Les succès de SpaceX stimulent l’innovation en dehors de la Terre, tout comme ses échecs.

Les succès de SpaceX stimulent l’innovation en dehors de la Terre, tout comme ses échecs.

Après un lancement test très attendu, le prototype Starship SN11 de SpaceX a finalement décollé pour un vol test prévu. Sortant de la couche nuageuse du site d’essai de la société dans le sud du Texas, à Boca Chica, le véhicule a atteint une altitude finale d’environ 10 kilomètres par un matin brumeux, le 30 mars 2021. Après avoir éteint les premier et deuxième moteurs Raptor au niveau des sept et huit kilomètres, le vaisseau spatial entièrement réutilisable est monté plus haut jusqu’à l’apogée de la pression inférieure sur un seul moteur avant de se mettre en vol stationnaire et d’entamer une manœuvre de réorientation à plat et de naviguer rapidement vers le sol. Cependant, la campagne d’essai de cinq minutes a connu une anomalie lors de la séquence d’atterrissage qui a entraîné une explosion sur l’aire d’atterrissage et de nombreux débris qui ont touché le sol.

Un spectateur tenant un fragment de Starship SN11 près de la plate-forme d’atterrissage sur le site de SpaceX à Boca Chica, quelques minutes après l’explosion du 30 mars 2021. Image reproduite avec l’aimable autorisation de l’utilisateur @homemeetsroad via Twitter.

Avant cela, par un après-midi clair du début du mois de mars 2021, le précédent prototype de vaisseau spatial SN10 de SpaceX a réussi une ascension de plus de 32 000 pieds avant de revenir sur Terre dans une descente contrôlée. Quelques minutes seulement après avoir touché le sol, il a été consumé par une boule de feu explosive. Voir des engins spatiaux exploser et disparaître en quelques minutes est un crève-cœur pour les équipes qui ont passé des années à les construire. SpaceX a connu quelques échecs au cours des 20 dernières années – qui restent toutefois bien moins nombreux que ses succès. Même le fondateur de l’entreprise et grand entrepreneur technologique Elon Musk a souligné à plusieurs reprises : « Si vous n’échouez pas, vous n’innovez pas assez. » Cet équilibre commercial yin et yang a conduit SpaceX là où elle se trouve aujourd’hui, à l’orée de l’exploration de l’espace lointain.

Selon Musk, le Starship n’est pas n’importe quelle fusée de transport lourd réutilisable ; il pourrait un jour envoyer des missions avec équipage sur la Lune et sur Mars et constitue la priorité absolue de l’entreprise. Déterminé à faire partie intégrante de l’histoire de l’espace, Musk, ainsi que l’ambition et la persévérance de son entreprise, pourraient un jour mener l’humanité vers les vastes étendues de l’espace. En attendant, un examen des expériences récentes peut nous donner un aperçu de ce qui attend l’entreprise.

Dans sa quête pour redéfinir le transport spatial, SpaceX révolutionne le développement des lanceurs et des moteurs de fusée tout en réduisant le coût de l’accès à l’espace. La société d’Elon Musk, dont le chiffre d’affaires s’élève à 74 milliards de dollars, est à la tête de lancements privés dans le monde entier depuis des années. Une partie de sa stratégie de fabrication consiste à intégrer des technologies avancées, comme la fabrication additive (AM). SpaceX a commencé à utiliser l’impression 3D sur du matériel de vol spatial en 2014, lorsque sa fusée Falcon 9 a été lancée dans l’espace en transportant un corps de vanne d’oxydation principale (MOV) imprimé en 3D dans l’un de ses neuf moteurs Merlin 1D. Cela a été suivi par le propulseur SuperDraco entièrement imprimé pour alimenter le système d’échappement de lancement de la capsule Dragon. Actuellement, l’équipe AM de SpaceX travaille à la création de plateformes de lit de poudre pour le développement et la construction de moteurs de fusée.

Les fusées à carburant liquide de SpaceX et les innovations technologiques en plein essor contribuent à démocratiser l’accès à l’espace. En 2008, le Falcon 1 (nommé d’après le vaisseau spatial fictif Millennium Falcon de Star Wars) est devenu le premier véhicule de lancement à carburant liquide de conception privée à se mettre en orbite terrestre. Même si le succès du Falcon est aujourd’hui incontestable, la première version testée a échoué 25 secondes seulement après le décollage en raison de la corrosion entre un écrou et une conduite de carburant qui a permis à la conduite de fuir, provoquant un incendie du moteur. Fidèle aux convictions fondamentales de Musk, l’entreprise est allée de l’avant et connaît depuis une trajectoire de croissance imparable, avec une part importante de son financement provenant de la NASA.

Elon Musk faisant une présentation devant le Starship MK 1 et le Falcon 1. Crédit photo : Jack Beyer.

Les contrats avec l’agence spatiale américaine ont même financé une partie du développement initial de la fusée réutilisable Falcon 9 de SpaceX, qui constitue aujourd’hui l’épine dorsale de l’entreprise. Falcon 9 livre des cargaisons depuis et vers la Station spatiale internationale (ISS) depuis plus de huit ans et génère près d’un milliard de dollars par an. En effet, selon les estimations de Forbes, en 2019, SpaceX facturait environ 60 millions de dollars par lancement de Falcon 9 et entre 90 et 150 millions de dollars par lancement de Falcon Heavy. En suivant l’analyse de l’équipe de Trefis pour Forbes, les revenus de SpaceX devraient s’élever à 1,2 milliard de dollars en 2020.

Bien qu’elles soient actuellement la seule source de revenus de l’entreprise, ces missions commerciales de réapprovisionnement ne sont que la partie émergée de l’iceberg, car SpaceX a des projets encore plus ambitieux. Musk a évoqué la possibilité d’une véritable « Starfleet », en référence à la flotte spatiale fictive de la franchise Star Trek qui assure des missions de défense et de maintien de la paix. Lors du symposium annuel sur la guerre aérienne organisé par l’Association 2020 de l’armée de l’air, M. Musk a déclaré : « Nous devons faire en sorte que Starfleet existe », afin que nous puissions voir de notre vivant de « grands vaisseaux spatiaux pouvant aller très loin » et une « force spatiale ». Pour que tout cela se produise, l’entrepreneur pionnier espère stimuler le taux d’innovation en vue de grandes percées dans la technologie spatiale.

La fusée Falcon 9 de SpaceX décolle de la plate-forme 40 de la station aérienne de Cap Canaveral, en Floride. Image reproduite avec l’aimable autorisation de SpaceX.

Pour l’instant, le vaisseau spatial Dragon propulsé par Falcon 9 fait de grands progrès pour faire avancer l’exploration spatiale. Après plus de 20 voyages vers le laboratoire orbital, il a commencé à transporter des équipages vers l’ISS en 2020 dans le cadre du programme Commercial Crew de la NASA pour devenir la première entreprise privée à lancer des astronautes en orbite. Or, le système de lancement Starship pour les vols spatiaux interplanétaires est destiné à devenir le principal véhicule orbital de SpaceX, une fois qu’il sera opérationnel, en remplacement de Falcon 9 et Dragon. Avec autant de nouvelles missions à l’horizon, les moteurs Raptor de nouvelle génération de SpaceX ont déjà commencé les essais en vol sur les fusées prototypes Starship en juillet 2019.

SpaceX vise une durée de vie de 1 000 vols pour Raptor, le moteur au rapport poussée/poids le plus élevé jamais réalisé. Selon l’entreprise, le processus de fabrication comprend un grand nombre de pièces imprimées en 3D permettant de réduire les coûts et de produire les pièces les plus légères possibles. Les composants imprimés comprennent des valves de propergol, des pièces de turbopompes et de nombreuses pièces critiques des injecteurs pour les essais initiaux de développement du moteur, ce qui augmente la vitesse de développement et les essais itératifs.

Trois moteurs Raptor à la base du Starship. Image reproduite avec l’aimable autorisation de SpaceX.

Musk est convaincu que les missions avec équipage de Starship arriveront sur Mars d’ici 2026 et qu’elles seront capables de transporter du fret sur des vols interplanétaires de longue durée et vers la face cachée de la Lune pour seulement 2 000 dollars le kilo. En 2023, l’entrepreneur japonais Yusaku Maezawa et l’équipage du projet de tourisme lunaire dearMoon seront les premiers passagers civils d’une mission lunaire de Starship, avec un survol de la Lune pendant leur voyage d’une semaine.

Mais avant tout cela, le véhicule de lancement doit passer plusieurs tests. En 2020, le prototype Starship de SpaceX s’est rapproché du vol d’essai très attendu, puisque la version SN4 du vaisseau spatial a survécu à un test critique de pression cryogénique, suivi de plusieurs autres tests plus difficiles. Ensuite, le prototype SN5 à moteur unique Raptor s’est envolé avec succès en août pendant environ 40 secondes lors de son premier vol d’essai, après que plusieurs de ses prédécesseurs ont été détruits lors de tests de pressurisation ou de mise à feu des moteurs.

Starship dans le comté de Cameron, Texas. Image reproduite avec l’aimable autorisation de SpaceX.

Après quelques autres essais réussis, le SN8 a suivi son premier vol triomphal à haute altitude par un atterrissage brutal et une explosion féroce. Il en est de même pour le SN9, qui a volé à une altitude de 6,2 miles en février 2021, éteignant successivement ses trois moteurs au fur et à mesure qu’il montait. Il a ensuite effectué un nouvel atterrissage brutal, dont l’impact a provoqué une nouvelle boule de feu qui a consumé tout le vaisseau en quelques secondes.

Le lancement de SN11 a permis de conclure rapidement tous les essais de qualification. Deux jours seulement après l’explosion de SN10, SN11 a été expédié sur le site de Boca Chica pour y terminer les essais de qualification à température ambiante et cryogénique. SpaceX a progressivement accéléré le processus technique et réglementaire pour les tests de ses prototypes. Il n’a fallu que 33 jours au vaisseau SN10 pour passer de l’arrivée sur la rampe de lancement au décollage et seulement huit jours entre son premier tir statique et ses tentatives de lancement. SN11 a été lancé encore plus rapidement.

Vaisseau spatial dans une colonie martienne. Image courtoisie de SpaceX.

Le véhicule Starship final qui s’envolera vers l’orbite aura besoin de six Raptors, mesurera environ 165 pieds de haut et pourra transporter jusqu’à 100 personnes, a expliqué M. Musk par le passé. Le Starship opérationnel sera lancé depuis la Terre au sommet d’une gigantesque fusée appelée Super Heavy, propulsée par 31 moteurs Raptor. Une partie de l’attrait de ce vaisseau réside dans son espérance de réutilisation rapide. Musk a déclaré qu’à l’instar des avions qui sont prêts pour le prochain vol en une heure, le Starship sera équipé et prêt à redécoller assez rapidement après son arrivée, réduisant ainsi le coût des vols spatiaux pour rendre accessibles les voyages en équipage vers et depuis la lune, Mars et d’autres destinations de l’espace lointain.

SpaceX contribue à façonner l’avenir de l’humanité dans l’espace en créant une technologie avancée de fusées réutilisables. Après le démontage de chaque vaisseau spatial lors des tests, les ingénieurs de la société en apprennent davantage. SN10 a peut-être explosé après l’atterrissage, mais c’est tout de même le premier Starship à être revenu en un seul morceau sur l’aire de lancement. Le défi de SN11 était de franchir une nouvelle fois toutes les étapes jusqu’à l’atterrissage, ce qu’il a presque réussi. Selon la NASA, ce véhicule sera le dernier des prototypes actuels. Le prochain sera doté de modifications inconnues, évoquées par Musk sur les médias sociaux il y a quelque temps. « L’échec est essentiellement sans importance, sauf s’il est catastrophique », déclare Musk. Avec autant de projets pour la décennie à venir, nous pouvons nous attendre à ce que SpaceX continue à tracer la voie vers un avenir radieux hors de la Terre.

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