C'est en 2002 qu'Elon Musk crée la société SpaceX.
La première fusée est lancée en 2006. Il s'agit de Falcon 1. Comparé, par exemple, aux lanceurs Titan, Proton et Ariane 5 utilisés à cette époque, c'est un petit lanceur comportant 2 étages, haut de 21,3 mètres et d'une masse de 27,2 tonnes (au décollage). Le premier étage est propulsé par un moteur Merlin 1A (34 tonnes de poussée), développé par SpaceX. Il en est de même du moteur du second étage mais qui est dérivé du moteur du LM Apollo. Ces 2 étages utilisent des ergols classiques : comme carburant (réducteur) du kérosène RP1 et comme comburant (oxydant) de l'oxygène liquide LOX.
Le principal objectif d'Elon Musk en créant SpaceX est de réduire le prix d'accès à l'espace. Cet objectif se manifeste dès les premiers tirs du lanceur : le premier étage est récupéré après son vol suspendu à des parachutes lors du deuxième lancement, le premier ayant échoué.
Pour le troisième tir, un nouveau moteur est testé, le Merlin 1B. Il est plus puissant que son prédécesseur et devrait équiper un nouveau lanceur, Falcon 5. Le premier étage de Falcon 5 devait être équipé de 5 moteurs Merlin 1B, de 40 tonnes de poussée chaque. Le second étage est lui aussi équipé d'un moteur Merlin. Haut de 47 mètres et d'une masse de 155 tonnes, ce lanceur est prévu pour des vols habités. Comme pour Falcon 1, le premier étage est récupérable. Cependant ce nouveau moteur conserve une tuyère en matériau composite ablatif lourd et assez peu performant : cet élément conduit à l'abandon du Merlin 1B et à celui du lanceur Falcon 5.
Un nouveau moteur dont le refroidissement de la chambre à combustion et de la tuyère est obtenu par la circulation (extérieure) du kérosène. C'est ce nouveau moteur, le Merlin 1C qui va équiper le nouveau lanceur le Falcon 9. Ce lanceur, développé en plusieurs versions, possède un premier étage composé de 9 moteurs Merlin 1C. Le second étage est équipé d'un seul moteur Merlin 1C mais et équipé d'une tuyère extensible dans le vide afin d'optimiser son fonctionnement après séparation du premier étage.
Si le moteur Merlin va poursuivre son évolution (version 1D, 1D+, 1D++) et par suite du lanceur, le pas de géant en astronautique effectué par SpaceX avec Falcon 9 est, pour la première fois dans l'histoire de l'astronautique, la récupération du premier étage par atterrissage vertical sur une base terrestre ou en mer sur une barge.
La première récupération sur une base terrestre a eu lieu le 21 décembre 2015
https://www.youtube.com/watch?v=5_8_2UnwL2A
et la première récupération sur une barge s'est déroulée le 9 avril 2016 8:20pm UTC.
https://youtu.be/7pUAydjne5M
Le lanceur avait pour mission de ravitailler l'ISS au moyen du cargo Dragon. Après la séparation entre le premier et second étage, une manoeuvre de retournement a permis au premier étage d'atterrir sur une barge.
Mais Elon Musk n'est pas homme a s'arrêter même après un exploit historique. En 2018, il lance la plus puissante fusée au monde (à cette date), la Falcon Heavy construite autour d'une Falcon 9 à laquelle sont adjoints 2 boosters, qui sont chacun identiques au premier étage. D'une hauteur de 70 mètres, d'une largeur de 12.2 mètres et d'une masse de 1420,788 tonnes, la puissance disponible est fournie par 18 moteurs Merlin 1C (boosters) et de 9 moteurs Merlins 1D+ (premier étage) (et un moteur Merlin 1C adapté au vide pour le deuxième étage). Cette puissance permet à ce lanceur de mettre 64 tonnes de charges utiles en orbite basse et 26,8 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.
Le 11 avril 2019 cette fusée va mettre en orbite le satellite Arabsat-6A, les 2 boosters vont effectuer un atterrissage près du site de lancement du Kennedy Space Center tandis que le premier étage va atterrir sur une barge.
https://chronicletechno.com/fr/11247-the-falcon-heavy-rocket-launched-the-arabsat-6a-satellite-into-orbit-this-is-her-first-commercial-la/
Je n'ai pas trouvé de données précises permettant d'évaluer l'économie réalisée par la l'utilisation plusieurs fois (au moins 10 fois) du premier étage. Mais elle doit-être substantielle peut-être divisée par 3.
La prochaine étape, retour sur la Lune, puis Mars et au delà avec le Starship dont le premier tir en mars 2023 a été un demi succès.
Et la France (et l'Europe)? La réutilisation des lanceurs est un sujet d'étude au CNES depuis les années 1980. Airbus a, dès 2010, travaillé sur un programme de réutilisation partielle du premier étage d'un lanceur. Mais ce n'est qu'en 2015 que le CNES et ArianeGroup ont initié le développement d'un nouveau moteur, appelé Prometheus, à oxygène et méthane liquides, qui n'est pas sans rappeler les moteurs Merlin de SpaceX. Lors du Salon du Bourget de 2017, la France (CNES), l'Allemagne (DRL) et le Japon (JAXA) signent un partenariat pour développer un démonstrateur de lanceur réutilisable, de petite taille. De plus un autre projet, Thémis, porté par le CNES et ArianeGroup, a pour but de développer un démonstrateur d'un premier étage réutilisable de lanceur à l'échelle 1 propulsé par le moteur Prometheus.
Ces 2 projets montrent combien nous avons de retard par rapport à SpaceX. De plus les retards accumulés pour le lancement d'Ariane 6 et l'arrêt d'Ariane 5 laisse la France (et l'Europe) sans lanceur lourd jusqu'en 2024 : de quoi détourner des clients vers d'autres cieux. Et ce n'est pas le lanceur Vega C, dont la fiabilité n'est pas la qualité première, qui va faire oublier nos lacunes (il faut faire remarquer que contrairement à SpaceX, il est difficilement gérable et très coûteux d'accorder une foule de partenaires ... pour des raisons essentiellement politique). Quant au Space Rider, un laboratoire automatique mis en orbite basse par Vega C, qui après 2 mois d'expérience devrait atterrir comme un avion et pouvoir être réutilisé, est une faible consolation!
Paramicalement
jmperrin
Mer Aoû 23 2023, 23:40
Tout est une question de point de vue 