Les trois moteurs principaux de la navette spatiale, en conjonction avec les propulseurs à poudre, fournissent la poussée nécessaire pour faire décoller l’orbiteur du sol pour l’ascension initiale. Les moteurs principaux continuent de fonctionner pendant 8,5 minutes après le lancement, soit la durée du vol propulsé de la navette.
Image de gauche : Les moteurs principaux de la navette spatiale fournissent une partie de la poussée qui envoie la navette en orbite. Cliquez sur l’image pour lire la vidéo de la mise à feu des moteurs lors du lancement (sans audio). Crédit photo : NASA
Après le largage des fusées solides, les moteurs principaux fournissent la poussée qui accélère la navette de 4 828 kilomètres par heure (3 000 mph) à plus de 27 358 kilomètres par heure (17 000 mph) en seulement six minutes pour atteindre l’orbite. Ils créent une poussée maximale combinée de plus de 1,2 million de livres.
Lorsque la navette accélère, les moteurs principaux brûlent un demi-million de gallons de propergol liquide fourni par le grand réservoir externe orange. Les moteurs principaux brûlent de l’hydrogène liquide — le deuxième liquide le plus froid sur Terre à moins 423 degrés Fahrenheit (moins 252,8 degrés Celsius) — et de l’oxygène liquide.
L’échappement des moteurs est principalement de la vapeur d’eau lorsque l’hydrogène et l’oxygène se combinent. En poussant la navette vers son orbite, les moteurs consomment du carburant liquide à un rythme qui viderait une piscine familiale moyenne en moins de 25 secondes, générant plus de 37 millions de chevaux-vapeur. Leurs turbines tournent presque 13 fois plus vite qu’un moteur d’automobile lorsqu’il tourne à la vitesse de l’autoroute.

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Les moteurs principaux développent une poussée en utilisant des propergols à haute énergie dans un cycle de combustion étagé. Les propergols sont partiellement brûlés dans des pré-brûleurs doubles afin de produire des gaz chauds à haute pression pour entraîner les turbopompes.
La combustion est achevée dans la chambre de combustion principale. Les températures dans la chambre de combustion du moteur principal peuvent atteindre jusqu’à 6 000 degrés Fahrenheit (3 315,6 degrés Celsius).
Image de droite : Moteurs principaux de la navette spatiale en cours d’installation sur Discovery dans l’installation de traitement des orbiteurs au Centre spatial Kennedy de la NASA. Crédit photo : NASA/Kennedy Space Center.
Chaque moteur principal de la navette spatiale fonctionne avec un rapport de mélange oxygène liquide/hydrogène liquide de 6 à 1 pour produire une poussée au niveau de la mer de 179 097 kilogrammes (375 000 livres) et une poussée dans le vide de 213 188 (470 000 livres).
Les moteurs peuvent être étranglés sur une plage de poussée de 65 % à 109 %, ce qui permet d’obtenir un niveau de poussée élevé pendant le décollage et la phase d’ascension initiale, mais permet de réduire la poussée pour limiter l’accélération à 3 g pendant la phase d’ascension finale. Les moteurs sont à cardan pour assurer le contrôle du tangage, du lacet et du roulis pendant l’ascension.