Vol balistique et missiles balistiques/Rentrée dans l'atmosphère

Des armes nucléaires

Photographie à long temps de pose montrant la rentrée dans l'atmosphère des armes portées par un missile balistique Peacekeeper américain.

La photographie ci-contre montre huit étoiles filantes. Il s'agit de la rentrée dans l’atmosphère de huit armes dans une situation de tir d’exercice (entièrement réelles mais sans matière nucléaire), le lancement étant effectué par un missile balistique mis en service dans les années 1980 doté de huit véhicules de rentrée pouvant être lancés indépendamment (en anglais : MIRV, Multiple Indépendant Reentry Vehicle).

L’objectif du tir est très clairement de réaliser cette photographie qui va attester du niveau de technicité atteint.

Pour ce faire le missile balistique a reçu un plan de tir définissant huit cibles, toutes alignées sur un même axe et distantes du quelques kilomètres.

Les huit trajectoires atmosphériques ne sont plus balistiques, les forces de frottement devenant très supérieures à la gravité. Elles sont rectilignes et se dévoilent par une ionisation de l'air identique à celle qui survient lorsque des météorites rentrent dans l'atmosphère (étoiles filantes).

La distribution des armes sur les huit trajectoires elliptiques par le plateau qui les supporte s'est faite de façon à ce qu'elles arrivent ensemble dans l'atmosphère alors que leurs parcours sont de longueur différentes (les cibles sont de plus en plus loin du lieu de lancement) et ont commencé à des instants différents (les armes sont séparées les unes après les autres). La photographie a pour objectif de rendre compte de l'acquisition du niveau de maîtrise technique et technologique nécessaire pour ce faire.

Des capsules habitées

Pour mémoire, les rentrées d'une arme nucléaire et d'une capsule habitée diffèrent totalement. La difficulté principale posée par la rentrée atmosphérique des engins habités est l’échauffement interne qu’il faut limiter drastiquement pour qu’il puisse être supporté par l’équipage.

Pour cela, on détache l’onde de choc de la structure par une forme en bouclier arrondi que l'on voit sur toutes le capsules spatiales. Les matériaux sont choisis pour leur fort pouvoir émissif qui les rend capables de renvoyer la chaleur à l’extérieur par rayonnement. Seule une petite partie de la chaleur parvient alors à pénétrer dans les structures tandis que la trajectoire de rentrée (ci-dessous) est choisie pour limiter l’intensité du freinage, ce qui diminue aussi la décélération.

Trajectoire de rentrée d'une capsule habitée.

Le contrôle de la trajectoire reste très délicat. L'angle de rentrée est déterminant pour la suite de la rentrée. S'il est trop faible le véhicule n'est pas capté par l’atmosphère. Il rebondit et va se perdre dans l'espace. S'il est trop grand, il est soumis à des décélérations trop fortes, insupportables par l’équipage.

Le freinage est calculé pour se terminer par une vitesse qui va permettre l’ouverture des parachutes, ou l'atterrissage pour la navette américaine.