SpaceX a le feu vert pour lancer Starship : les clés de la deuxième tentative | Science

La deuxième tentative de lancement du Starship est imminente, après que la Federal Aviation Administration des États-Unis a annoncé qu’elle avait accordé à SpaceX la licence pour effectuer à nouveau un vol d’essai avec sa méga-fusée spatiale. Et la société spatiale d’Elon Musk a déjà fixé une date et une heure de décollage : ce samedi, dans une fenêtre de lancement de vingt minutes qui s’ouvre à 14h00, heure de la péninsule espagnole, à 7h00 du matin à la base SpaceX de Boca Chica (Texas, USA) où la mégafusée se trouve déjà sur sa rampe de lancement.

Si Starship réussit le test cette fois, il deviendra la fusée spatiale la plus grande et la plus puissante de l’histoire. Et au-delà de ses archives, l’importance de ce vaisseau spatial entièrement réutilisable réside dans le rôle que la NASA lui a confié en tant que véhicule pour la première femme à poser le pied sur la Lune, et dans les projets de Musk de l’utiliser pour atteindre Mars.

Cependant, malgré cet avenir prometteur, dans toutes les mémoires reste le résultat de la première tentative de vol de Starship : la fusée fut détruite après presque quatre minutes de vol en raison d’une grave panne, tandis qu’un énorme gouffre, crevé par les gaz d’échappement des 33 moteurs, et d’importants dégâts ont été causés aux alentours en raison des débris projetés lors du décollage.

Compte tenu de ce résultat, beaucoup pensaient que la deuxième tentative serait retardée de plus d’un an. De la part de la société SpaceX, en revanche, ils ont préféré voir le côté positif : la superfusée avait décollé et la tour de lancement était intacte. La dynamique d’Elon Musk, président de l’entreprise aérospatiale américaine, est imparable et le nouveau véhicule est déjà sur la plateforme sur le point de décoller.

Pourquoi le premier lancement a-t-il causé autant de dégâts ? Fondamentalement, parce que les gaz d’échappement brutaux des moteurs ont directement impacté le béton sur lequel reposait le socle de la fusée. En théorie, il s’agissait d’un béton spécial, résistant aux températures élevées, les ingénieurs ont donc décidé de ne pas attendre pour installer un système de refroidissement par eau, qui aurait protégé la plate-forme.

Quels dégâts ont été causés ? Sous le piédestal se trouvait un cratère de plusieurs mètres de profondeur qui laissait les fondations exposées. De gros morceaux de béton volèrent comme une grêle, dans toutes les directions, et certains cabossèrent les grands réservoirs de méthane et d’oxygène à une centaine de mètres ; D’autres ont détruit les vitres d’une camionnette garée dans la prétendue zone de sécurité. Et certains d’entre eux ont même touché les moteurs-fusées eux-mêmes, provoquant l’arrêt prématuré d’au moins six des 33 moteurs au total.

Le pire, c’est que de nombreuses agences fédérales, notamment de protection de l’environnement, ont révoqué l’autorisation de poursuivre leurs lancements depuis Boca Chica, sur la base SpaceX située à côté d’un parc naturel sur la côte du golfe du Mexique. Même l’agence spatiale américaine a exprimé son inquiétude, puisque la société de Musk est en train de construire une tour de lancement similaire à côté du plateforme 39A de la base de la NASA à Cap Canaveral. Entre autres considérations, il s’agit d’un lieu historique (le premier vol vers la Lune a décollé de là), ce qui a justifié de demander à SpaceX des garanties concernant les prochains lancements.

Pourquoi SpaceX connaît-il autant d’échecs ? Jusqu’à présent, cela ne s’est produit que lors des vols de développement. La fusée Falcon s’est écrasée dix fois avant de réaliser le premier atterrissage en douceur. Mais c’était il y a huit ans. Cette fois, pour SpaceX, la récupération de l’étage inférieur de ces fusées est une pure routine. 250 Falcon ont déjà volé, avec un taux d’échec inférieur à 5%, presque tous concentrés en première période. 39 premières étapes sont continuellement recyclées dans les versions successives. L’un d’eux a été réutilisé 18 fois. L’avantage économique que cela représente par rapport aux fusées jetables d’autres entreprises est évident.

Est-il raisonnable de subir autant d’échecs, même pendant les étapes de développement ? SpaceX prétend suivre une philosophie « concevoir, tester, réparer, répéter ». C’est une entreprise privée qui peut se permettre d’accumuler les échecs pour accélérer son développement. De chacun d’entre eux sont tirées des conclusions qui permettent de corriger les erreurs jusqu’à ce que le produit final soit fiable. Si fiable qu’on lui confie déjà le lancement d’astronautes et même le ministère de la Défense a engagé SpaceX pour mettre en orbite des satellites militaires.

Le cas de la NASA est diamétralement opposé. Il travaille avec des fonds fédéraux et ne peut donc se permettre aucun échec s’il ne veut pas voir sa dotation pour l’année prochaine compromise. Bien sûr, des années et des années s’écoulent jusqu’à ce que leurs projets se concrétisent ; et ils sont rarement exécutés dans les limites du budget.

Quelles améliorations le Starship apporte-t-il pour ce deuxième lancement ? Tout d’abord, l’installation d’un système de refroidissement par eau de la plate-forme. A la base il s’agit d’une douche à l’envers, qui lance une cascade vers le haut juste avant de démarrer les moteurs. Cela devrait protéger le béton et, en même temps, absorber une partie de l’énergie acoustique brutale qu’il dégage.

Le système de découplage des deux parties de la fusée (étages supérieur et inférieur) a également été repensé, ce qui n’avait pas fonctionné l’autre fois. L’idée est que cela se produit spontanément : il suffirait d’ouvrir les mâchoires qui les unissent, de faire tourner la fusée sur elle-même et la force centrifuge elle-même suffirait à séparer l’étage inférieur, déjà presque vide de carburant et donc très lumière. .

Quoi qu’il en soit, et au cas où la théorie ne fonctionnerait pas, l’anneau reliant les deux segments est d’une conception nouvelle, perforé de grandes fentes verticales. Si la séparation échoue et que les moteurs de l’étage supérieur démarrent malgré tout, les gaz s’y échapperont. C’est le système que les Russes appliquent déjà sur leurs fusées Soyouz depuis trois quarts de siècle.

Les limites d’un vol d’essai

Si tout se passe bien, Starship décrira une trajectoire avec un périgée si bas qu’il tombera avant d’avoir effectué une seule orbite autour de la Terre. Il devrait s’écraser dans l’océan Pacifique, près d’Hawaï, sans tenter d’atterrissage contrôlé. Même si les deux étages de la fusée seront récupérables à l’avenir, cette fois aucun d’eux ne sera sauvé. Pour l’instant, le principal intérêt est de voir si la fusée décolle sans problème et si son chargement est complet. presque une orbite.

La perte des deux parties d’un véhicule aussi complexe fait partie des plans de SpaceX. Dans leur usine de Boca Chica, ils produisent des Starships presque selon un régime de chaîne de montage. Celui qui va voler porte désormais le numéro 25 et son booster, le 9. Et ils sont relativement bon marché. Ils sont fabriqués en acier inoxydable et non en alliages exotiques, et leurs moteurs Raptor utilisent de nombreuses pièces imprimées en 3D (par exemple la turbopompe), ce qui réduit à la fois le coût et le temps d’assemblage. SpaceX affirme produire un Raptor par jour, évalué à un quart de million de dollars ; Il y a 50 ans, chaque moteur F-1 qui propulsait la fusée Saturn 5 lors de ses missions sur la Lune valait 15 millions (à l’époque) et était fabriqué au rythme de 10 ou 12 par an.

La prochaine étape, à savoir si ce test sera un succès, reste à déterminer. SpaceX est une entreprise privée qui ne divulgue pas beaucoup de détails sur ses projets, car bon nombre d’entre eux relèvent de secrets industriels. En tout cas, il a un engagement envers la NASA pour développer la péniche d’atterrissage lunaire —basé précisément sur l’étage supérieur de la fusée Starship—pour les missions Artemis qui prévoient d’atterrir sur la Lune à partir de 2025.

Afin de concrétiser cette future mission lunaire, SpaceX devra d’abord réaliser un ravitaillement en orbite, une manœuvre jamais testée à l’échelle qui consiste à remplir les réservoirs d’un Starship. C’est pourquoi il est probable que les plans immédiats d’Elon Musk visent d’abord à atteindre l’orbite, puis à tester le transfert de carburant. Cela signifierait au moins deux ou trois lancements supplémentaires de sa méga-fusée. Peut-être pour l’année prochaine.

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