Starship : bientôt le premier vol orbital ?

Après plus d’un an sans vol (le dernier vol d’essai remonte à mai 2021), SpaceX serait sur le point de tenter le premier vol orbital de son Starship, probablement en septembre, ou du moins, d’ici la fin de l’année.

Le Starship, c’est désormais l’ensemble du lanceur à 2 étages de 120 m de haut, précédemment appelé Big Falcon Rocket, constitué d’un premier étage « Booster » et d’un second étage « Ship » de 50 m de haut selon les désignations d’Elon Musk lors d’une conférence de presse en février dernier.

Le Starship (crédit SpaceX)

L’ambition du fondateur a d’ailleurs été confirmée à cette occasion : faire du Starship un lanceur entièrement réutilisable. A cet effet, il est envisagé de récupérer le premier étage à l’aide de bras mécaniques en fin de retour sur Terre après seulement 2 minutes d’ascension et 4 minutes de descente vers le sol (voir l’animation ci-dessous à 2’00).

Un an de construction à Starbase

D’ailleurs une grosse partie de l’activité de Starbase, la base de production et de lancement du Starship près de Bocca Chica au Texas, s’est concentrée en ce premier semestre 2022 sur l’infrastructure de lancement : une tour qui permet l’assemblage du Ship sur le Booster, le remplissage en ergols des réservoirs et le rattrapage des 2 étages au retour sur Terre.

Starship Super Heavy
Le Starship le 10 février 2022 assemblé pour la conférence de presse d’Elon Musk avec la tour de lancement (crédit SpaceX)

Une tour similaire est également en cours de construction en Floride au pas de tir LC-39A.

Construction en cours à la base spatiale du Kennedy Space Center au 29/07/2022 (crédit Fedor Steer)

Évolution du moteur Raptor

Pendant un an, c’est en coulisses que les évolutions du Starship ont été réalisées, à commencer par l’évolution du moteur Raptor en Raptor V2.

Plusieurs moteurs Raptor V2 à Starbase en attente d’installation sur Starship/Booster (crédit Elon Musk)

Selon Elon Musk, le Raptor V2 a un design simplifié, tout en étant plus robuste et 2 fois moins cher. Il est plus puissant : 230 tonnes de poussée comparée à 185 tonnes précédemment. La simplification passe par l’introduction de soudure en lieu et place de brides de raccordement qui a permis de réduire la taille globale de la plomberie. De nombreux composants jugés inutiles ont été simplifiés ou supprimés. Toutefois SpaceX a rencontré de nombreux problèmes lors des développements, notamment en raison de la température intérieure plus élevée dans la chambre de combustion du Raptor V2 à cause de la pression accrue.

Comparaison extérieure d’un Raptor V1 d’un Raptor V2 (crédit SpaceX)

Les préparatifs au premier vol orbital

Booster 7 est le prototype actuellement en essais.

Début juillet, lors d’un essai de rotation des turbopompes (spin test), sans allumage des moteurs, une explosion avait eu lieu, faisant craindre le pire pour le booster.

Finalement après inspections, le booster est reparti sur la zone de lancement où les 9 et 11 août, il réalisait des essais statiques avec un seul de ses 33 moteurs, l’allumant pendant quelques secondes pour donner aux ingénieurs un aperçu de ses performances.

Essai statique du Starship Booster 7 (crédit Elon Musk)

Pour Starship, c’est le SN 24 (SN pour Serial Number, n° de série) qui subit actuellement le plus de tests. Un essai d’allumage statique (static fire) sur 2 des 6 moteurs Raptor a été réalisé le 10 août. Le SN24 est recouvert de tuiles thermiques sur le côté le plus exposé à la rentrée atmosphérique.

Static fire du Starship SN24 le 10/08/2022 (crédit SpaceX)

D’autres exemplaires de Starship et de booster sont en préparation et donc le vol orbital se fera éventuellement avec d’autres modèles que le B7 et le SN24

État de la production à Starbase des Starship et des Booster au 10/08/2022 (crédit Brendan Lewis)

Le plan de vol approuvé par la FAA

Après des mois d’attente, la FAA (Federal Aviation Administration, autorité américaine de l’aviation) a donné son feu vert en juin pour des tentatives de lancements orbitaux depuis la base de Boca Chica. Toutefois, SpaceX doit prendre plus de 75 mesures pour atténuer les impacts environnementaux de ses activités : par exemple la protection des ressources en eau, des limitations des nuisances sonores, et un contrôle des matières dangereuses.

On en sait un peu plus sur le plan de vol de la première tentative de vol orbitale grâce à un rapport de la FCC (Federal Communications Commission) car pour chaque lancement, SpaceX doit obtenir l’autorisation de cette organisation pour utiliser certaines radiofréquences :

 » Le vol d’essai Starship Orbital proviendra de Starbase au Texas. L’étage Booster se séparera après environ 170 secondes de vol. Le Booster effectuera ensuite un retour partiel et atterrira dans le Golfe du Mexique à environ 20 miles (~32 km) du rivage. »

Le profil de vol du premier étage Booster (crédit SpaceX)

 » L’étage orbital Starship continuera de voler au-dessus du Détroit de Floride. Il atteindra l’orbite jusqu’à ce qu’il effectue un atterrissage ciblé motorisé à environ 100 km (~ 62 miles) au large de la côte nord-ouest de l’île de Kauai (Hawaï) avec un atterrissage en douceur. »

 » SpaceX a l’intention de collecter autant de données que possible pendant le vol pour quantifier la dynamique de rentrée et mieux comprendre ce que l’engin spatial subit dans un régime de vol qui est extrêmement difficile pour prédire ou reproduire avec précision le calcul. Ces données consolideront tout changement de conception du lanceur ou des concepts d’opérations (CONOPs) après le premier vol et permettront de construire de meilleurs modèles à utiliser pour nos propres simulations ».

Le Starship ne devrait pas faire une orbite complète et il n’est pas prévu de récupération des étages.

Mais SpaceX nous surprendra probablement !

Photos de couverture : Starship en mars 2022 et 33 moteurs (crédit SpaceX)

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