Les (SCA) sont deux Boeing 747-100 modifiés, utilisés par la NASA pour transporter les orbiteurs de la navette spatiale américaine. Le premier, un 747-100 immatriculé N905NA, est acquis en auprès d'American Airlines, suivi en d'un second appareil, un 747-100SR immatriculé N911NA acheté à Japan Airlines.

Ces avions servent principalement à transporter les navettes entre leurs sites d'atterrissage et le Centre spatial Kennedy. Le N905NA est également utilisé pour les tests d'approche et d'atterrissage de la navette spatiale américaine Enterprise en , pour tester les capacités de l'orbiteur. Les deux SCA sont retirés du service après la fin du programme de la navette spatiale américaine en .

Le Boeing 747 n'est pas le seul avion utilisé pour transporter une navette spatiale. Dans le cadre du programme spatial soviétique Bourane, le Myassichtchev VM-T Atlant et l'Antonov An-225 Mriya assurent également ce rôle, servant à convoyer la navette ou des éléments du lanceur Energuia entre les sites de production, d'assemblage et de lancement.

Historique

Contexte gauche|vignette|James C. Fletcher, l'administrateur de la NASA, présentant une maquette de la future navette au président Richard Nixon, en . Dès le début des années 1970, alors que la NASA travaille activement au développement d'une navette spatiale, une problématique logistique majeure se pose. En effet, une fois la navette posée sur l'un de ses sites d'atterrissage, il faut la ramener vers le Centre spatial Kennedy pour son prochain vol. De plus, la mise au point de l'atterrissage de la navette nécessite des tests en grandeur nature.

Dans un premier temps, les ingénieurs de la NASA envisagent d'équiper l'orbiteur de la navette spatiale de six turboréacteurs de marque Pratt & Whitney, similaires à ceux utilisés sur les avions commerciaux, comme le 747. Cette solution permettrait à l'orbiteur de voler de manière autonome pour rejoindre son site de lancement après un atterrissage. Toutefois, cette idée soulève de trop nombreuses difficultés techniques, et l'option est finalement abandonnée.

Conception et développement gauche|vignette|Un Lockheed C-5 Galaxy. Les ingénieurs de la NASA décident de modifier un avion existant pour qu'il devienne le porteur de la navette spatiale. La NASA missionne Lockheed en , pour effectuer des essais en soufflerie simulant l'utilisation du plus gros avion du constructeur, le C-5 Galaxy, en tant qu'avion de transport. Les essais d'un modèle réduit de l'orbiteur monté sur un modèle réduit du C-5 sont effectués dans le tunnel à basse vitesse de Lockheed à Burbank, en Californie. L'objectif est de déterminer si le plan est techniquement réalisable et, dans l'affirmative, de déterminer l'emplacement optimal pour positionner l'orbiteur sur le C-5.

En parallèle, en , à la suite d'une proposition spontanée de Boeing, le Dryden Flight Research Center accorde au constructeur un contrat de pour évaluer la faisabilité d'utiliser un avion pour transporter l'orbiteur. Cette étude, d'une durée de , a pour but de définir les exigences opérationnelles, d'évaluer les coûts et les délais, ainsi que de proposer une ébauche de conception pour un avion porteur adapté au transport de la navette. Le projet s'oriente naturellement autour du plus gros avion du constructeur, le 747, mis en service trois ans plus tôt.

Boeing remporte finalement l'appel d'offres. À la suite de la demande d'autorisation faite par Christopher Kraft, directeur du Manned Spacecraft Center, la direction du programme de la navette spatiale américaine approuve l'achat d'un Boeing 747 en . En effet, le 747 présente plusieurs avantages, comparé au C-5 Galaxy. Son envergure plus réduite ( contre pour le C-5 Galaxy) facilite son utilisation sur les infrastructures existantes, de plus, le 747 peut se poser sur des pistes plus courtes. Sa configuration à ailes basses, contrairement aux ailes hautes du C-5, permet de fixer plus aisément une navette sur le fuselage, et ses performances aérodynamiques sont plus favorables au transport d'une charge imposante sur le dos. Par ailleurs, étant un appareil civil, le 747 peut être directement acquis et exploité par la NASA, sans dépendre de l'US Air Force comme cela aurait été le cas avec un C-5 militaire.

Achat du premier thumb|N905NA lors d'un test sur les vortex en , avant ses modifications. Les trainées de fumée sont produites par six équipements de manière à bien visualiser l'apparition des vortex.|gauche Le , la NASA achète un Boeing 747-123 d'occasion à la compagnie aérienne American Airlines pour environ . Il s'agit du Boeing 747 produit, identifié par le numéro de série 20107. Il effectue son premier vol le , puis est livré à American Airlines le de la même année, avec l'immatriculation N9668. Lorsqu'il est acquis par la NASA, l'appareil totalise environ de vol et reçoit sa nouvelle immatriculation, N905NA.

Avant d'être modifié, l'avion est d'abord utilisé dans le cadre d'une étude menée par le Dryden Flight Research Center sur les turbulences de sillages, une recherche n'étant pas directement liée au programme de la navette spatiale. Par la suite, ce 747 sert à un test de manœuvre de séparation. Le , les travaux de modification débutent dans l'usine Boeing d'Everett. Ces travaux, réalisés dans le cadre d'un contrat de , s'achèvent au mois de décembre.

Le N905NA est modifié pour remplir son nouveau rôle et entre en service en 1977 toujours au Dryden Flight Research Center. Les tests d'approche et d'atterrissage de la navette (ALT) débutent le avec la navette spatiale Enterprise qui ne vola jamais dans l'espace. Au total, huit vols sont réalisés sans que la navette soit détachée de son transporteur et cinq autres avec libération de la navette et retour de cette dernière en planant .right|thumb|250px|Un SCA et la navette spatiale Endeavour en .Jusqu'au , le N905NA est le seul transporteur de la navette. À partir de cette date est mis en service un second appareil, immatriculé N911NA. Cette fois-ci, c'est un 747-100 SR (pour ) : l'avion est acheté à la compagnie aérienne Japan Airlines en 1989 et modifié par Boeing.

Pendant toute la durée de service des navettes, les avions sont stationnés au Dryden Flight Research Center sur le terrain de la Edwards Air Force Base en Californie pour l'un et à Pinal Airpark en Arizona pour l'autre.

L'avion immatriculé N911NA est retiré du service le , après sa dernière mission au Dryden Aircraft Operations Facility de Palmdale, et il est utilisé comme banque de pièces pour le Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) et l'avion N905NA.

L'avion immatriculé N905NA est utilisé en 2012 pour transporter les navettes à la retraite à leurs musées respectifs, puis il est retiré du service et utilisé également comme banque de pièces détachées pour le SOFIA.

Caractéristiques right|thumb|Vue schématique du SCA avec une navette. Longueur : (231 ft. 10 in) Envergure : (195 ft. 8 in) Hauteur : (63 ft. 5 in) Surface des ailes : Masse à vide : Masse maximale : Motorisation : 4 turboréacteurs Pratt & Whitney JT9D d'une poussée individuelle de Vitesse de croisière : Rayon d'action : (avec la navette) Altitude de croisière : (avec la navette)

Lors d'un vol, l'équipage se compose de deux pilotes et d'un ingénieur de vol. Lors d'un vol avec la navette, un second ingénieur de vol est requis.

Fuselage vignette|Vue du mat de fixation avant de N905NA. Les modifications structurelles apportées aux deux pour assurer leur rôle d'avion porteur impliquent un démontage complet jusqu'à la peau du fuselage, suivi de l'ajout de renforts internes pour assurer l'intégrité structurelle. Trois mats de fixation sont installés, un à l'avant et deux à l'arrière, afin de permettre l'arrimage sécurisé de l'orbiteur. Par ailleurs, des couches supplémentaires de revêtement en aluminium sont appliquées sur certains points critiques du fuselage soumis à de fortes contraintes, une navette spatiale américaine pesant environ . L'ensemble des modifications structurelles entraînent une augmentation de la masse à vide de l'appareil d'environ . Certaines de ces modifications sont réversibles, notamment les mats de fixation, les dispositifs installés aux extrémités des empennages horizontaux, ainsi que les câblages et connexions associés.

Cabine vignette|L'intérieur de la cabine de N905NA. Derrière les portes avant, tous les aménagements intérieurs standards (comme les sièges passagers ou les compartiments à bagages supérieurs) ont été retirés. Seuls quelques sièges ont été conservés pour le personnel de soutien. Des alimentations électriques redondantes ainsi qu'un câblage spécifique ont été ajoutés, principalement pour alimenter les réchauffeurs du système de fluides de l'orbiteur ainsi que les pompes de la boucle de refroidissement par eau, nécessaires durant les phases de convoyage.

Cockpit De nouveaux instruments de commande et d'affichage ont été installés dans le cockpit afin de permettre le suivi des équipements spécifiques ajoutés pour le transport de la navette.

Voilure vignette|Vue de la dérive et des deux stabilisateurs verticaux de N911NA. La présence de la navette fixée sur le dos du Boeing 747 modifie considérablement le comportement aérodynamique de l'avion. En particulier, la navette perturbe l'écoulement de l'air vers la dérive, la partie verticale située à l'arrière du fuselage, essentielle pour maintenir la stabilité directionnelle. En obstruant partiellement le flux d'air, la navette réduit l'efficacité de cette dérive, ce qui compromet la stabilité en vol. Pour corriger ce déséquilibre, deux stabilisateurs verticaux additionnels sont ajoutés de part et d'autre des plans horizontaux des deux . Ils permettent de compenser ces perturbations et de restaurer un bon contrôle directionnel pendant les missions de transport.

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