Une mission avec équipage vers la Station spatiale internationale qui devait partir du Centre spatial Kennedy à Halloween a été repoussée d’au moins plusieurs semaines alors que la NASA et SpaceX enquêtent sur un problème avec le moteur de fusée Merlin de la société. Mais le problème en question n’a pas été découvert sur le propulseur qui devrait transporter les quatre nouveaux membres d’équipage jusqu’à l’avant-poste en orbite. Cette histoire commence le 2 octobre, lorsque l’ordinateur à bord d’un Falcon 9 prêt à transporter un satellite GPS III de nouvelle génération en orbite pour l’US Space Force a arrêté les moteurs à seulement deux secondes avant le décollage.

Le fait que SpaceX et la NASA aient décidé de repousser le lancement d’un autre Falcon 9 est une indication claire que le problème ne se limite pas à un seul booster spécifique, et doit être un problème avec la conception ou la construction du moteur Merlin lui-même. . Alors que les deux entités ont été relativement discrètes sur la situation actuelle, un Tweet du PDG Elon Musk publié quelques heures seulement après l’arrêt du GPS III a laissé entendre que le problème était lié au générateur de gaz du moteur:

Comme nous l’avons vu précédemment, le Merlin est ce qu’on appelle un moteur de fusée à «cycle ouvert». Dans cette conception classique, qui remonte au V-2 allemand de la Seconde Guerre mondiale, l’échappement de ce qui est essentiellement un moteur de fusée plus petit et moins efficace est utilisé pour faire tourner une turbine et générer la puissance nécessaire pour pomper les propulseurs dans la chambre de combustion principale. Une pression plus élevée que prévu dans le générateur de gaz pourrait entraîner une panne catastrophique de la turbine qu’il entraîne, il n’est donc pas surprenant que les systèmes embarqués du Falcon 9 aient déterminé qu’un abandon était en ordre.

La mise à la terre d’une flotte entière de roquettes parce qu’une faute potentiellement grave a été découverte dans l’une d’entre elles est une précaution rationnelle, et cela a été fait à plusieurs reprises auparavant. Les ingénieurs ont besoin de temps pour enquêter sur le problème et déterminer si des modifications doivent être apportées aux autres véhicules avant de pouvoir reprendre le vol en toute sécurité. Mais c’est là que les choses deviennent intéressantes dans ce cas.

SpaceX n’a ​​pas mis au sol toute sa flotte de fusées Falcon 9. En fait, la compagnie en a piloté plusieurs depuis l’arrêt du lancement du 2 octobre. Alors pourquoi seuls certains de ces boosters sont-ils coincés dans leurs cintres, alors que d’autres continuent à effectuer leurs missions prévues?

Boosters pré-volés certifiés

Depuis 2018, un nombre croissant de missions SpaceX ont utilisé des boosters précédemment pilotés. C’est grâce à l’introduction de la dernière et dernière révision de la fusée connue sous le nom de Block 5. Après avoir acquis une expérience de vol précieuse avec les versions précédentes du booster, les ingénieurs de SpaceX ont pu identifier les composants les plus fortement endommagés pendant le vol. , rentrer dans l’atmosphère terrestre et atterrir.

Falcon 9 Bloc 5

Avec ces points faibles abordés dans le bloc 5, SpaceX pense que le Falcon 9 devrait être capable de voler au moins 10 missions avec seulement une rénovation mineure. Avec des révisions occasionnelles, chaque fuselage pourrait potentiellement effectuer jusqu’à 100 vols, bien qu’il faudra des années, voire des décennies, avant que cette théorie puisse être mise à l’épreuve. À ce jour, aucun Falcon 9 n’a effectué plus de six vols.

Sur les 18 lancements réussis que SpaceX a réalisés jusqu’à présent en 2020, tous sauf deux ont été sur des boosters Block 5 réutilisés. La plupart de ces fusées, et leurs moteurs, ont été construits à l’origine en 2018 ou 2019. Les boosters nouvellement fabriqués ne sont généralement utilisés qu’à la demande spécifique du client à ce stade, et les deux entités qui ont constamment demandé à voler sur des fusées fraîches se trouvent simplement. être la NASA et la Force spatiale.

Par conséquent, les roquettes qui devaient lancer le Crew Dragon Résistance le 31 octobre et le satellite GPS III Sacagawea le 2 octobre ont été construits à peu près à la même époque plus tôt cette année. En fait, ils ont même des numéros de série séquentiels, appelés respectivement B1061 et B1062 par SpaceX.

À la lumière de cela, il devient clair pourquoi SpaceX n’a ​​pas immobilisé l’ensemble de la flotte. Nous ne cherchons pas un problème qui affecte le Falcon 9 lui-même, mais uniquement ceux qui ont été fabriqués en 2020.

Âge par rapport à l’expérience

Comme la conception du Falcon 9 Block 5 et du moteur Merlin a été gelée depuis 2018 pour faciliter l’évaluation humaine du véhicule par la NASA, nous savons qu’aucun composant nouveau ou redessiné n’a été introduit. Mais cela ne signifie pas que SpaceX n’a ​​pas pu recevoir un mauvais lot de composants d’un fournisseur qui s’est retrouvé dans B1061 et B1062. Un tel scénario ne serait pas sans précédent.

En 2015, la mission CRS-7 s’est terminée par une perte complète du véhicule un peu plus de deux minutes après le décollage lorsqu’une bouteille d’hélium haute pression à l’intérieur du deuxième étage du Falcon 9 s’est détachée. Un examen des boulons à œil en acier inoxydable utilisés pour maintenir les bouteilles en place a révélé que, bien qu’ils aient été évalués par le fabricant pour une charge de 10 000 livres, certains échouaient à seulement 2 000 livres. Une enquête ultérieure de la NASA a déterminé que le fardeau de l’accident incombait finalement à SpaceX car ils n’ont pas réussi à vérifier de manière indépendante les affirmations des fabricants avant le vol.

CRS-7 se désintègre au-dessus de l’océan Atlantique

Bien que les tests pré-vol soient bien sûr importants, rien ne remplace la réalité. SpaceX a toujours soutenu qu’une fusée conçue pour être réutilisée sera tout aussi fiable, sinon plus, qu’une fusée conçue pour un seul vol. À chaque vol et inspection ultérieurs, la société estime que la fiabilité globale du véhicule est améliorée.

Les pièces auxiliaires qui semblent s’user sont remplacées, tandis que les systèmes de base du véhicule qui ont prouvé leur fiabilité restent en place. L’objectif déclaré de SpaceX est de mettre en œuvre un calendrier de maintenance pour ses fusées qui ne diffère pas de ce qui est utilisé avec les avions commerciaux, et éventuellement de pouvoir remettre en vol un propulseur individuel en quelques jours, voire quelques heures.

En demandant une nouvelle fusée pour leurs missions, la NASA et la Force spatiale pensent obtenir un véhicule plus fiable, mais cela semble être en contradiction avec les faits. À ce jour, les fusées Falcon 9 Block 5 neuves et réutilisées ont un taux de réussite cumulé de 100%. Il n’y a aucune preuve pour soutenir l’affirmation selon laquelle l’un est intrinsèquement plus fiable que l’autre, alors que la situation actuelle semble indiquer que l’utilisation de boosters éprouvés en vol aurait empêché de retarder le Résistance et Sacagawea missions.

Testez comme si vous voliez

Bien entendu, un retard est préférable à un échec. Quand des vies humaines sont en jeu, il vaut toujours mieux prendre le temps supplémentaire pour s’assurer que tout fonctionne parfaitement. Selon Kathy Lueders, administratrice associée de la Direction des missions d’exploration et d’exploitation humaine de la NASA, SpaceX remplace actuellement l’un des moteurs dans le Falcon 9 lié à l’ISS qui présentait un comportement de générateur de gaz similaire à l’anomalie du 2 octobre. Ils remplaceront également un moteur de la prochaine fusée sortie de la chaîne de montage, le numéro de série B1063, qui devrait actuellement lancer un satellite d’observation de la Terre conjoint NASA / ESA avant la fin de l’année.

Effort volera sur un booster réutilisé en mars 2021

Ce qui soulève un point intéressant. L’utilisation d’un booster standardisé pour toutes les charges utiles, qu’il s’agisse de fret pour la Station spatiale, de satellites de communication ou d’occupants humains, offre plus de possibilités de détecter les failles potentielles que la NASA n’a jamais eue à l’époque de la navette spatiale.

Si la mission avec équipage n’était pas prévue pour voler sur une fusée qui était pratiquement identique à celle transportant le Sacagawea Satellite GPS III, le problème du générateur de gaz n’a peut-être pas été détecté à temps. Alors que le Crew Dragon est prêt et capable de mettre ses occupants humains en sécurité en cas de panne de la fusée d’appoint, ce n’est pas une éventualité que quiconque est particulièrement désireux d’utiliser.

Entre les examens après vol et le maintien de la même configuration de véhicule quelle que soit la charge utile, le Falcon 9 s’efforce rapidement de devenir l’un des boosters orbitaux les plus fiables de l’histoire. C’est probablement pourquoi la NASA a décidé d’autoriser les vols d’équipage sur des boosters Falcon 9 éprouvés en vol l’année prochaine. L’accord précise que l’agence autorisera uniquement les astronautes à voler légèrement utilisé des fusées, mais au moins c’est un début.

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