Pegasus XL/HAPS

Pegasus est une fusée à trois étages à propergol solide, et la configuration XL/HAPS est un Pegasus XL — premier étage Orion 50SXL, deuxième étage Orion 50XL, troisième étage Orion 38 — auquel s'ajoute un quatrième étage liquide : le HAPS, Hydrazine Auxiliary Propulsion System. Gunter's Space Page le décrit comme un étage optionnel destiné à améliorer les performances et lui attribue trois propulseurs MR-107K ; Wikipédia en anglais précise trois propulseurs rallumables à hydrazine monergol, et indique que le quatrième étage a été ajouté pour atteindre une altitude plus élevée, une plus grande précision d'altitude ou des manœuvres plus complexes. Le HAPS avait déjà volé sur le Pegasus d'origine largué depuis le NB-52B de la NASA, ce qui constitue une configuration distincte avec sa propre page ; dans celle-ci, l'avion porteur est toujours le L-1011 d'Orbital.

Cet étage n'était pas gratuit. Le prix de lancement initial proposé pour un Pegasus, 6 millions de dollars américains, n'incluait ni les options ni le HAPS. Et, selon Wikipédia en anglais, comme pour les lancements doubles, le module occupe une partie du volume fixe disponible pour la charge utile. Dans au moins un cas, l'engin spatial a été conçu autour du HAPS lui-même.

Quatre des six vols ont déployé des satellites de la constellation de communications Orbcomm, tous les quatre depuis Wallops : le 23 décembre 1997 (huit satellites, FM05 à FM12), le 2 août 1998 (huit, FM13 à FM20), le 23 septembre 1998 (huit, FM21 à FM28) et le 4 décembre 1999 (sept, FM30 à FM36). Le tableau des lancements de Wikipédia en anglais montre la précision recherchée : le premier vol visait une orbite circulaire de 825 km à 45° et a obtenu 822 × 824 km à 45,02° ; le vol de décembre 1999, avec la même cible de 825 km, a atteint 826,5 × 829 km. Placer huit membres d'une même constellation sur des orbites quasi identiques est précisément le travail pour lequel un troisième étage solide, à combustion unique, ne suffit pas.

Le 18 mai 1999, depuis Vandenberg, le XL/HAPS a emporté deux charges utiles vers deux orbites polaires différentes : TERRIERS (STEDI 2, selon Gunter) vers une orbite cible de 550 km et MUBLCOM vers une orbite de 775 km, toutes deux à 97,75°. Elles ont atteint 551 × 557 km et 774 × 788 km à 97,72°. MUBLCOM (Multiple Paths, Beyond-Line-of-Sight Communications) était un satellite de démonstration construit pour la DARPA, l'agence de recherche avancée du Pentagone, destiné à montrer des communications numériques de voix et de données depuis l'espace pour des forces hors de portée des systèmes radio classiques.

Le sixième et dernier vol, le 15 avril 2005 depuis Vandenberg, a mis en orbite DART (Demonstration for Autonomous Rendezvous Technology), un engin de la NASA destiné à démontrer la navigation automatisée et le rendez-vous avec un autre satellite. Orbital Sciences était maître d'œuvre pour la construction, le lancement et l'exploitation, pour un coût de 110 millions de dollars américains dans le cadre d'un contrat attribué en juin 2001. C'est le cas auquel renvoie Wikipédia : le quatrième étage du Pegasus faisait partie intégrante de l'engin, qui mesurait 2 × 1 m et pesait 360 kg ; ses seize propulseurs à azote et trois à hydrazine étaient complétés par un système de contrôle d'attitude comprenant six propulseurs à azote issus de ce quatrième étage. Sa cible était le MUBLCOM même que cette configuration avait lancé six ans plus tôt.

Le lancement s'est bien passé — le tableau consigne une injection à 541,2 × 548,8 km à 97,73° — mais la mission, non. Lors des opérations de proximité, des défaillances de navigation, de gestion des ergols et de programmation d'évitement de collision ont conduit DART à une collision en douceur avec MUBLCOM à environ 1,5 m/s ; la navigation précise avait été perdue alors que les deux engins n'étaient séparés que d'environ 200 m. DART a consommé son propergol plus vite que prévu, la mission s'est achevée 3 minutes 49 secondes après la collision et l'engin s'est retiré de lui-même pour la désorbitation. Le résumé du rapport d'incident publié par la NASA le 15 mai 2006 a conclu que seuls 11 des 27 objectifs de la mission avaient été partiellement ou totalement atteints, aucun des 14 objectifs d'opérations de proximité. MUBLCOM a retrouvé son statut opérationnel après une réinitialisation automatique.

Six vols entre le 23 décembre 1997 et le 15 avril 2005, les six réussis selon le tableau de Wikipédia en anglais et selon Gunter, qui ne marque aucun échec sur aucun d'eux : quatre depuis Wallops et deux depuis Vandenberg. Aucun Pegasus postérieur à DART n'apparaît avec le HAPS dans la liste des lancements de l'une ou l'autre source.