Comme pour la plupart des puissances spatiales, l'origine du lanceur britannique Black Arrow se retrouve dans les travaux menés lors de la mise au point de missiles balistiques à longue portée. Mais dans ce cas précis, le cheminement est plus complexe. Lorsque la Grande Bretagne a voulu, au milieu des années 1950, se doter d'un missile balistique de portée intermédiaire, le Blue Streak, elle s'est tournée vers les États-Unis auprès desquels elle a acquis certaines licences essentielles. Rolls-Royce a ainsi pu développer une version britannique du moteur Rocketdyne du missile Thor et De Havilland a appris de Convair, constructeur de l'Atlas, les techniques de fabrication des grandes structures nécessaires aux fusées.
Le Blue Streak avait été conçu comme une arme de riposte en cas d'attaque nucléaire contre la Grande Bretagne. Or il se révéla rapidement que, du fait des ergols liquides utilisés, le missile était vulnérable si cette attaque visait les silos dans lesquels les missiles étaient stockés. Le programme fut donc abandonné en avril 1960. Le Blue Streak allait survivre en tant que premier étage du lanceur européen ELDO-A, puis Europa, mais ceci est une autre histoire.
Immédiatement après la fin de la guerre, deux familles de moteurs-fusées à liquides ont été expérimentées en Grande Bretagne, utilisant respectivement l'oxygène liquide et le peroxyde d'hydrogène comme oxydant. La seconde, inspirée par le moteur allemand Walter Type 109-509 du Messerschmitt Me163, le premier intercepteur-fusée, allait devenir une spécificité britannique sous la désignation HTP (High Test Peroxide).
Conçu par le RAE dès 1946, le premier de ces moteurs fut l'Alpha qui devait propulser une maquette d'avion Vickers. Il fut suivi par les Beta 1 et 2, alimentés par turbopompe et destinés à des projets aéronautiques de Fairey. Ensuite vint le Gamma 1 (3650 kg de poussée), conçu en 1952 et destiné à un projet d'intercepteur-fusée. Il brûlait du kérosène, contrairement aux précédents qui brûlaient un mélange d'alcool méthylique et d'hydrate d'hydrazine. Une version Gamma 2 servit de base au futur moteur Spectre de De Havilland qui devait équiper l'intercepteur Saunders Roe SR-53. Dans cette classe de moteurs, il faut également mentionner le Stentor d'Armstrong Siddeley destiné au missile de croisière aéroporté Blue Steel construit par AVRO. Il comportait deux chambres (respectivement 9800 et 340 kg de poussée) allumées simultanément au moment du largage pour amener le missile à son altitude de croisière. La plus petite des deux chambres assurait ensuite seule la propulsion du missile jusqu'à l'objectif.
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Si le missile Blue Streak devait être développé avec une aide américaine, sa charge militaire, par contre, allait être mise au point de manière autonome par la Grande Bretagne. Des études ont été entreprises pour déterminer quels matériaux utiliser et quelle forme donner aux ogives de rentrée. Un véhicule d'essai en vol était nécessaire. En mai 1955, le Guided Weapons Department du RAE lança un appel à propositions et, en juillet, la Saunders Roe Aircraft Company fut retenue pour construire ce véhicule qui fut nommé Black Knight.
Dans sa première version, Black Knight était un engin monoétage propulsé par un moteur Gamma 201 équipé de quatre chambres orientables, développant une poussée de 7500 kg (pendant 140 à 145 s). Long de 10,2 m pour un diamètre de 91 cm, l'engin pesait 5,4 t au décollage. Dans cette configuration, il pouvait lancer une ogive de 115 kg à 800 km d'altitude, et la faire rentrer à des vitesses allant de 11000 à 19000 km/h. Après deux tirs de mise au point depuis la base australienne de Woomera en septembre 1958 et mars 1959, trois essais de rentrée furent réalisés entre juin et octobre 1959.
L'abandon du Blue Streak aurait pu conduire à celui du Black Knight s'il n'avait trouvé une application dans le cadre du programme Gaslight, mené en coopération avec les Etats Unis et l'Australie. L'objectif consistait à étudier certains phénomènes apparaissant lors de la rentrée atmosphérique. Cette étude nécessitait une version biétage de manière à accélérer l'ogive pendant la descente. Le Black Knight fut alors équipé d'un propulseur Cuckoo (booster de Skylark) monté à l'envers sous la coiffe. Cette version mesurait alors 11,6 m de hauteur et pesait 6,35 t. Le premier Black Knight à deux étages fut lancé en mai 1960, cinq autres vols furent réalisés dans le cadre du programme Gaslight jusqu'en juin 1961.
En 1962, les essais se poursuivirent dans le cadre du programme Dazzle, mené en coopération avec les Etats Unis, le Canada et l'Australie. En août 1962, un moteur Gamma 301 de 9500 kg de poussée remplaça le Gamma 201 sur le 1er étage. Huit vols furent réalisés avec ce moteur plus puissant. Le dernier des 22 vols de Black Knight eut lieu en novembre 1965.
A l'abandon du Blue Streak en tant que missile, des scientifiques et des industriels proposèrent un lanceur spatial Black Prince, composé d'un Blue Streak surmonté d'un Black Knight modifié en portant son diamètre à 1,37 m et d'un étage supérieur utilisant le couple HTP-kérosène. Ce projet ne fut pas retenu par le gouvernement britannique qui décida de l'européaniser en proposant à d'autres pays de construire les étages supérieurs du futur lanceur.
Pendant que se déroulaient les négociations qui devaient conduire au lanceur Europa, le RAE proposa deux nouveaux projets de fusées : une nouvelle version du Black Knight plus puissante, désignée Crusade, destinée aux études de la rentrée atmosphérique, et un petit lanceur spatial basé sur les technologies développées pour le Black Knight. La première proposition fut rapidement écartée, et si la seconde fut retenue à l'automne 1964, elle connut un démarrage compliqué. Ce n'est qu'à la fin 1966 que le développement du lanceur, désormais baptisé Black Arrow, débuta vraiment sous la maîtrise d’œuvre du RAE. Il s'agissait d'un lanceur triétage mesurant seulement 13 m de haut pour une masse totale au décollage de 18,1 t, avec une capacité de charge utile en orbite basse de près de 100 kg. Le premier étage pesait 14,1 t et mesurait 5,9 m de haut pour 2 m de diamètre. Il était équipé d'un moteur Gamma type 8, à huit chambres de combustion orientables, utilisant les mêmes ergols que les versions précédentes. Il fonctionnait pendant 125 secondes en délivrant 21,8 t de poussée au décollage et 25,1 t dans le vide. Le deuxième étage mesurait 3,55 m de haut 1,37 m de diamètre et pesait 3,5 t. Son moteur Gamma type 2 (à deux chambres de combustion orientables) fournissait une poussée de 6,9 t pendant 120 secondes. Le troisième étage se trouvait sous la coiffe de 1,37 m de diamètre et reposait sur une table de mise en rotation. Il mesurait 1,3 m de haut pour 71 cm de diamètre et pesait 0,5 t, son moteur Waxwing à poudre fournissant une poussée moyenne de 2,1 t pendant 40 secondes. Quant à la coiffe fabriquée par British Hovercraft Corp, elle servira plus tard sur le lanceur français Diamant BP4 (équipé d'une jupe pour adapter les diamètres).
Le premier tir suborbital en juin 1969, échoua, mais le deuxième en mars 1970, fut un succès. La première tentative de satellisation se solda par un échec en septembre 1970, le deuxième étage ayant cessé de fonctionner 13 s trop tôt.
En juillet 1971, alors qu’il restait un tir à effectuer, le gouvernement britannique décida d'abandonner le programme national de lanceur faute de volonté politique. Beaucoup estimaient alors qu’il était financièrement préférable de faire satelliser par l’allié américain. Quant au dernier tir du programme Black Arrow, il eut lieu le 28 octobre 1971 et vit la mise en orbite du X-3 Prospero, un petit satellite de 63 kg, dont la mission scientifique consistait à mesurer le flux de micrométéorites depuis une orbite de 537 km de périgée et 1 573 km d’apogée.
- Un ouvrage : A Vertical Empire : The History of the UK Rocket and Space Programme 1950-1971, Hill C.N., Imperial College Press, Londres, 2001
- Un documentaire sur le premier lancement britannique.
Jean-Jacques Serra est docteur en sciences physiques, spécialiste de l’histoire des fusées et missiles européens.
Philippe Varnoteaux est docteur en histoire, spécialiste des débuts de l’exploration spatiale en France et auteur de plusieurs ouvrages de référence
