Après le succès du SN15, Elon Musk veut passer très vite aux tests de mise en orbite du Starship

Elon Musk est un homme pressé (et nous aussi). Il veut aller sur Mars (et nous aussi) et il ne perd pas de temps. Le test d’altitude SN15 a été un succès et sans attendre il prépare maintenant les tests de mise en orbite de son Starship. Cela implique outre les SN (Serial Number), prototypes pour le vaisseau, les BN (Booster Number) qui sont des prototypes du lanceur (« booster ») SuperHeavy. Il a demandé un accord de la FAA (Federal Aviation Administration) pour utiliser sa base de Boca Chica, nommée désormais « Starbase » *, pour des lancements à partir du 1er juillet de cette année 2021 et a déposé le 13 mai dernier un dossier exposant son programme auprès de la FCC (Federal Communications Commission) pour avoir le droit d’utiliser un système de télécommunication pour équiper son SN pendant ce premier vol longue distance (« experimental orbital demo and recovery test of the Starship test vehicle »).

* Boca Chica se trouve à l’extrême Sud du Texas, sur le bord du Golfe du Mexique et à la frontière de l’état du Mexique.

Voyons d’abord d’où il part.

Comme chacun s’en souviendra, le 6 mai de cette année, le SN15 a atterri, sans exploser, après avoir fait des essais en altitude (ce n’était que le cinquième) : ascension jusqu’à 10 km à l’aide de ses trois moteurs raptors atmosphérique, vol à l’horizontal avec manœuvres utilisant les plans canard (petits ailerons mobiles à l’avant) et les ailerons, extinction puis réignition des moteurs, atterrissage. Il y a eu un petit incendie après l’atterrissage à la base du SN (vidange d’un moteur ?) mais il a été rapidement maitrisé. Autre imperfection dans le vol, le fait que le SN soit revenu au sol avec seulement deux moteurs en fonction, le troisième ne s’étant pas rallumé.

La suite.

Apparemment la défaillance du troisième moteur n’a pas été considérée comme un problème méritant un nouvel essai car non seulement le SN15 a été retiré de l’aire de lancement et relégué au « rocket-jardin » (espace d’exposition) le 14 mai mais il a été décidé que l’on passait à l’étape suivante (« phase 3 »), c’est-à-dire la mise en orbite (à au moins 250 km d’altitude) suivi d’un petit vol orbital. La société a demandé une autorisation à la FAA (Federal Aviation Administration) pour pouvoir le faire dès ce mois de juillet*. Il pourrait toutefois y avoir un vol d’altitude préparatoire qui utiliserait le SN16 et qui serait un test de vitesse hypersonique que la structure des SN n’a pas encore approché. Le SN16 a été retiré du pas de tir pour être préparé à ce nouvel objectif (il aurait été utilisé comme le SN15 pour un vol d’altitude si ce dernier avait échoué). Quant au SN17 qui devait être la répétition des SN précédents au cas où ils auraient échoué, il a été conduit dans l’espace où les structures non utilisées ou qui ne sont plus utilisables, sont démantelées, exprimant ainsi clairement l’intention de SpaceX de ne pas s’éterniser sur les vols en altitude basse.

*à ce jour la FAA n’a pas encore donné son autorisation car certains écologistes extrémistes américains sont intervenus auprès d’elle après avoir exprimé leurs craintes pour la population des ocelots qui habitent la région de Boca Chica. Ils n’avaient apparemment pas été particulièrement dérangés par les lancements précédents de SpaceX (il est vrai effectués avec des poussées moins fortes) mais cette intervention est bien dans les habitudes des écologistes extrémistes, américains aussi bien qu’européens, de mettre des bâtons dans les roues de tout projet ayant un impact sur l’environnement et considéré par eux comme inutiles ! Dans ce domaine, il y a toujours un déséquilibre avantages / inconvénients à considérer mais le démarrage du programme Starship devrait être « sanctuarisé » (et la suite également puisque c’est la survie de l’humanité qui peut être en question).

Parallèlement le Starship est préparé pour la mise en orbite. Cette fois, le SN (ce sera le numéro 20) sera placé au-dessus d’un BN (ce sera le numéro 2, nouveau nom du « 3 ») puisqu’il faut un lanceur pour donner au vaisseau la vitesse requise. La vitesse de satellisation (minimum pour la Terre, 7,9 km/s soit 28440 km/h) n’est en effet acquise qu’au prix d’une double impulsion. La première se fera au niveau du lanceur pendant seulement 169 secondes, et une fois les ergols du BN presque totalement épuisés (il faut en garder un peu pour le retour sur Terre !), le SN prendra le relai, avec ses trois moteurs raptor adaptés au vide (qui s’ajouteront aux trois moteurs atmosphériques), pendant 591 secondes. Mais, 2 secondes après l’arrêt de ses moteurs, la masse du lanceur (340 tonnes à vide, avec enveloppe, réservoirs et moteurs), aura été détachée du vaisseau et sera repartie se poser sur Terre (en fait, en principe, sur une barge à 32 km au large des côtes, 495 secondes après le lancement). Car bien entendu le lanceur doit être réutilisable en application du grand principe innovateur de SpaceX de récupération/réutilisation (pour le coup parfaitement écologique).

Déjà, sur le site de Boca Chica, les équipes de TP et les ingénieurs s’affairent. L’ensemble du Starship atteindra la hauteur impressionnante de 120 mètres (50 mètres de SN plus 70 mètres de BN). La tour de lancement, encore plus haute, (450 pieds soit 137 mètres) et les réservoirs d’approvisionnement en ergols, Méthane, Oxygène et Azote (ce sont des coques de SN, munies chacune d’un seul réservoir au lieu de deux et elles sont enveloppées d’une isolation) sont construits en même temps en toute hâte (la tour a reçu son 5ème module, sur 8, à mi-juin). Tour et réservoirs d’approvisionnement font partie de ce que SpaceX appelle le GSE (Ground Support Equipment). Il est prévu que « plus tard » la même tour de lancement soit équipée d’une sorte de pince géante, pour saisir les lanceurs à leur retour sur Terre. En même temps les ingénieurs et ouvriers rehaussent le socle de la table de lancement du pas de tirs (plus haut que pour les Falcons) et produisent une nouvelle table (elle-même plus large).

Il faut dire que le test portera avant tout sur le BN. Il doit faire fonctionner en même temps ses 29 moteurs raptor, ce qui n’a jamais été fait et comporte une probabilité de disfonctionnement élevée (cas où le fonctionnement d’un des moteurs perturbe celui de ses voisins). Cependant il faut noter que SpaceX a déjà fait voler le lanceur de son Falcon Heavy avec trois batteries de 9 moteurs (trois vols, avec succès depuis février 2018, 7 vols prévus jusqu’en 2024). C’était des moteurs Merlin, moins puissants que le Raptor et il n’étaient pas ensemble dans le même propulseur mais dans trois séries côtes à côtes. Une seule simulation sera faite au sol pour la poussée simultanée des moteurs (en l’occurrence 9) sur autant de pistons, avec une section de BN arrimée, le BN2.1. Il est prêt à être mis à feu.

Si la mise en orbite réussit, le SN partira vers l’Est au-dessus du Golfe du Mexique et se posera autant que possible en douceur (pour des raisons de sécurité), après seulement 90 minutes de vol, à 100 km à l’Ouest de Kauai, la plus occidentale des iles Hawaïennes. Le vol bénéficiera du concours des autorités américaines (FCC, US Air Force, NASA et FAA). L’atterrissage se fera avec utilisation des moteurs pour rétropropulsion ce qui implique que ce ne sera pas une rentrée incontrôlée dans l’atmosphère mais déjà une préparation à l’atterrissage pour récupération. Il n’est pas prévu que ce premier SN orbital soit récupéré mais il y aura suffisamment de capteurs à bord pour savoir « tout ce qu’il faut » sur son comportement pendant tout le test.

Il faut dire que la NASA compte beaucoup sur la faisabilité de ce Starship puisqu’il est devenu contractuellement un des éléments de son programme « Artemis » de retour sur la Lune (segment entre l’orbiteur lunaire, le « Lunar Gateway », et la surface de la Lune). A noter que le Starship lunaire, nommé « HLS » (Human Landing System), n’aura ni bouclier thermique ni dispositif d’utilisation du flux d’air (ailerons et plans canards) puisqu’il ne sera utilisable que dans l’espace sans atmosphère (c’est plus simple !). Comme on le sait, le choix de SpaceX par la NASA a été contesté par ses rivaux mais le HLS présente tellement d’avantages de performances et de coût, qu’il sera très probablement confirmé.

Par son caractère entier et passionné, Elon Musk me fait de plus en plus penser aux héros du livre « De la Terre à la Lune » de Jules Verne. Nous vivons aujourd’hui ce que la science-fiction nous faisait entrevoir hier (1865). Le tir du « projectile » de Michel Ardan a été un plein succès (dans l’imagination de Jules Verne) puisqu’il a tourné autour de la Lune ! La différence entre romanciers et ingénieurs c’est que ces derniers doivent être beaucoup plus précis que les premiers car eux doivent faire voler de vrais vaisseaux spatiaux. A noter que le « projectile » était en aluminium et non en acier, que le départ se faisait à Cap Canaveral et qu’Elon Musk est tout à la fois, Michel Ardan et Impey Barbicane, capitaliste et ingénieur. Par ailleurs l’ingénieure en chef d’Elon Musk est une femme, Gwynne Shotwell et elle est aussi une « businesswoman » puisqu’elle est directrice de SpaceX. Comme quoi les temps ont changé !

illustration de titre: Le Starship s’élançant vers l’orbite terrestre. Crédit SpaceX (vue d’artiste!).

Liens :

https://www.youtube.com/watch?v=fBa3V3WkMs0

https://www.youtube.com/watch?v=hL1aqlXJJSs

https://spacenews.com/spacex-outlines-first-orbital-starship-test-flight/

https://www.faa.gov/space/stakeholder_engagement/spacex_starship/

https://www.faa.gov/space/stakeholder_engagement/spacex_starship/media/SpaceX_Starship_Super_Heavy_Boca_Chica_Scoping_Summary_Report.pdf

https://interestingengineering.com/elon-musk-spacex-starship-sn16-hypersonic-flight

https://www.cnbc.com/2021/05/13/spacex-first-orbital-starship-rocket-flight-plan-revealed.html

Article de mon « collègue » Eric Bottlaender sur Clubic (15/06/2021) qui m’a alerté sur le sujet:

https://www.clubic.com/spacex/actualite-374829-starship-apres-les-sauts-spacex-se-prepare-pour-l-orbite.html

Eric est ingénieur ENSISA (Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Sud Alsace), spécialisé en mécatronique, robotique et automation. Il a notamment travaillé comme ingénieur R&D chez ISL (Institut franco-allemand de recherche de Saint-Louis), chez Global Sensing Technologies (Dijon) puis chez Xamen technologies (Pau). Co-auteur d’un livre avec Pierre-François Mouriaux, journaliste à Air & Cosmos (« de Gagarine à Thomas Pesquet), il se présente comme « space writer » (et il est aussi « en recherche d’emploi »). Voir son site : https://twitter.com/Bottlaeric?ref_src=twsrc%5Egoogle%7Ctwcamp%5Eserp%7Ctwgr%5Eauthor

Illustration ci-dessous: le BN2 sur le point d’être tracté en dehors de son hangar d’assemblage. Notez bien qu’il fait 70 mètres de hauteur!). Photo, crédit SpaceX.

Pour (re)trouver dans ce blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse, cliquez sur :

Index L’appel de Mars 21 06 25

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

20 réponses à “Après le succès du SN15, Elon Musk veut passer très vite aux tests de mise en orbite du Starship

  1. “Par son caractère entier et passionné, Elon Musk me fait de plus en plus penser aux héros du livre « De la Terre à la Lune » de Jules Verne”, … mais plus encore peut-être à Tintin, Elon Musk n’ayant jamais caché (et il suffit d’ailleurs de voir son Starship pour en ‘être convaincu) avoir été fortement inspiré par les albums d’Hergé “Objectif Lune” et “On a marché sur la Lune”. Il existe d’ailleurs une couverture amusante qui pastiche le premier ouvrage, “Destination Mars”: https://www.reddit.com/r/danktintinmemes/comments/9i9oe0/elon_musks_favorite_tintin_book/

  2. Les quelques ratés des SNxx montrent ô combien même après 60 ans d’aventures spatiales, ces technologies doivent être soumises à de multiples tests avant de pouvoir embarquer des êtres humains .
    Le succès du SN15 ne préfigure en aucun cas la suite du programme qui n’est en qu’à ses balbutiements … Et pour le but ultime du voyage , aucun test ne permettra de vérifier si l’homme peut rester sur Mars , les critères techniques n’étant pas probants pour cette aventure !!!
    Ce qui s’applique aux réacteurs, boosters , rovers, … ne s’applique pas aux êtres humains et les missions les plus longues autour de la Terre n’ont pas dépassé une année alors que le voyage sur Mars est presque trois fois plus long sans compter qu’il n’y a pas de capsule d’urgence pour revenir sur Terre en quelques heures , voire en quelques jours depuis la Lune !
    Il ne faut pas rêver de voir un homme ou une femme poser le pied sur Mars pendant cette décennie , peut-être la prochaine et la colonisation de la planète rouge reste une illusion …

    1. Vous omettez de considérer que 30 mois (donc 2 ans et demi et non trois) comprenant un séjour de 18 mois sur Mars, ce n’est pas pareil que 30 mois dans l’ISS.
      Pendant 18 mois les membres de la mission ne seront pas en apesanteur et ils auront l’occasion de se dégourdir les jambes.
      Pour le reste, il vous est facile de nier les possibilités tant que l’aventure n’aura pas été tentée mais vous ne devriez pas présupposer que toutes les études et préparations qui sont en cours, sont inefficaces. A ce compte tout ce qui n’est pas encore démontré par une réalisation tangible serait une illusion!

    2. @ H. Giot: On peut être d’accord avec vous qu’une mission habitée SUR Mars est assez peu probable cette décennie encore (sans pouvoir totalement l’exclure néanmoins). Par contre j’ai de la peine à comprendre ce qui semble être une obsession chez vous, le fait que l’être humain ne pourrait pas (sur)vivre sur Mars. Nous connaissons aujourd’hui très précisément quelles seront les conditions rencontrées sur la planète rouge et on sait comment s’en accommoder, il n’y aura dans ce domaine aucune surprise (ce ne sera pas le voyage de Colomb qui, lui, partait totalement vers l’inconnu!). Il est clair que l’on n’enverra une mission habitée vers cette destination lointaine qu’après avoir mis toutes les chances de succès de son côté, donc pas déjà dans les quelques années qui viennent, c’est en effet assez évident; ce qui bien sûr ne veut pas dire qu’un accident ne puisse pas survenir, le risque zéro n’existe nulle part et encore moins dans ce genre d’activité. A noter qu’en fait de conditions difficiles et pénibles, il y a pire sur notre PROPRE planète même, les fonds marins à grande profondeur par exemple, que l’on a pourtant explorés même si, j’en conviens. on ne les a pas “colonisés” (vivre dans une nuit perpétuelle et sous des pressions énormes l’explique sans doute, ce qui ne sera pas le cas sur Mars d’ailleurs!).

      1. La différence avec Mars, ce que vous semblez ignorer, est que vous pouvez respirez et vivre sans scaphandre sous toutes les latitudes de la Terre, mais même dans ces conditions , personne n’a jamais pensé à coloniser l’Antarctique !
        Et d’autre part, les colons qui se sont installés sur de nouvelles terres n’ont eu qu’à se baisser pour récolter les ressources vitales …
        C’est d’ailleurs pour cette raison que Mars est stérile et que la Terre est vivante .
        La question principale n’est d’ailleurs pas de cet ordre, mais génétique : nous sommes programmés pour vivre sur Terre depuis des millions d’années , pas sur Mars qui ne sera qu’une aventure de courte durée …
        Nous découvrons tous les jours les liens étroits qui nous unissent à notre environnement …

        1. Personne n’a jamais pensé à coloniser l’Antarctique parce qu’il est possible de n’y aller que pour des missions courtes et qu’on peut en revenir rapidement en cas de besoin. La différence avec Mars c’est que la distance (temps passé) et les radiations créent un obstacle (une barrière) que l’on ne va pas franchir aussi facilement. C’est pour cela qu’il sera nécessaire de disposer de plus de confort sur place et qu’une fois arrivé on aura tendance à y rester pour des séjours beaucoup plus longs sinon pérennes.
          Il est incontestable que nous soyons les fruits de la Terre mais au début nous étions des fruits tropicaux et nous nous sommes acclimatés aux régions où poussent les pommes et les myrtilles. Par ailleurs les technologies anciennes (le feu) ne nous permettaient que de passer d’une zone climatique à l’autre. Aujourd’hui les technologies de support vie (“ECLSS” pour “Environmental Life Support System”) telles que MELiSSA (Micro Ecological Life Support Alternative de l’ESA/ESTEC) nous permettent d’envisager cet envol et ce nouveau séjour. Pourquoi ne pas le tenter?

        2. @H. Giot: “La différence avec Mars, ce que vous semblez ignorer, est que vous pouvez respirez et vivre sans scaphandre sous toutes les latitudes de la Terre”, … mouais, mais pas partout sur Terre (voir mon commentaire précédent) ni vraiment à toutes les altitudes! Quant à l’Antarctique, on ne l’a peut être pas “colonisée”, mais on y a établi des bases permanentes. Et si on ne l’a pas “colonisée” au sens où vous l’entendez, c’est peut-être qu’il est difficile d’envisager de vivre plusieurs mois par année sous des températures qui n’obligent peut-être pas à sortir en scaphandre, mais presque (!), et par ailleurs dans une grande obscurité une bonne partie de l’année, ce qui est reconnu comme étant très déprimant (ce qui ne sera pas le cas sur Mars, avec une alternance jour/nuit pratiquement égale à celle existant sur notre planète aux mêmes latitudes). Et vous ne semblez pas comprendre qu’à terme les gens vivront sur Mars essentiellement dans des “bulles” recréant un environnement tout-à-fait agréable et ne sortiront pas chaque jour en scaphandre à l’extérieur! Pour les excursions, ils disposeront de rovers pressurisés et n’auront pas non plus besoin de scaphandres. Même sur Terre, aux latitudes élevées les gens ne sortent pas non plus plus que strictement nécessaire à l’extérieur pendant les mois d’hiver; ce ne sera pas si fondamentalement différent sur Mars. Entre vivre dans des conditions parfois très pénibles et difficiles (températures, aridité, humidité, etc.) sur Terre et vivre dans un environnement, peut-être artificiel mais plutôt agréable sur Mars même s’il restera de volume limité, je pense que certains n’hésiteront pas. Enfin, votre argument “génétique” ne tient pas; si nous pouvons recréer les conditions pour lesquelles nous avons été “programmés”, rien ne s’oppose à ce que nous allions vivre ailleurs. Je ne comprends pas ce blocage que vous faites sur cette soi-disant “impossibilité” d’aller vivre sur Mars. Vous pensez que tous ceux, et ils sont quand même nombreux, qui oeuvrent actuellement à rendre ce voyage et cette “colonisation” (pas immédiatement, mais à terme, et il faut bien commencer maintenant pour y arriver un jour) possible sont des fous qui ignorent tout des difficultés de l’entreprise et attendent que vous les y rendiez attentifs?!

        3. Les 🐝 abeilles ne sont pas “programmées” pour le Zéro Gravité mais une expérience de la Nasa en navette spatiale avec 3500 abeilles ont démontré qu’elles pouvaient refaire leurs fameuses alvéoles EN MOINS D’UNE HEURE dans ces conditions. Les humains sont-ils VRAIMENT moins adaptables que les abeilles 🐝 dans l’espace ?

  3. A propos des “plans canard” (terme en principe réservé à l’aviation), que long appelle d’ailleurs plutôt dans le cas des fusées “panneaux de stabilisation” ou “ailettes en treillis” d’après leur nom russe (решетчатая крылья), et que je trouverais pour ce qui me concerne préférable de nommer “ailettes stabilisatrices”, il est à noter que c’est, précisément, une invention russe, d’où encore un autre nom (!) “panneaux de Belotserkovskiy”. Ces ailettes, destinées à assurer la stabilité aérodynamique des fusées et missiles, équipent par exemple aussi le Soyouz ou le lanceur chinois Longue Marche 2F.

    1. Oups, petite confusion, je pensais qu’on parlait du lanceur (anciennement nommé “BFR”) et de ses systèmes de récupération, alors qu’à la relecture je vois qu’il s’agit du vaisseau Starship (SN15 en l’occurrence) lui-même, Les ailettes stabilisatrices concernent le premier et non le deuxième.

  4. @ M. Hubert Giot

    Il me semble que le sentiment sous-jacent à vos écrits est que nous n’avons « pas le droit » d’aller sur Mars. Et les raisonnements tentant à démontrer que ce désir est impossible à réaliser sont élaborés en rapport. Vous ne voulez pas que nous nous échappions de « la nature qui nous a créés », ce serait rompre les « liens étroits » que vous vivez. D’autres personnes ne veulent pas rompre ce qui les lie à Dieu, c’est à mon avis dans un même ressenti, mais pas religieux, que vous partez en croisade contre Mars. Vous voudriez démontrer scientifiquement que la mission est vaine, et même qu’elle touche à la folie. Vous menez le combat de vos valeurs contre celles des autres, et ne vous intéressez à la science que dans la mesure où elle peut servir d’arguments pour gagner des points dans le but de persuader « les ignorants » sur leur propre terrain. Ces techniques plus ou moins conscientes sont celles de croyants qui détestent la science mais s’en prévalent, sans craindre les contradictions, comme le fait par exemple « l’Église de la science chrétienne » : son grand rêve est d’être un jour la « nouvelle et seule science » qui rendra inutile la nôtre actuelle, une totale « erreur ». Je pourrais citer aussi les écolos intégristes…

    Croire à la science et à l’avenir où elle nous mène n’empêche pas de croire, sans y recourir, dans des mondes indémontrables qui englobent ciel et terre. Nombre de scientifiques croient là où ils ne savent rien, pas dans leur laboratoire évidemment, mais quand ils méditent. Ces deux côtés de leur personne peuvent vivre sans combat intérieur. Tentez la paix en vous.

    1. Le but ultime de l’humanité est de propager la vie consciente, sur Mars d’abord, dans tout le système solaire ensuite et finalement au-delà… J’écris une série de 4 romans de SF dure : en copyright , SOLARIA, PROXIMA, GALAXIA, UNIVERSA …

      1. Les êtres humains ont pour mission de protéger la vie sur Terre, notamment pour leurs propre survies à court et moyen terme et à explorer pour s’établir dans l’espace pour leurs survies à long terme, emportant un bout de Terre avec eux.

        Dans mon premier roman, il y a un fort établissement martien dirigé par Elon Musk en 2058 (“Solaria”, 3eme chapitre : “L’automne rouge”)

  5. Vous parlez de trois ergols : méthane, oxygène et azote. Pourriez-vous, s’il-vous-plaît, nous expliquer l’usage du troisième ? Est-ce uniquement celui d’assurer une pression résiduelle dans les réservoirs des deux autres au fur et à mesure qu’ils se vident ?
    Je vous en remercie.

    1. Vous avez raison Monsieur de Reyff de poser la question. En effet un gaz inerte, évidemment le plus souvent l’azote, est utilisé pour maintenir la pression dans les réservoirs du carburant et du comburant au fur et à mesure que ces deux ergols sont consommés. Ils passent de leur réservoir à la chambre de combustion. Mais on peut dire aussi que le gaz inerte les pousse vers la chambre de combustion où ils sont admis par un système de vannes, évidemment réglables selon le débit (la poussée) que l’on souhaite donner.

    2. Vous avez raison Monsieur De Reyff, on ne devrait pas parler d’ergol pour l’azote qui, évidemment, ne contribue pas à fournir de l’énergie de propulsion étant un gaz inerte (ergol: “Substance employée seule (monergol) ou comme composant d’un mélange (propergol), pour fournir de l’énergie”).

  6. L’homme essaye encore de dépasser la nature. J’ai comme un pressentiment que cette course aux étoiles va coûter quelques vies tout prochainement …..
    en attendant je me réjouis de voir tout ça à la TV En direct….

    1. Et oui, la conquête spatiale va coûter quelques vies mais personnellement je préférerais mourir dans une fusée que sur un canapé devant une télévision.

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