Moteur graphite-époxy

Le moteur graphite-époxy ( GEM ) est une famille de propulseurs à propergol solide développée à la fin des années 1980 et utilisée depuis 1990. Les moteurs GEM sont fabriqués avec des boîtiers en polymère renforcé de fibres de carbone et un carburant composé de propulseur composite à base de perchlorate d'ammonium lié au HTPB . Le GEM est produit par Northrop Grumman Space Systems . Les propulseurs GEM sont utilisés sur l' Atlas V et étaient auparavant utilisés sur les lanceurs Delta II , Delta III et Delta IV . Une nouvelle variante, le GEM 63XL, a volé dans le cadre du lanceur Vulcan Centaur le 8 janvier 2024.

Le GEM 63 a été développé par Orbital ATK en remplacement à faible coût du propulseur à propergol solide Aerojet Rocketdyne AJ-60A utilisé sur l'Atlas V. Ses dimensions globales sont très similaires à celles du moteur qu'il remplace. L'Atlas V a volé pour la première fois avec le GEM 63 en 2020 lors du lancement NROL-101. Le propulseur offre des performances supérieures à environ la moitié du coût des propulseurs AJ-60A autrefois utilisés sur l'Atlas V.

Le GEM 63XL, développé par Northrop Grumman, est une version allongée du GEM 63, environ 190 cm plus long que son prédécesseur. Le poids est d'environ 53 tonnes métriques chacun. Tiré pour la première fois en 2020, il est utilisé sur le lanceur Vulcan à partir du premier lancement le 8 janvier 2024. Jusqu'à 6 des boosters seront montés sur un seul noyau Vulcan, en fonction des besoins du client. Il est actuellement utilisé sur la fusée Vulcan Centaur.

Une variante équipée d'une tuyère à poussée vectorielle , le GEM 63XLT, était en cours de développement pour le lanceur annulé OmegaA .

Le 4 octobre 2024, un GEM 63XL a connu une panne partielle 35 secondes après son décollage lors de la mission Vulcan Centaur Cert-2. Un changement dans le panache du moteur ainsi que des débris ont été observés tombant du moteur après l'anomalie. Les observations de l'anomalie suggèrent que la tuyère du moteur du GEM 63XL a été endommagée ou a subi une défaillance structurelle 35 secondes après l'allumage. Vulcan Centaur Cert-2 a continué sa mise en orbite avec succès après l'épuisement et la séparation de ses deux propulseurs GEM 63XL à environ 2 minutes et 10 secondes de vol. Au 4 octobre 2024, ULA enquête toujours sur la cause de l'anomalie.

Le GEM 40 était un moteur-fusée solide de 40,4 pouces de diamètre (1 030 mm) développé pour le lanceur Delta II de la série 7000 à partir de 1987 par Hercules . Son premier vol a eu lieu en 1990 lors de la mission USA-66, lorsque 9 propulseurs ont été utilisés sur un lanceur Delta II 7925. L'utilisation de matériaux composites a permis d'obtenir des boîtiers plus légers que les boîtiers en acier des SRM Castor 4 qu'ils ont remplacés. La réduction de poids a été utilisée pour allonger le GEM 40 de 5,9 pieds (1,8 m) par rapport au Castor 4 utilisé sur le Delta II de la série 6000. Les véhicules Delta II pouvaient être configurés avec trois, quatre ou neuf propulseurs GEM 40. Lors de l'utilisation de trois ou quatre propulseurs, tous les GEM 40 étaient allumés au sol. Sur le Delta II à neuf propulseurs, six ont été allumés au sol ; les trois autres ont été allumés en vol après l'épuisement des six premiers. Une variante avec une tuyère à poussée vectorielle , le GEM 40VN, a été développée pour le programme de missiles anti-balistiques Ground-based Midcourse Defense , mais GMD est ensuite passé au missile basé sur Orion-50 .

Le 5 août 1995, un satellite GEM 40 éclairé par l'air ne s'est pas séparé d'un satellite Delta II 7925 transportant Koreasat 1. La masse excédentaire du propulseur a conduit le satellite à atteindre une orbite plus basse que prévu. Le satellite a pu corriger l'erreur en utilisant le propulseur embarqué.

Le 17 janvier 1997, un Delta II (Delta 241) a explosé en raison d'une panne catastrophique d'un GEM 40. La panne a déclenché la fonction d'autodestruction du lanceur 13 secondes après l'allumage. Une enquête de l'armée de l'air a déterminé que le boîtier du moteur avait été endommagé avant le lancement, provoquant l'ouverture du boîtier peu après l'allumage.

Le GEM 46 était un moteur-fusée à propergol solide de 1 150 mm de diamètre développé à l'origine pour le Delta III par Alliant Techsystems . Cette variante de moteur solide comprenait un contrôle vectoriel de poussée (TVC) pour aider à diriger le véhicule. Après l'arrêt du Delta III, des moteurs GEM 46 (sans TVC) ont été utilisés sur le Delta II pour créer le Delta II Heavy, qui ne pouvait être lancé que depuis une rampe modifiée de la base aérienne de Cap Canaveral , SLC-17B . Le Delta III et le Delta II Heavy utilisaient tous deux neuf GEM 46, dont six allumés au sol et trois allumés dans les airs

Le 27 août 1998, les propulseurs GEM 46 du premier Delta III, transportant le satellite Galaxy 10, ont épuisé leur fluide hydraulique utilisé pour contrôler la tuyère de poussée vectorielle. Cela était dû à des problèmes de guidage avec le reste de la fusée, ce qui a forcé les moteurs à propergol solide à faire des ajustements rapides pour compenser, utilisant la réserve de fluide hydraulique avant de s'épuiser. Les tuyères sont alors restées bloquées dans une position qui a fait tourner la fusée, déclenchant la fonction d'autodestruction du véhicule 70 secondes après l'allumage.

Le GEM 60 était un moteur solide de 1 500 mm de diamètre utilisé sur la famille de lanceurs Delta IV , utilisé avec et sans contrôle vectoriel de poussée. Développé pour le programme EELV , son premier vol a eu lieu le 20 novembre 2002, propulsant le premier lancement du Delta IV. Les lanceurs Delta IV Medium+ ont été construits avec deux ou quatre GEM 60. Les performances accrues des moteurs-fusées solides ont permis aux variantes du Delta IV Medium+ d'accueillir un deuxième étage plus grand. Le moteur a été retiré en 2019 après le dernier lancement du Delta IV Medium. Tout au long de sa durée de vie, 64 propulseurs GEM 60 ont été utilisés ; il n'y a eu aucune défaillance.

Données du catalogue Northrop Grumman

• 
  Un moteur GEM 46 avant l'accouplement à un Delta II 7925H
• 
  Des techniciens préparent un booster GEM 46
• 
  Le propulseur GEM 40 est remorqué jusqu'à l'installation d'intégration
• 
  Un Delta IV M+ (4,2) décolle avec 2 boosters GEM 60
• 
  Un Delta II 7920H allume 9 propulseurs GEM 46
• 
  Un Atlas V 541 décolle avec 4 boosters GEM 63