En termes simples, le but de tout booster réutilisable est de réduire le coût de mise en place d'une charge utile dans l'espace. La comparaison est souvent faite avec l'aviation commerciale: si vous deviez jeter l'avion de ligne après chaque vol, personne ne pouvait se permettre les billets. Le fait que l'avion puisse être ravitaillé et piloté encore et encore permet aux opérateurs d'amortir son coût initial élevé.

En théorie, il devrait en être de même pour les fusées orbitales. Avec une expérience de vol suffisante, vous pouvez déterminer quelles pièces du véhicule devront être remplacées ou réparées, et à quelle fréquence. En supposant que le carburant est suffisamment bon marché et que le coût de la rénovation ne dépasse pas celui de la construction d'un nouveau, le surpresseur finira par payer pour lui-même. Vous avez juste besoin d'un flux constant de clients payants, ce qui n'est guère un défi étant donné à quel point nous dépendons de notre infrastructure spatiale.

Mais il y a un hic. Pour que l'analogie de l'avion de ligne fonctionne vraiment, les inspections et les réparations nécessaires à la fusée entre les missions doivent être effectuées le plus rapidement possible. Les économies réalisées grâce à la réutilisation ne sont pas aussi intéressantes si vous ne pouvez voler que quelques fois par an. La clé pour rendre l'espace vraiment accessible n'est pas simplement de construire une fusée réutilisable, mais d'atteindre rapide réutilisabilité.

C'est précisément là que SpaceX se trouve actuellement. Au fil des ans, ils ont maîtrisé l'atterrissage du premier étage du Falcon 9, et ils ont même prouvé que les boosters récupérés peuvent être réutilisés en toute sécurité pour des vols supplémentaires. Mais le processus de rénovation est encore assez long. Alors que leur dernier lancement a officiellement battu le record du reflux le plus rapide d'un véhicule spatial qui avait été précédemment établi par la navette spatiale Atlantis, il y a encore beaucoup de travail à faire si SpaceX veut un jour faire voler ses fusées comme des avions.

Le camion spatial qui n’était pas

Lors de son développement, la NASA envisageait la navette spatiale comme une sorte de «camion spatial» qui pouvait effectuer des missions hebdomadaires en orbite terrestre basse. Les scientifiques et les ingénieurs n'auraient pas besoin d'attendre des années avant d'avoir l'opportunité de faire voler leurs charges utiles, il suffit de les attacher à l'arrière du prochain vol régulier de la navette. La soute caverneuse garantissait qu'il y aurait toujours beaucoup de place pour quiconque voulait venir faire le tour. La NASA espérait ignorer complètement l'analogie des avions de ligne et comparait leur vaisseau spatial réutilisable à la navigation sur route.

Préparation du vol telle qu'imaginée par les premiers concepts artistiques de Shuttle.

Mais bien sûr, cela ne s'est jamais produit. La navette spatiale était un véhicule extrêmement complexe, sans doute la machine la plus complexe que l'humanité ait jamais produite; et il a été dit que même à la fin du programme de 30 ans, les ingénieurs apprenaient encore quelque chose de nouveau à ce sujet après chaque vol. Avec autant de composants dans le système, il était difficile de prédire le type de réparation dont chaque orbiteur aurait besoin à son retour sur Terre, rendant le processus de rénovation entre les vols beaucoup plus coûteux et long que la NASA ne l'avait prévu.

En fin de compte, il fallait généralement des mois pour préparer chaque navette pour sa prochaine mission. On s'attendait à ce que le temps entre les vols soit réduit au fur et à mesure que les équipes au sol gagnaient de l'expérience sur le véhicule, mais en réalité, c'était le contraire. Le virage le plus rapide entre deux vols du même orbiteur a eu lieu en 1985, entre les premier et deuxième vols du nouveau Atlantis, avec 54 jours écoulés entre les missions STS-51-J et STS-61-B.

Au fur et à mesure que le programme avançait, et surtout après la perte tragique de Challenger en 1986, la culture changeante de la sécurité à la NASA a exigé des inspections de plus en plus rigoureuses sur le seul vaisseau spatial du pays. Les défauts inhérents à l'orbiteur ailé étaient en partie à blâmer, car les chances de survie de l'équipage dans un certain nombre de modes de défaillance étaient au mieux considérées comme peu probables. L’échec n’était vraiment pas une option avec certains des systèmes de la navette; soit ils fonctionnaient parfaitement, soit sept astronautes mourraient presque certainement. Alors ils ont pris leur temps.

Retour aux sources

En dépit d'être l'une des fusées les plus modernes au monde, la Falcon 9 est d'une conception très simple par rapport à la navette spatiale. Il n'y a pas d'orbiteur ailé, pas de propulseurs à propergol solide. Bien qu'il ait neuf moteurs sur la première étape, ils sont beaucoup plus petits et moins complexes que les trois moteurs RS-25 colossaux utilisés sur la navette. Le Falcon 9, à l'exception du matériel ajouté pour faciliter ses atterrissages propulsifs, pourrait être considéré comme un retour aux conceptions de fusées «classiques» de l'ère spatiale mais avec l'avantage des techniques de construction modernes.

Pourtant, le voyage suborbital d'environ neuf minutes dans l'espace et retour que la première étape du Falcon 9 fait n'est pas une croisière de plaisir. Même avec un booster aussi simple, il faut beaucoup de travail pour s’assurer qu’il est prêt pour un autre vol. Bien que SpaceX ait été inhabituellement discret sur les sommes et les efforts consacrés au retour en vol d'un premier étage précédemment lancé, nous savons qu'en moyenne, il leur faut des mois pour terminer le travail.

Un Falcon 9 récupéré en préparation pour son prochain vol.

Cela étant dit, le rythme s'accélère certainement. Il a fallu un peu moins d'un an pour examiner, remettre à neuf et valider le premier propulseur réutilisé en 2017. En comparaison, le Falcon 9 qui a récemment lancé le satellite sud-coréen ANASIS-II en orbite était la même fusée qui a renvoyé les États-Unis. vol spatial habité seulement 51 jours avant. Après avoir détenu le record pendant 35 ans, la navette spatiale a officiellement perdu le titre de véhicule spatial le plus rapidement réutilisable de l'histoire.

Objectifs nobles

Le Falcon 9 a peut-être battu la navette spatiale à son propre jeu, mais SpaceX doit encore considérablement accélérer le rythme s'il veut un jour atteindre l'objectif déclaré d'Elon Musk pour 2019 de relancer un propulseur de première étape dans les 24 heures suivant l'atterrissage.

Nous avons l'intention de démontrer deux lancements orbitaux du même véhicule Falcon 9 dans les 24 heures au plus tard l'année prochaine. Ce sera, je pense, vraiment remarquable de lancer la même fusée de classe orbite deux fois en une journée.

Nous sommes maintenant à la moitié de 2020 et SpaceX est encore loin de ce type de cadence de lancement. Le prochain lancement manifesté d'un Falcon 9 réutilisé pourrait en fait battre le record de 51 jours qu'ils viennent d'établir, mais seulement de quelques jours. Tout comme la NASA a sous-estimé la difficulté de voler des missions hebdomadaires de la navette spatiale, il est tout à fait possible, voire probable, que SpaceX n'atteigne jamais son objectif de lancer deux fois en 24 heures. On pourrait même faire valoir qu’il n’existe pas une demande suffisante de l’industrie pour des vols quotidiens en orbite terrestre basse.

Le premier Falcon 9 a récupéré en 2015.

Mais cela ne veut pas dire qu’il n’y a plus de place pour l’amélioration. Quelques semaines à peine après le premier atterrissage réussi d'un Falcon 9 en 2015, SpaceX a procédé à un examen approfondi du propulseur volé, l'a renvoyé sur la rampe de lancement et a allumé les neuf moteurs pour tester leurs performances.

Il n'y a eu aucune tentative de lancer réellement le booster, mais ce n'était jamais le but. Avant d'épingler l'avenir de l'entreprise sur le concept de réutilisabilité, ils ont voulu répondre à une question simple: était-il réellement possible de faire le plein et de rallumer une fusée qui venait de rentrer d'une charge utile en orbite.

De toute évidence, ils étaient satisfaits des résultats de ce test. C'était une étape importante pour prouver que le Falcon 9 pouvait être réutilisé en toute sécurité et jeter les bases du processus d'examen et de rénovation après l'atterrissage que SpaceX est toujours en train de peaufiner. Le défi consiste maintenant à rationaliser le processus afin qu'ils puissent obtenir le délai d'exécution aussi bas qu'il l'était lors de la première tentative. Cela signifierait une fois de plus réussir là où la NASA a échoué, mais SpaceX semble y arriver assez bien ces jours-ci.

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