Molnia : URSS, 19 sondes lancées vers Vénus de 1961 à 1972 (masse max des sondes : 1 180kg)

Lanceur de toutes les sondes vénusiennes soviétiques de 1961 à 1972. Le premier lancement a lieu en octobre 1960 vers Mars (échec de la mission). Elle ne prend son nom qu’en 1965 après le lancement de satellite de télécommunication Molina sur une orbite qui porte aussi se nom. Elle est conçue par l’OKB 1 de Sergui Korolev et n’utilise que de couple kérosène/oxygène liquide, efficace mais complexe à utiliser. Elle est constituée de boosters coniques et du corps central évasif hérité du missile balistique R7 Smiorka, que l’on retrouve encore aujourd’hui sur les lanceurs Soyouz. Il vient s’ajouter un troisième étage* bloc I dérive du bloc E ayant servi aux missions Vostok (ayant mis Youri Gagarine en orbite) et qui place les composants supérieurs en orbite terrestre basse. La véritable innovation de Molnia est le 4eme étage bloc L qui s’allume en orbite et propulse un satellite sur une orbite très elliptique (orbite Molina) ou une sonde sur une trajectoire interplanétaire.  Pour cela, le premier étage doit être capable de s’allumer en impesanteur, grâce à un moteur à ergol solide. Il a pour rôle de créer une accélération suffisante pour envoyer les ergols vers le moteur mais aussi d’activer les turbines du moteur à ergol liquide.

Soyouz FG-fregat, une sonde lancée vers Vénus en 2005 (masse de la sonde : 700kg)

Avant-dernière version du lanceur Soyouz qui porte de nom du vaisseau spatial habité. Il reprend des versions modernisées des boosters, corps central et bloc I de Molina. Le bloc L est remplacé par un étage fregat conçu par l’OKB Lavotchkin. Il est basé sur le module de propulsion des sondes fobos. Ce dernier étage utilise des ergols hypergoliques, ce qui le rend ré-allumable plusieurs fois sans gravité.

Proton : URSS, 10 sondes lancées vers Vénus de 1975 à 1982 (masse max des sondes : 5 300kg)

Lanceur de toutes les sondes vénusiennes soviétiques de 1975 à 1984. Elle est conçue par l’OKB-52 de Vladimir Tchelomei pour servir de missiles balistiques lançant des têtes nucléaires géantes de 100 Mt (7 000 fois plus que la bombe d’Hiroshima). Elle ne fut jamais déployée en tant qu’arme mais servit de lanceur lourd pour divers programmes soviétiques dont les satellites scientifiques proton qui lui donnent son nom. Elle utilise, pour ses 3 premiers étages, des ergols hypergoliques toxiques mais très simples d’emploi. Le 4eme étage bloc D hérité du lanceur lunaire N-1 fonctionne au kérosène/oxygène et est ré-allumable sans gravité.

Atlas-Agena : USA, 3 sondes lancées vers Vénus de 1962 à 1967 (masse max des sondes : 245kg)

Le premier étage atlas est basé sur le missile balistique du même nom. D’une conception particulièrement ambitieuse, les réservoirs-ballons ne sont pas structurants. Ils sont si fins qu’ils s’effondrent sous leur propre poids si les réservoirs ne sont pas sous pression. Il doit donc constamment être gonflé à l’azote et le remplissage de kérosène et d’oxygène est trop long et complexe pour un missile balistique.

effondrement d’une atlas-agena suite a une perte de pression

Sur les trois moteurs nécessaires au décollage, deux sont largués au cours du vol pour optimiser la masse du lanceur. L’étage supérieur Agena a été conçu à l’origine pour servir a lancer puis modifier l’orbite de satellite de reconnaissance. Il est donc conçu comme un véritable vaisseau spatial pouvant s’orienter et se propulser dans l’espace même après une longue période d’inactivité.  Il fut aussi un véhicule cible pour les missions gemini pendant les essais d’amarrage.  Il utilise un des ergols hypergoliques aux performances limitées mais simples d’utilisation.

Atlas-Centaur : USA, 3 sondes lancées vers Vénus de 1962 à 1978 (masse max des sondes : 900kg)

Cette fusée subit une mise au point difficile mais devint pleinement opérationnelle en 1965. Elle est constituée du même premier étage atlas que l’atlas-Agena. L’étage supérieur centaur cependant est totalement nouveau. Comme le premier étage il est constitué de réservoirs-ballons extrêmement légers mais qui demandent à être constamment maintenus sous pression. Il fonctionne à l’hydrogène et l’oxygène liquide qui est encore aujourd’hui le couple chimique le plus performent. L’hydrogène est cependant complexe à employer à cause de sa température de liquéfaction extrêmement basse et sa masse volumique très faible. Grâce à la l’utilisation de cycle d’expansion, le moteur RL10 peut être rallumé plusieurs fois.

Navette-IUS : USA, une sonde lancée vers Vénus en 1989 (masse de la sonde : 3 500kg)

La navette spatiale vient d’un rêve d’un système de lancement polyvalent, sûr, disponible et pouvant laisser une grande place à l’humain. Pour cela, elle est conçue sous la forme d’un planeur capable de faire une rentrée atmosphérique puis de se poser sur une piste d’aviation. Elle comprend une grande soute pour les charges utiles et surtout un compartiment habité pouvant transporter huit astronautes. Pour être efficace pendant toutes les phases de vol, la navette devait être équipée de moteurs complexes utilisant l’hydrogène, qui seraient ramenés par la navette et réutilisés afin de réduire les couts. Or, les réservoirs d’hydrogène et d’oxygène sont bien trop gros pour être intégrés à la navette et sont donc déportés dans l’énorme réservoir orange qui était largué avant la mise en orbite. Il était aussi impossible de transporter dans une navette, une motorisation suffisamment puissante pour assurer le décollage : il était donc nécessaire d’y ajouter des boosters à poudre. Avec autant de masse morte (aile, bouclier thermique, compartiment pressurisé), la navette n’a aucun moyen d’aller au-delà de l’orbite basse. Mais pour être rentable, la navette devait multiplier les vols et devait donc remplacer toutes les fusées américaines, même pour les lancements en orbite géostationnaire ou interplanétaire. Pour ces missions au-delà de l’orbite basse, est développé l’IUS (pour étage supérieur inertiel) constitué des deux étages de propulsion à poudre qui était transporté dans la soute avec le satellite et lâché en orbite basse.  Malgré tout, à cause de sa complexité et des normes de sécurité appliquées au vol habité, le coût d’emploi de la navette est exorbitant et pouvait atteindre un milliard de dollars en fin de carrière.

HII-A : japon, une sonde lancée vers Vénus en 2010 (masse de la sonde : 850kg)

Lanceur japonais en service depuis 2001, aujourd’hui en complément d’une version amélioré HII-B, il ne parvient jamais à s’imposer sur le marché commercial et se contente donc de lancer les satellites institutionnels japonais. Son premier étage** est propulsé par un moteur à hydrogène complexe à l’emploi, peu puissant, mais très performant. Pour compenser son manque de puissance, il est équipé de propulseurs d’appoint à poudre qui permettent le décollage. Il peut y en avoir 2 ou 4 selon la charge transportée. Le deuxième étage** est, lui aussi, équipé d’un moteur à hydrogène qui le rend particulièrement efficace pour envoyer des charges au-delà de l’orbite terrestre basse.

*en nomenclature russe les propulseurs d’appoint sont comptés comme un premier étage, le corps central qu’ils entourent est le deuxième étage, surmonté d’un troisième et éventuel quatrième étage.

** en nomenclature occidentale, les propulseurs d’appoint ne sont pas comptés comme premier étage, c’est le corps central allumé dès le décollage qui compte comme premier étage. L’étage supérieur est donc un deuxième étage.