Critères de réussite d'Elon Musk pour le vol d'essai de Starship : "Ne faites pas exploser la rampe de lancement"

Jul 17, 2023

Elon Musk, fondateur et PDG de SpaceX, a fait de son mieux pour fixer de faibles attentes avant le premier vol d'essai du propulseur gargantuesque Super Heavy et de la fusée Starship cette semaine.

"Je considérerais tout ce qui n'entraîne pas la destruction du support de lancement lui-même … comme une victoire", a déclaré Musk dimanche soir lors d'une réunion Twitter Spaces avec ses abonnés.

La première tentative de SpaceX pour lancer le premier vol d'essai à grande échelle de la fusée Starship du Texas a été interrompue le 17 avril par une vanne gelée dans le système de pressurisation du premier étage du lanceur.

L'équipe de lancement de SpaceX a entièrement chargé environ 10 millions de livres de propulseur de méthane et d'oxygène liquide dans la fusée de près de 400 pieds de haut (120 mètres) lundi. Mais après l'apparition du problème de valve, la tentative de lancement est devenue une autre répétition générale du compte à rebours. Le compte à rebours s'est poursuivi jusqu'à T-40 secondes, lorsque SpaceX a arrêté l'horloge et a commencé les procédures pour vider les volumineux réservoirs de propulseur de la fusée.

Les techniciens de SpaceX ont passé les deux derniers jours à travailler autour du bas du booster Super Heavy, en utilisant des ascenseurs mobiles et des flèches pour atteindre différentes parties de la fusée de près de 30 pieds de diamètre (9 mètres de large). Les équipes au sol ont également installé des échafaudages pour accéder aux 33 moteurs Raptor de la fusée au bas du propulseur Super Heavy.

En préparation du prochain compte à rebours, plus de 100 camions-citernes devaient livrer de l'azote liquide frais, de l'oxygène liquide et du méthane au site de lancement de SpaceX, appelé Starbase. L'azote est utilisé pour refroidir les propulseurs à des températures super froides avant qu'ils ne soient pompés dans la fusée.

Les 33 moteurs du propulseur Super Heavy généreront plus de 16 millions de livres de poussée à plein régime, faisant du véhicule Super Heavy et Starship la fusée la plus puissante de l'histoire, avec environ deux fois la poussée de la fusée lunaire Saturn 5 de la NASA du programme Apollo et le fusée lunaire Space Launch System plus récente pour le programme Artemis.

Selon Musk, il y a de fortes chances que quelque chose se passe mal avant que le vol d'essai n'atteigne sa durée totale de 90 minutes.

"Je suppose que je voudrais juste fixer des attentes basses", a déclaré Musk dimanche. "Si nous nous éloignons suffisamment de la rampe de lancement avant que quelque chose ne tourne mal, je considérerais que c'est un succès. Il suffit de ne pas faire exploser la rampe de lancement."

Le Super Heavy dépassera également la poussée du lanceur N1 de l'Union soviétique, qui avait 30 moteurs avec 10 millions de livres de poussée. Le N1, cependant, n'a jamais atteint l'espace lors de l'un de ses quatre vols d'essai entre 1969 et 1972.

"Il convient de garder à l'esprit que la fusée russe N1, qui est la comparaison la plus proche de Starship, a connu une série d'échecs et n'a jamais atteint l'orbite", a déclaré Musk. "Et c'était à l'époque où l'Union soviétique était au maximum de sa capacité de fusée avec l'équipe "A", avec un maximum de bâton, un maximum de carotte, ce qui signifie que vous serez le héros de l'Union soviétique si vous réussissez, ou au Goulag si vous ne le faites pas. . Donc motivation maximale, l'équipe A-plus, et ils ont quand même échoué. Cela vaut la peine de garder cela en perspective."

Le gigantesque lanceur en acier inoxydable de SpaceX surplombe les zones humides côtières et les broussailles du sud du Texas, à quelques kilomètres au nord de la frontière mexicaine. Le propulseur Super Heavy a des ailettes et des bouchains en grille, ou de petites protubérances aérodynamiques, pour aider la fusée lors de la descente vers la Terre pour la récupération et la réutilisation.

Un atterrissage contrôlé de l'eau du propulseur Super Heavy dans le golfe du Mexique est un objectif pour le prochain vol d'essai, maintenant prêt à décoller pendant une fenêtre de lancement de 62 minutes s'ouvrant à 8 h 28 HAC (9 h 28 HAE; 1328 UTC) jeudi.

Au-dessus de Super Heavy se trouve le véhicule Starship lui-même, avec des ailettes articulées et des tuiles de protection thermique pour protéger la structure métallique de la fusée des températures torrides de la rentrée dans l'atmosphère.

Pour le premier vol d'essai intégré de cette nouvelle fusée, le Starship n'est qu'un prototype sans aucune charge utile opérationnelle à déployer dans l'espace. En fait, même si tout se passe comme prévu, le vaisseau n'atteindra pas la vitesse orbitale et rentrera à la place et impactera l'océan Pacifique au nord d'Hawaï après près d'un tour complet autour de la Terre.

SpaceX veut à terme récupérer et réutiliser les deux étages de la fusée Starship. La société a l'ambition d'effectuer à terme des lancements quotidiens de cette fusée géante, avec des installations de lancement au Texas et en Floride, opérationnelles ou en construction.

Les satellites commerciaux, tels que ceux du propre réseau Internet Starlink de SpaceX, pourraient être parmi les premières charges utiles à voler sur Starship. La NASA a également un contrat avec SpaceX pour développer un dérivé de la fusée Starship en tant qu'atterrisseur humain pour le programme lunaire Artemis. Cela obligera SpaceX à tester une technologie nouvelle et non éprouvée pour le ravitaillement en orbite.

SpaceX affirme que la première tentative de lancement d'un vaisseau spatial dans l'espace est avant tout un exercice d'apprentissage. SpaceX en est aux dernières étapes de l'assemblage de nouveaux boosters Super Heavy et de Starships au Texas pour d'autres lancements d'essai dans les mois à venir, en supposant que la rampe de lancement Starbase n'est pas endommagée de manière significative lors du vol d'essai de cette semaine.

"Cela peut nous prendre quelques coups de pied ici avant d'atteindre l'orbite, puis au-delà de l'atteinte de l'orbite, nous devons ramener le booster et atterrir", a déclaré Musk. "Nous devons ramener le vaisseau et atterrir. Et pour que la réutilisation soit rapide, il faut qu'il atterrisse là où il a décollé car transporter cette bête gigantesque est extrêmement difficile."

Musk a déclaré qu'il pensait que SpaceX pouvait récupérer et réutiliser rapidement les fusées Super Heavy et Starship en deux ou trois ans. La société souhaite éventuellement retirer la famille de fusées Falcon et les engins spatiaux Dragon au profit de Super Heavy et Starship, bien que Falcon et Dragon devraient rester en service pour lancer des équipes et transporter la station spatiale jusqu'à la fin des années 2020.

"C'est vraiment le genre de première étape d'un très long voyage qui nécessitera de très nombreux vols", a déclaré Musk lundi. "Pour ceux qui ont suivi l'histoire du Falcon 9, et du Falcon 1 en fait, et nos tentatives de réutilisation, je pense qu'il a fallu près de 20 tentatives avant que nous récupérions réellement un étage. Et puis il a fallu beaucoup plus de vols avant que nous ayons une réutilisation significative, où nous n'avons pas eu à reconstruire toute la fusée."

Après avoir dégagé sa tour de rampe de lancement de près de 500 pieds de haut, Super Heavy et Starship se dirigeront sur une trajectoire à l'est de Starbase au-dessus du golfe du Mexique. La fusée dépassera la vitesse du son et la pression aérodynamique maximale en moins d'une minute, lorsque Starship subira les charges structurelles les plus dures de son ascension dans l'espace.

Musk a déclaré que SpaceX avait modernisé le premier booster Super Heavy prêt pour le vol, appelé Booster 7, avec un blindage pour protéger ses moteurs des pannes des moteurs à proximité.

"C'est très important parce que si vous avez 33 moteurs et si l'un d'eux tourne mal, c'est comme avoir une boîte de grenades, de très grosses grenades", a déclaré Musk.

"Il s'agit à la fois d'un bouclier anti-explosion et d'un bouclier thermique à la base du Booster 7, car nous avons réalisé que le blindage initial que nous avions était tout simplement trop faible", a déclaré Musk. "Nous avons démonté le Booster 7 et l'avons remonté tant de fois, c'est une fusée artisanale… Nous voulons donc juste qu'il décolle et passe au Booster 9 (le prochain booster Super Heavy digne de voler)."

Les 33 moteurs du booster Super Heavy s'éteindront près de trois minutes après le début du vol, permettant à l'étage d'appoint de s'éloigner de l'étage supérieur du Starship. Ensuite, les moteurs Raptor du véhicule Starship s'allumeront, tirant pour la première fois dans le vide de l'espace sans air pour commencer une combustion planifiée de six minutes et demie pour accélérer à une vitesse proche de la vitesse orbitale.

L'orbite du vaisseau devrait être elliptique ou de forme allongée, avec un point haut, ou apogée, à près de 150 miles (250 kilomètres) au-dessus de la Terre et un point bas, ou périgée, à une altitude à l'intérieur de l'atmosphère terrestre.

Après s'être séparé du véhicule Starship environ trois minutes après le décollage, le booster Super Heavy rallumera certains de ses 33 moteurs pour annuler sa vitesse en aval pour une combustion "boost-back". Tombant vers le golfe du Mexique, la fusée sera programmée pour rallumer un sous-ensemble de ses moteurs juste avant d'atteindre la mer pour ralentir pour un éclaboussure contrôlée.

La trajectoire #Starship de demain. Les nombres à côté des positions sont des minutes après le lancement.

Aucune visibilité après le lancement (les passages au-dessus de la terre se font soit à la lumière du jour, soit à l'ombre de la terre). Mais la boule de feu de rentrée sera visible depuis Hawaï. pic.twitter.com/EyeJEhvVuD

– Dr Marco Langbroek (@Marco_Langbroek) 16 avril 2023

Les deux étages du véhicule Starship utilisent un système de pressurisation autogène dans lequel l'oxygène et le méthane chauffés sont renvoyés dans les réservoirs de propulseur à l'état gazeux pour fournir une pression, garantissant que l'oxydant liquide et le carburant s'écoulent en douceur dans les moteurs Raptor. Musk a déclaré dimanche soir que l'un des défis de la conception du Starship était de s'assurer que les gaz de pressurisation ne refroidissaient pas suffisamment pour se liquéfier dans les réservoirs.

Le véhicule Starship fera le tour du monde, survolant le détroit de Floride, l'océan Atlantique, l'Afrique, l'océan Indien, l'Indonésie et le Pacifique avant une rentrée torride dans l'atmosphère au nord d'Hawaï. SpaceX espère recueillir des données lors de la rentrée du vaisseau, mais le véhicule Starship n'effectuera aucune manœuvre d'atterrissage propulsif, et ne sera donc pas récupéré intact.

Les deux étages du lanceur Starship sont conçus pour être entièrement réutilisables, un pas en avant par rapport aux fusées Falcon 9 et Falcon Heavy partiellement réutilisables de SpaceX, qui nécessitent de nouveaux étages supérieurs à chaque vol.

Le concept de SpaceX pour récupérer le booster Super Heavy consiste à l'attraper avec des bras articulés "baguettes" sur la tour de lancement. Le Starship utilisera également ses moteurs pour retourner dans l'atmosphère et atterrir sur Terre, ou atteindre les surfaces d'autres corps planétaires comme la lune ou Mars. Le premier vol d'essai orbital de Starship, cependant, n'inclura aucune tentative de récupération et de réutilisation.

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