Tentative du premier vol orbital de Starship.

Wesh wesh les passionnés d'astro ! 🚀🛰💫🪐

On a déjà parlé ici de SpaceX et de ses projets.

Pour résumer, on peut dire qu'il y a un avant SpaceX et un après. Comme quand on est passé de la TV N&B à la couleur, ou de la locomotive à vapeur au TGV, de la centrale à charbon au nucl ah OK, vous avez capté. 🤣

Au début des années 2000, Elon Musk (alors encore illustre inconnu pour la plupart) se pointe à un congrès astronautique, se présente aux "old school" (NASA, Roscosmos, Jaxa, ESA, Ariane Group...) en leur disant "vous ne me connaissez pas, je m'appelle Elon Musk et en 10 ans je vais tous vous plier". Ce qui bien sûr fait plier... de rire 🤣 ses interlocuteurs.

Avant SpaceX, tous les éléments d'une fusée sont perdus à chaque lancement. Comme si un avion ne pouvait voler qu'une seule fois. C'est pourquoi le coût du spatial est exorbitant. 💵

L'idée d'Elon, c'est de pouvoir utiliser la fusée plusieurs fois. Pas besoin d'être comptable pour comprendre que si son idée fonctionne, les coûts de lancement vont s'écrouler.

Le hic, c'est que ça n'a jamais été tenté, pire, certains pensent même que ça ne peut pas être rentable (il faut emporter plus de carburant/comburant pour assurer le retour et l’atterrissage).

L'autre hic, c'est qu'Elon, (bien que détenteur d'un Doctorat honoris causa d'ingénierie aérospatiale), a tout à apprendre dans le domaine hyper complexe de la construction de fusées. 🚀

En 2002 Elon fonde SpaceX, recrute ingénieurs 🧑‍🎓 et main d’œuvre 👷‍♂️, et développe le lanceur Falcon 1 dont le premier vol (un échec) a lieu en 2006. Le 2ème vol (2007) et le 3ème (Août 2008) sont encore des échecs. 💥 Les finances sont au plus bas, si le 4ème tir échoue, s'est fini, Elon sera ruiné. 💸

Mais le succès tant attendu a lieu lors de la 4ème tentative en Septembre 2008. L'entreprise est sauvée d’extrême justesse, et en Juillet 2009, SpaceX réussit la mise en orbite de son premier satellite 🛰. Bien que conçu comme étant réutilisable (descente sous parachute 🪂) aucune Falcon 1 n'a jamais été réutilisée. Le moteur (Merlin) brûle un mélange d'oxygène liquide (LOX) et de RP1 (Rocket propellant 1, un dérivé du kérosène, lui-même dérivé du gasoil).

Pendant le développement de sa Falcon 1, SpaceX répond à un appel d'offres de la NASA en 2006 : pour remplacer les navettes spatiales dont le programme a été stoppé, voir ici pourquoi, la NASA cherche une entreprise Américaine capable de fabriquer un vaisseau spatial capable de ravitailler la station spatiale internationale et d'assurer le transport d'équipages à bord de l'ISS. SpaceX remporte cet appel d'offres en 2008 (à cette date toutes ses tentatives de lancement sont encore des échecs 😟) le contrat exige le lancement de 12 vaisseau d'ici 2015. La pression...

Le développement de la Falcon 9 commence dès 2006, l'année du premier tir de Falcon 1.

Ah oui : Falcon 1 : 1 moteur Merlin, Falcon 9 : 9 moteurs Merlin. Tout simple.

Le vol inaugural de Falcon 9 a lieu en Juin 2010 à Cap Canaveral. Le 2ème étage emporte une maquette du cargo chargé de délivrer le fret à l'ISS. Le tir est un succès, le cargo est "déposée" avec moins de 1% de marge d'erreur, mais le premier étage censé atterrir pour être réutilisé se brise en retombant.

Après ce premier succès, (le fret est délivré) SpaceX doit encore effectuer des vols de qualification, afin de démonter la fiabilité de ses lanceurs à la NASA. En 2012, une capsule Dragon propulsée par une Falcon 9 délivre 521 kg de fret à l'ISS. 6 jours plus tard, ce même Dragon, cette fois lesté de 625 kg de résultats d'expériences est désamarré de l'ISS et amerrit avec succès à 900 km des côtes Californiennes. C'est la toute première fois de l'histoire qu'une entreprise privée réussit cet exploit.

Les vols opérationnels s'enchainent à partir de 2012 mais plusieurs incidents en 2015 et 2016 (dont l'explosion d'un moteur au sol) viendront entacher la suite du programme.

Et la réutilisation dans tout ça ? A partir de 2013, SpaceX expérimente le retour et l'atterrissage propulsif (en redémarrant les moteurs qui ont servi au décollage). Le parcours est laborieux : manque de poussée, jambes d’atterrissages brisées suite à un posé "dur", cible ratée, etc... Ah oui : la cible... Au vu du danger et des incertitudes que représente l'atterrissage d'un premier étage, Elon fait atterrir ses Falcon sur des barges en mer. Ce qui rajoute une difficulté aux difficultés.

Mais finalement, en Décembre 2015, un premier étage de Falcon 9 après avoir placé avec succès 11 satellites de télécommunication, parvient à réaliser son premier atterrissage en douceur, mais sur la terre ferme.

S'ensuit alors une très longue série d'appontages réussis sur barges à partir d'Avril 2016. ⤵️

En Mars 2017, pour la première fois de l'histoire, un premier étage de Falcon 9 qui a déjà volé est réutilisé avec succès et est à nouveau récupéré avec succès.

A présent, les "old school" dont on parlait au début qui avaient éclaté de rire, rient jaune. Ce petit morveux sorti de nulle part est non seulement en train de les ridiculiser, mais en plus il casse le marché des lanceurs ! Les tarifs demandés par SpaceX pour placer une charge en orbite sont drastiquement plus faibles que ses concurrents.

En parallèle de Falcon 9, SpaceX développe un lanceur "lourd" : Falcon Heavy. Ce dernier est constitué de 3 premiers étages de Falcon 9 fixés ensemble. Son premier vol a lieu en Février 2018, et au cas où l'opération ne serait pas remarquée, Elon choisit comme charge utile de placer en orbite... sa Tesla Rodster 🏎 en orbite héliocentrique (entre la Terre et Mars) !

La mission est un franc succès, Elon est très fier de son coup médiatique et 2 des 3 premiers étages font un atterrissage simultané spectaculaire sur la base de lancement de Cap Canaveral. (Il n'y avait pas de place pour le 3ème). ⤵️

A ce jour (Mars 2023) c'est 214 lancements de Falcon 9 opérationnels réussis pour 2 échecs de mission, le dernier en 2016. 176 récupérations de premier étage réussis pour seulement 12 non récupérés (mais dont la mission fut un succès) et 25 non récupérables (la masse de la charge étant telle qu'il n'y a pas de place pour le carburant/comburant de retour).

Plusieurs premiers étages de Falcon 9 ont été utilisés 15 fois, et bon nombre d'entre-eux plus de 10 fois. Et n'en déplaise aux rageux, la réutilisation est ici très rapide, certains étages ayant nécessité moins d'un mois avant d'être à nouveau lancé. On est loin, très loin de la laborieuse réutilisation des navettes spatiales qui furent un désastre financier (et humain).

Ce qui fait de Falcon 9 l'un des lanceurs les plus fiables et économique de l'histoire. Fruit d'une entreprise de seulement 21 ans d'âge. 😲

Bon OK, tout ça c'est très spectaculaire, mais jusqu'ici, la récupération ne concerne que le premier étage, pas le second, qui lui, est encore et toujours systématiquement perdu. Et ça, ça empêche Elon de dormir. D'autant plus que sa vision, c'est d'aller sur Mars, et c'est pas avec une Falcon, ni 9 ni Heavy qu'il y parviendra. Pour cela, il faut viser plus grand. Beaucoup plus grand.

Là où la Falcon 9 est capable de placer 10,5 tonnes en orbite basse, le StarShip doit viser plus de 💯 tonnes ! Et les 2 étages se doivent d'être réutilisables ! 🤔

Les moteurs ne sont pas du tout les mêmes que sur Falcon. Ici, point de Merlin, mais des Raptors. Ceux-ci s'abreuvent d'un mélange oxygène liquide (LOX) et méthane (du pet de vache 🤣).

Ce choix est plus complexe que pour les moteurs de Falcon, mais est dicté par un constat simple : pour aller sur Mars, on ne pourra pas emporter tout le carburant/comburant nécessaire pour faire l'aller-retour. On aura juste assez pour s'y poser. Pour le retour, il faudra anticiper la production de LOX et de méthane sur la surface de Mars (des expériences visant à valider le concept à bord de l'ISS ont été concluantes). Le "plein" sera donc fait sur le sol Martien pour assurer le voyage retour !

On nage en pleine science-fiction, mais reconnaissons que toutes les annonces faites par Elon ont été suivies d'effet...

Les personnes au 1er plan donnent l'échelle.

Le StarShip doit permettre le retour de l'homme sur la lune 🌒 (Artemis), le tourisme spatial, et le voyage vers Mars. Enfin dans un premier temps, s'il arrive déjà à faire atterrir un StarShip sur Mars, ce serait déjà incroyable... 😲

Le StarShip est composé d'un premier étage : Super Heavy, et d'un second étage : ben... le StarShip. On est ici sur un véritable monstre dont les dimensions sont hors norme : diamètre 9 m, masse au décollage 5070 tonnes, hauteur 119 m. Pas moins de 33 moteurs Raptors sous le premier étage ! C'est juste la plus grosse et puissante fusée jamais construite 💪. (Le SLS n'est pas loin derrière mais c'est un programme d'Etat avec des finances publiques, contrairement au StarShip !).

L'annonce du programme StarShip est faite en 2017. Plusieurs prototypes de taille réduites effectuent divers vols d'essai (des sauts de puces) et de qualification afin de valider les choix techniques de 2018 à 2019. Puis en Août 2020 un prototype effectue un vol d'essai de 150 m et atterrit en douceur. 3 autres prototypes seront perdus lors des essais suivants 💥, mais en Mai 2021 un prototype de StarShip (le second étage donc) à taille réelle réussit un vol parfait : décollage, retournement, atterrissage. 👍 à voir ici ⤵️

Et le premier étage alors (Super Heavy) ? ah ben voilà, on y est enfin ! Le vol orbital inaugural de l'ensemble Super Heavy + Starship aura lieu... peut-être ce 📅 Lundi 17 Avril ! De l'aveu même d'Elon, les chances de réussite sont estimées entre 20 et 40%.

Donc, si tout se passe bien, le 17 Avril, fenêtre de tir entre 14H00 et 16H30, un Starship s'élancera 🚀 de la Starbase au Texas et effectuera un vol d'essai pour démontrer sa capacité de lancement orbital. Le vaisseau rentrera dans l'atmosphère au-dessus de l'océan Pacifique et s'écrasera en mer à 100 km au nord-ouest de Kauai (au Nord d'Hawaï). Personne ne veut risquer un atterrissage sur la terre ferme pour cette première qui a toutes les chances de mal tourner...

Vous pourrez suivre le live en 🇫🇷 et dans la bonne humeur 😃 ici à partir de ⏰ 12H45. ⤵️

Préparez les popcorns ! 🍿🥤

Michel HAVEZ, Avril 2023.