur du canon, on divise ainsi les forces g par deux. En bonus, cela chauffe également moins.

Mais surtout pour envoyer un objet dans l’espace, c’est infiniment moins cher qu’une fusée. La firme estime que cela coûterait autour de 10 dollars par kilo de charge utile contre 3 000 dollars actuellement. L’idée semble incongrue, mais le canon existe depuis 700 ans et il est effectivement capable d’envoyer des boulets, des obus et tout autre objet à des kilomètres de distance. Cela fonctionne bien pour mener les guerres, mais pour envoyer des objets dans l’espace, c’est presque inédit.

Un canon de l’espace

Certes, en 1865, avec De la Terre à la Lune, Jules Verne avait déjà mis en scène ce principe avec un grand canon de 274 mètres de longueur. C’était la façon d’envoyer trois astronautes à bord d’une capsule qui ressemblait à un obus d’artillerie sur la Lune. Reste que Jules Verne avait omis un détail important, celui d’atteindre une poussée colossale pour pouvoir sortir de l’atmosphère. Une accélération incompatible avec la vie humaine… 

De la littérature, à la pratique, il y a déjà eu des essais dans les années 1960 avec le projet Harp (High Altitude Research Project), mené conjointement par les militaires canadiens et américains. Il ne s’agissait pas d’envoyer des hommes dans l’espace, mais des projectiles. Pour y parvenir, l’équipe de Harp a donc soudé des tubes de canon naval Mark 7 pour atteindre 40 mètres de long avec un calibre 406,4 mm. Le projectile baptisé Martlet 2, d’une masse d’environ 180 kilos, a été envoyé à une hauteur de 180 kilomètres. Une altitude où l’objet a pu franchir allègrement, la célèbre ligne de Kármán qui définit le début de l’espace.

L’engin n’a pas pu rester en orbite, car avec ce tir à la verticale, il ne disposait pas de la vitesse horizontale nécessaire pour s’y maintenir. À l’époque cette vitesse culminait à Mach 6, c’est très loin des Mach 23 que vise Longshot. Avec cette vitesse, l’air se transforme en plasma et les surfaces d’un objet atteignent près de 1 650 degrés.

Au début de cette vidéo, Mike Grace, l’étonnant patron de Longshot, fait cette étrange précision : si l’on souhaite faire quelque chose dans l’ingénierie aérospatiale, il faut trouver un projet sur lequel un ingénieur de l’Allemagne nazie a travaillé, et se l’approprier. © Relentless

Alors comment envoyer à cette allure un objet dans l’espace sans altérer ses composants internes ? Là encore, Longshot a tout prévu. Par exemple, pour lancer un engin de 454 kilos, il faut l’encapsuler dans une enveloppe de 1 360 kilos. Cette dernière brûlerait durant l’évolution, ce qui permettrait d’alléger l’ensemble pour maintenir la vitesse adéquate à sa mise en orbite.

Une drôle d’ogive

Dans le concept mis au point par Longhot, l’engin ressemble à une balle de pistolet, dont on aurait aplati l’arrière. La partie arrondie embarque la charge utile et l’arrière s’aplatit progressivement sur deux faces. Pas question de poudre à canon pour expulser le projectile, la firme compte plutôt sur de l’air comprimé. Dans l’avenir, elle compte même employer de l’hydrogène.

Pour réduire la résistance, l’avant du tube est vidé d’air avant le tir. Lors de la propulsion de l’air, la pression porte sur l’ailette plate arrière pour augmenter la vitesse. L’opération se répète plusieurs fois tout le long du tube pour accumuler à chaque fois de la vitesse. C’est ce que l’on appelle de la « poussée par impact ». Et ça marche !

Pour le moment, Longshot n’a produit qu’un modèle « réduit » fonctionnel de 18 mètres de long. Il est composé d’un étage d’impulsion initial, puis de trois bonbonnes de propulsion d’appoints réparties sur sa longueur. Il est capable d’envoyer une charge de 15 centimètres de diamètre à Mach 4,2. Une centaine de tirs ont déjà été réalisés.

Pour l’instant, on reste donc encore très loin de l’objectif de Mach 23. La prochaine étape consiste à finaliser un nouveau canon long de 36,6 mètres d’un diamètre de 76 centimètres. Mais le patron de la firme a l’ambition de créer un canon long de 40 kilomètres avec un diamètre de plus de neuf mètres.

Cela semble plutôt improbable, mais il y croit. Et de toute façon, si l’aventure spatiale n’aboutit pas, il est pratiquement certain que son projet pourrait intéresser les militaires pour un tout autre objectif que d’envoyer des engins dans l’espace.