Décollage du lanceur Falcon 9 réutilisé avec à son bord le satellite de télécommunication SES-10. © SpaceX

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Avec son Falcon 9, SpaceX ouvre un nouveau chapitre de l'histoire des lanceurs

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Par Rémy Decourt, Futura

Seulement trois ans après sa première mission commerciale, le lanceur Falcon 9 entre de nouveau dans l'histoire. Il est aujourd'hui le premier lanceur partiellement réutilisable. Contrairement aux autres lanceurs en service, le Falcon 9 est capable de réutiliser son étage principal. Un succès technologique qui pourrait préfigurer une rupture dans la façon d'accéder à l'espace.

  • L'étage principal utilisé pour ce lancement avait déjà volé il y a un an, en avril 2016. C'est la première fois depuis les navettes spatiales de la Nasa et les drones militaires X37B qu'un engin spatial retourne une seconde fois dans l'espace.
  • Il ne s'agissait pas d'un test mais d'un tir réel avec un satellite à bord.
  • L'étage est redescendu se poser sur une barge flottante, comme cela avait déjà été fait par SpaceX.

Cette nuit, SpaceX a lancé un lanceur partiellement utilisé et mis sur une orbite de transfert géostationnaire le satellite SES-10. Après son utilisation, l'étage recyclé a de nouveau été récupéré ! Il s'est posé sur la barge baptisée Of Course I Still Love You (« Évidemment je t'aime encore »), située à 650 kilomètres au large de la Floride. SpaceX n'exclut pas de l'utiliser une troisième fois. Une idée qui n'a rien de surprenant. En 2015, Elon Musk avait estimé que son étage pouvait revoler de dix à vingt fois et qu'il était conçu pour le faire théoriquement une centaine de fois !

Dans des propos rapportés par La Tribune, le fondateur et patron de SpaceX, Elon Musk, s'est immédiatement félicité de ce succès. « C'est un jour incroyable pour l'espace et l'industrie spatiale. On peut faire voler et revoler le premier étage d'un lanceur, qui est la partie la plus chère, et cela finira par aboutir à une énorme révolution du vol spatial, a-t-il assuré. Ce sera au bout du compte une énorme révolution pour les voyages dans l'espace. Il a fallu 15 ans pour en arriver là. » Du côté de SES, le client, l'enthousiasme est identique. « Le lancement réussi de SES-10 dans le cadre de la toute première mission de SpaceX à bord d'une fusée éprouvée ouvre une nouvelle ère pour les vols spatiaux. Nous sommes fiers de nous être associés à SpaceX pour cette aventure novatrice avec des fusées réutilisables qui rendront l'accès à l'espace plus efficace en termes de coûts et de gestion du manifeste », a déclaré Martin Halliwell, Chief Technology Officer chez SES.

La vidéo complète, en anglais, diffusée par SpaceX. La séquence du lancement commence vers 18 mn 50. Durant la descente de l'étage principal, le système vidéo est tombé en panne. Il n'y a donc pas d'images de l'atterrissage. © SpaceX, YouTube

Cela dit, reste à savoir si le réutilisable est la solution pour limiter le coût d'accès à l'espace. Rien n'est moins sûr. La société d'Elon Musk doit encore démontrer au marché que le modèle économique des lanceurs réutilisables est viable avec des prix qui restent attractifs. Le pari d'Elon Musk n'est donc pas encore tout à fait gagné car la concurrence estime que les prix de commercialisation du Falcon 9 sont en dessous du coût moyen de fabrication du lanceur. Pour équilibrer ses comptes, SpaceX s'appuie sur les contrats du Département de la défense américain et de la Nasa, commercialisés au prix fort.

Si les concurrents de SpaceX ne veulent pas perdre des parts de marché, ils n'ont guère d'autre choix que de développer de nouveaux lanceurs plus compétitifs. C'est la voie choisie par Arianespace et Airbus Safran Launchers avec Ariane 6, puis Ariane Next. Annoncée pour 2020, Ariane 6, dont une version réutilisable est à l'étude, doit permettre à Arianespace de conserver sa positon de leader sur le marché du lancement des satellites ouverts à la concurrence.

Le premier lanceur Falcon 9 réutilisé de SpaceX. Il est ici vu quelques heures avant son décollage sur son pas de tir du Centre spatial Kennedy de la Nasa. © SpaceX
Pour en savoir plus

Inédit : SpaceX va lancer un Falcon 9 réutilisé ce soir

Article de Rémy Decourt publié le 30 mars 2017

Cette nuit, un Falcon 9 décollera avec un satellite de télécommunication. Ce quatrième lancement de l'année pour SpaceX sera aussi le premier de l'histoire à réutiliser un étage principal qui a déjà volé. Cette nouvelle ère du transport spatial qui s'ouvre sous nos yeux devrait rendre l'espace accessible à un plus grand nombre d'utilisateurs, avec des coûts moindres et des procédures simplifiées.

Sept ans après le premier vol du Falcon 9 avec une maquette du cargo spatial Dragon (juin 2010), SpaceX s'apprête à franchir une nouvelle étape dans le développement de son lanceur avec la première réutilisation d'un étage principal qui a déjà volé. Pour ce premier vol d'un lanceur d'occasion, SpaceX mettra un orbite non pas une maquette ou une charge utile factice mais un satellite de télécommunication SES-10.

Déjà client du premier lancement de Falcon 9 sur une orbite de transfert géostationnaire (décembre 2013), SES confie à SpaceX ce satellite important de sa flotte qui sera positionné à 67° ouest. Avec une charge utile en bande Ku composée de 55 répéteurs, SES-10 est premier satellite de cette entreprise entièrement dédié à l'Amérique latine. Il remplacera les satellites AMC-3 et AMC-4, de SES, et, depuis cette position, il fournira une capacité additionnelle pour le Mexique, l'Amérique centrale, l'Amérique du Sud et les Caraïbes.

Retour au sol, sur le site d'atterrissage LZ-1 de Cap Canaveral, d'un étage principal du Falcon 9 environ 8 minutes après son décollage (mission CRS-10 à destination de l'ISS, février 2017). © SpaceX

La réutilisation : un pari technique et financier

Malgré les 5,3 tonnes du satellite, le lanceur conservera une marge de carburant suffisante pour tenter un atterrissage sur la plateforme flottante de SpaceX, installée dans l'océan Atlantique. Une récupération de l'étage principal nécessaire pour mieux comprendre la performance de l'étage réutilisé et identifier des points de ruptures potentiels. Si le vol de ce soir réussit, d'autres lancements de Falcon 9 d'occasion sont d'ores et déjà prévus cette année.

L'étage est celui utilisé lors du lancement d’une capsule Dragon à destination de la Station spatiale internationale en avril 2016. Depuis cette date, SpaceX l'a préparé à sa réutilisation. Cette remise en état de vol s'est soldée par deux mises à feu statique. La première début février et la seconde, le 27 mars à quelques jours du lancement. Sans surprise, SpaceX n'a révélé aucun détail sur ce qui a été fait pour ce retour en vol. On sait seulement que l'opération a duré quatre mois, un délai que la société d'Elon Musk souhaite réduire progressivement à deux mois et, à terme, à seulement un jour.

Cette remise en état a été réalisée sans contraintes particulières. En plus des inévitables tests et vérifications de l'étage, notamment les propulseurs, on suppose que SpaceX a aussi changé certains composants et que les ingénieurs ont dû s'assurer que les différentes pièces vont tenir d'un point de vue thermique et mécanique. Elles ont en effet souffert lors de leur retour, en particulier les propulseurs qui se sont réallumés en supersonique.

Après la performance technologique de récupérer et relancer un étage, SpaceX doit démontrer que son choix est économiquement viable. Sur le papier, l'utilisation d'un lanceur réutilisable a de quoi séduire, d'autant plus que sa fiabilité devrait s'accroître au fil de l'expérience qui sera acquise. Naturellement, pour être économiquement viable, ce reconditionnement doit être aussi court que possible avec un minimum de composants à remplacer. En son temps, la navette spatiale de la Nasa était elle aussi réutilisable mais à peu près au coût d'un nouvel appareil...

Le satellite SES-10 construit par Airbus Defence and Space autour d'une plateforme Eurostar 3000. © Airbus DS

Une nouvelle ère du transport spatial

Pour les concurrents de SpaceX, dans le contexte actuel du marché des satellites ouvert à la concurrence et alors que 15 pays possédant une industrie spatiale se partageront plus de 90 % du marché des satellites gouvernementaux, l'équation économique sera forcément difficile à trouver. La réutilisation d'un étage est encore vue (mais pour combien de temps ?) comme la fausse bonne idée (Ariane 6 pourrait même devenir réutilisable, comme Ariane Next, son successeur à l'horizon 2030).

Elle engendre une perte de performance liée à la récupération, réduit la cadence industrielle, induit des coûts de remise en état et, statistiquement, crée des incertitudes sur la fiabilité. Quant à la difficulté à convaincre les clients d'utiliser un lanceur d'occasion, nul doute que des opérateurs de satellites bien installés et la trentaine de pays émergents et en accélération qui se dotent progressivement de satellites de communication et d'observation de la Terre, se laisseront tenter par les prix très attractifs annoncés par SpaceX.

Pour ce vol, il se dit que SpaceX a consenti à SES une remise significative. On parle de 30 % pour un lancement facturé au prix catalogue de 62 millions de dollars, bien au-delà des 10 % de remise annoncé aux futurs clients qui accepteraient d'utiliser un Falcon 9 d'occasion pour lancer leur satellite. Cette réduction sera plus forte au fur et à mesure que les opérations de remise en état de l'étage deviendront moins onéreuse pour SpaceX.


SpaceX réutilisera un étage du Falcon 9 cet automne

Article de Rémy Decourt publié le 19 juin 2016

La fin d'année sera très chargée pour SpaceX. Un vol inaugural du Falcon Heavy (la version lourde du Falcon 9) est prévu et la société américaine a confirmé que le premier retour en vol d'un étage déjà utilisé devait avoir lieu cet automne. Deux beaux challenges techniques que Futura-Sciences ne manquera pas de suivre.

Avec déjà quatre étages récupérés, SpaceX s'affaire maintenant à les commercialiser auprès de ses clients. La commercialisation devrait aboutir ces prochaines semaines si l'on en croit les propos de la société. Elle vient en effet d'annoncer que le premier retour en vol d'un étage récupéré était prévu en septembre ou en octobre.

La première récupération réussie du premier étage eut lieu en décembre 2015, lors du lancement de onze satellites de télécommunications de la constellation Orbcomm. L'étage était revenu se poser sur la terre ferme, à proximité de son site de décollage de Cap Canaveral, en Floride (États-Unis). Cet étage ne sera toutefois jamais réutilisé. Il sera installé de façon permanente devant le siège de l'entreprise, à Hawthorne, en Californie.

Quant aux trois autres étages, ils ont tous été récupérés en mer, sur la barge baptisée Of Course I Still Love You (« Évidemment je t'aime encore »), située à 650 kilomètres au large de la Floride. À terme, le but est de faire revenir l'étage jusqu'à la zone de lancement.

Retour sur la terre ferme de l'étage principal du Falcon 9 utilisé pour le lancement du satellite Thaicom 8, en mai 2016. © SpaceX

L'étage du Falcon 9 avait déjà été utilisé lors d'un lancement en avril

L'étage réutilisé sera celui récupéré lors du lancement du Falcon 9 qui, en avril, avait envoyé une capsule Dragon pour ravitailler la Station spatiale internationale (ISS). En début d'année, Elon Musk, fondateur et PDG de la société, avait annoncé un vol dès cet été. Cependant, la difficulté de la remise en état des étages et des discussions avec les assureurs l'ont contraint à revoir ses plans.

Quant au satellite qui sera lancé, s'il n'a pas encore été trouvé, Elon Musk a confirmé que plusieurs clients avaient exprimé leur intérêt pour ce premier vol. Des négociations sont en cours avec plusieurs d'entre eux, dont SES, qui est le seul à avoir déclaré publiquement vouloir lancer ainsi un de ses satellites. Client historique de SpaceX, l'opérateur luxembourgeois a été le premier à lui confier le lancement d’un satellite sur une orbite de transfert géostationnaire en décembre 2013 et dispose de contrats de lancement pour six autres satellites.

La remise en état des étages récupérés

Avant d'envisager une réutilisation d'un étage, les équipes de SpaceX ont du boulot. La remise en état des réservoirs est une suite d'étapes qui débute par le décapage et le nettoyage et se termine par la vérification et le contrôle de la structure. Avant d'autoriser le retour en vol de l'étage, les ingénieurs devront s'assurer qu'il n'existe pas d'amorce d'érosion et encore moins des fissures dans les soudures.

Quant aux moteurs Merlin, s'agissant de moteurs à turbopompe assez pointus, il sera nécessaire, avant chaque réutilisation, de le démonter et d'inspecter les parties les plus sensibles, notamment la chambre de combustion et tout le dispositif de refroidissement. L'opération devra être réalisée sur chacun des neuf moteurs qui équipent l'étage !

Le Falcon 9 de SpaceX se pose sur une barge en mer  SpaceX avait déjà réussi à ramener sur la terre ferme le premier étage de son lanceur spatial après un vol court. Le 9 avril 2016, après cinq tentatives ratées, l'entreprise américaine parvenait pour la première fois à le faire atterrir sur une barge en pleine mer, dans l'océan Atlantique. Après le lancement d'un satellite, l'engin, qui s'est beaucoup éloigné de son site de décollage, a ainsi beaucoup moins de chemin à parcourir. 

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