vignette|Le SpaceShipTwo (fuselage central) accroché sous l'avion porteur WhiteKnightTwo. Le (ou « Vaisseau spatial 2 ») est un avion spatial suborbital créé par , une coentreprise entre le constructeur aéronautique américain Scaled Composites et le conglomérat anglais Virgin Group. Il prend la suite d'un prototype, le SpaceShipOne dont il conserve les principales caractéristiques : ailes en cantilever, moteur-fusée à propulsion hybride (dite lithergol), lancement en altitude par un avion porteur.
À l'origine, en 2009, six véhicules de ce type doivent être construitsLe premier vaisseau pour « touristes » présenté au public - Le Monde, 9 décembre 2009 pour transporter des passagers fortunés (le prix de la place est de ) dans un bref vol suborbital (deux heures).
En 2018, Virgin a construit deux véhicules : Le VSS Enterprise a été présenté le et son premier vol a eu lieu le . Mais l'appareil s'est écrasé le dans le désert des Mojaves, tuant un de ses pilotes. Le VSS Unity a été présenté le et son premier vol (captif) a eu lieu le de la même année. Il réalisa 7 vols commerciaux et fut retiré du service après son vol final du . Début , il est annoncé qu'un troisième exemplaire devrait être livrable à partir de la mi-2020 mais il s'agit d'une évolution, le SpaceShipThree dont le premier des deux exemplaires prévus et en essais mi 2021.
L'avion spatial peut emmener six passagers dont deux pilotes à une altitude de environ. Les touristes spatiaux passeront en impesanteur. En comparaison, le SpaceShipOne du concours Ansari X-Prize ne pouvait emporter que , en plus du pilote. thumb|WhiteKnightTwo et SpaceShipTwo (au centre) lors d'un défilé aérien en octobre 2010 Le vol se subdivise en plusieurs phases : un avion porteur, le WhiteKnightTwo transporte l'avion-fusée à haute altitude, celui-ci est largué puis entame une montée à la verticale, d'abord propulsé par son moteur-fusée, puis sur l'inertie. Lorsqu'il parvient à une altitude d'environ , sa vitesse devient nulle et il commence à retomber. Sa chute, en quasi-absence d'atmosphère et faible vitesse n'est pas freinée et les passagers se trouvent en situation d'impesanteur. La descente se fait en deux phases. Au début, l'air est trop peu dense pour permettre la portance au SpaceShipTwo. Pour permettre une chute à plat de l'appareil, les ailes sont articulées : l'arrière peut être relevé de façon à équilibrer les forces pour que la cabine reste à l'horizontale. Lorsque l'aéronef arrive à une altitude où la densité d'air est suffisante, ses ailes sont remises en position normale et l'avion spatial achève son vol à la manière d'un planeur. L'avion spatial n'est pas un vaisseau spatial : il atteint bien l'altitude des vaisseaux spatiaux, mais sa vitesse nulle à cette altitude ne peut pas lui permettre de se maintenir en orbite. Il faudrait pour cela que sa vitesse horizontale soit d'environ (soit ).
Les essais en vol de l'avion porteur ont débuté en 2008. SpaceShipTwo a été présenté en décembre 2009 et a effectué son premier vol en mars 2010. La compagnie Virgin Galactic prévoyait d'opérer une flotte de cinq avions SpaceShipTwo en vol commercial, à partir de fin 2013 . "Virgin Galactic space tourism could begin in 2013". BBC, 26 octobre 2011.., et prend des réservations, pour le prix de Virgin GALACTIC - Booking. La société Virgin Galactic annonce avoir déjà recueilli 300 réservations et de dollars d'avances dès 2009.thumb|L'avion porteur WhiteKnight 2 en vol sans l'avion spatial (2009)
Caractéristiques techniques thumb|500px|Schéma d'un moteur-fusée lithergol L'avion spatial SpaceShip Two présente plusieurs spécificités qui le distinguent d'un avion normal car il doit se déplacer à une altitude où l'atmosphère est très ténue et ne peut pas fournir le comburant à un moteur et assurer la portance d'une aile normale.
Propulsion hybride (lithergol) L'avion spatial monte jusqu'à une altitude de (environ en phase propulsée) ce qui nécessite de traverser une zone où l'atmosphère n'est pas suffisamment dense pour alimenter un moteur à réaction. Pour contourner cette contrainte l'avion spatial utilise un moteur-fusée hybride (également appelé lithergol) qui brûle du protoxyde d'azote (liquide) et un dérivé du polybutadiène hydroxytéléchélique (solide). Ce type de motorisation présente l'avantage de pouvoir fonctionner en l'absence d'atmosphère puisque le carburant et le comburant sont embarqués. C'est un compromis entre un moteur-fusée à ergols liquides et un propulseur à propergol solide. Par rapport à un moteur-fusée à ergols liquides, il est de conception plus simple et donc moins fragile et brûle des ergols moins dangereux, qui ne sont pas susceptibles d'exploser. Contrairement à un propulseur à propergol solide, la poussée du moteur peut être à tout moment modulée ou interrompue Virgin Galactic : Safety.
Aile pivotante Lorsque l'avion spatial redescend, la première phase de sa chute se déroule dans une zone où les ailes n'ont pas une portance suffisante pour contrôler la trajectoire. Pour stabiliser l'avion en toute sécurité, Burt Rutan, le concepteur de l'avion, s'est inspiré de la forme du volant de badminton : une partie des ailes de l'avion spatial bascule à 65°. Durant cette phase du vol l'avion descend en feuille morte, freiné par des plans perpendiculaires à la surface de l'aile : dans cette configuration, l'avion est stable, maintenu à l'horizontale et permet au pilote de manœuvrer. L'avion fusée dans cette position se déplace en opposant une surface maximale à sa progression notamment le dessous du fuselage et la partie des ailes se trouvant à l'horizontale : la traînée aérodynamique importante générée et la légèreté de l'avion construit entièrement en composite à base de fibre de carbone limitent sa vitesse et évitent un échauffement excessif qui auraient nécessité une protection thermique coûteuse et lourde des parties les plus exposées des ailes et du fuselage.
Structure en composite à base de fibre de carbone L'avion spatial comme son avion porteur WhiteKnightTwo sont entièrement construits en composite carbone, dont l'utilisation est la spécialité de Scaled Composites. Ce matériau permet d'abaisser le poids et par conséquent de diminuer la quantité de carburant emporté, la puissance des moteurs et la taille des deux avions.
Contrôle d'attitude Dans les parties hautes de l'atmosphère l'avion spatial ne peut plus utiliser ses ailerons pour manœuvrer. Il dispose de petits moteurs-fusées qui permettent d'orienter l'avion pour garder sa route ou donner un autre point de vue aux passagers Virgin Galactic : Spaceships.
Dimensions L'avion spatial est deux fois plus grand que SpaceShipOne ( de long, d'envergure Virgin Galactic unveils Dyna-Soar style SpaceShipTwo design and twin-fuselage White Knight II configuration - Flight Global, 23 janvier 2008) et peut emporter six passagers et deux pilotes. La cabine longue de et d'un diamètre de a la dimension de celle d'un avion d'affaires Falcon 900. Le fuselage est dépourvu de plancher pour fournir le plus grand volume possible en apesanteur. Chaque passager dispose de deux grands hublots, l'un sur le côté de la cabine, l'autre au-dessus de sa tête.
L'avion porteur WhiteKnight 2 L'avion-fusée de la génération précédente SpaceShipOne était transporté par son avion porteur sous le fuselage de celui-ci. Cette conception a été abandonnée pour l'avion fusée SpaceShipTwo car le fuselage de ce dernier, nettement plus volumineux, aurait nécessité que la garde au sol de l'avion porteur soit considérablement augmentée, ce qui aurait imposé un train d'atterrissage de grande taille. En conséquence l'avion spatial est accroché sous l'aile entre les deux fuselages de l'avion porteur. WhiteKnight 2 est capable de transporter une charge utile externe de jusqu'à une altitude d'environ ce qui permet d'envisager sa réutilisation pour le lancement de satellites. Malgré son envergure () il peut effectuer des manœuvres avec un fort facteur de charge ou simuler des périodes d'apesanteur.
Trajectoire thumb|Les différentes phases de vol de SpaceShip Two selon les documents fournis à la FAA. L'avion spatial effectue un vol en cloche qui lui permet à son apogée d'atteindre d'altitude. Sa vitesse est de . Le vol, qui dure en totalité deux heures, se décompose en plusieurs phases FAA : Semi- Annual Launch Report Second Half of 2009 - . : Montée jusqu'à l'altitude de largage L'avion spatial est transporté par son avion porteur, WhiteKnightTwo jusqu'à l'altitude maximale de vol de celui-ci (environ ). Il est alors largué. Phase propulsée L'avion fusée après une courte chute libre met à feu le moteur-fusée et entame une montée à la verticale. Ce qui lui permet d'atteindre une vitesse maximum de . Les passagers subissent une accélération de SpaceShipTwo and WhiteKnightTwo Specs and Flight Profile - Parabolic Arc, 7 décembre 2009 The future SpaceShipTwo project details - Avionews.com .. À une altitude d'environ , le moteur-fusée, qui est arrivé au bout de son carburant (point d'inflexion), s'éteint et l'avion continue à monter sur son inertie. Ascension non propulsée et chute en apesanteur À d'altitude (plus si le nombre de passagers est réduit), la vitesse ascensionnelle de l'avion devient nulle. Celui-ci commence à chuter. Au début de la phase de descente, compte tenu de la vitesse relativement faible et de la densité très ténue de l'atmosphère, l'avion ne subit aucun freinage. La chute en feuille morte Avec l'accroissement de la vitesse et la densification de l'atmosphère, l'avion commence à subir un freinage atmosphérique. La partie des ailes qui pivote a été basculée à 65° au sommet de sa trajectoire, ce qui permet à l'avion de descendre selon une trajectoire contrôlée en spirale à la manière d'une feuille morte. Durant cette phase les passagers subissent brièvement une décélération de . La phase planée Avant que l'avion n'arrive à d'altitude, les ailes sont remises en position normale et l'avion entame un vol plané qui le ramène après quelques boucles à l'aéroport d'où avait décollé l'avion porteur.
L'avion spatial n'est pas un vaisseau spatial : il atteint bien l'altitude des vaisseaux spatiaux, mais sa vitesse horizontale nulle ne peut pas lui permettre de se maintenir en orbite. Il faudrait pour cela que sa vitesse horizontale soit d'environ Voir Vitesse cosmique (soit ).
Historique
La mise en service
Les vols d'essais, qui doivent être menés pendant 18 à , ont commencé en . L'objectif d'origine de la société Virgin est de faire voler la première année et en dix ans. Il était prévu que les premiers touristes spatiaux embarquent dans le SpaceShipTwo en 2013. Des retards conséquents ont régulièrement lieu. En 2018, le premier vol doit avoir lieu vers la fin de l'année avec Richard Branson en personne comme premier passager puis finalement les premiers vols commerciaux sont annoncés pour 2022. Les premiers vols doivent partir du Spaceport America dans l'État du Nouveau-Mexique aux États-Unis Virgin Galactic : Spaceport America.
Développement Une fois tous les tests effectués sur le , est prévue à l'origine la construction de six véhicules spatiaux, pour un montant de de dollars.
Le premier des cinq avions alors envisagés est nommé VSS () , en l’honneur du , et le second VSS Unity.
La construction de deux avions porteurs est également prévue. Le premier, baptisé Eve (d’après le prénom de la mère de Richard Branson), a été présenté à Mojave, Californie, le . Son envergure est de et il peut voler à une altitude de (). Il a effectué son premier vol en et a volé avec le en 2010. Il sera finalement le seul construit.