Starship : demi-succès pour le premier vol test

Le premier vol d’essai du Starship et du Super Heavy intégrés ensemble n’aura pas atteint l’espace mais il a déjà réussi un exploit : décoller à sa première tentative ce jeudi 20 avril 2023.

Le “monstre” Starship

Le Starship, c’est l’ensemble du lanceur à 2 étages de 120 m de haut (précédemment appelé Big Falcon Rocket) constitué d’un premier étage “Booster” ou “Super Heavy” de 70 m et d’un second étage “Starship” de 50 m de haut.

Il dépasse en taille les lanceurs Saturn V des missions Apollo et la SLS d’Artemis. Avec 120 m de haut, il dépasse de 5 mètres la hauteur du 2e étage de la Tour Eiffel.

Avec 33 moteurs Raptor sur le premier étage (30 moteurs sur la N1 soviétique), c’est le lanceur le plus puissant développé à ce jour. Il a une capacité d’emport de 150 tonnes en orbite basse (118 tonnes pour Saturn V, 109 tonnes pour la Navette Spatiale).

Le Starship et le Super Heavy sont prévus d’être entièrement réutilisables. Le SuperHeavy, dans sa version finale, doit pouvoir revenir vers le pas de tir et être récupéré via les “chopsticks” de la tour de lancement [les bras qui permettent d’assembler le Starship sur le Booster] et le Starship doit pouvoir atterrir d’une manière similaire à l’atterrissage des premiers étages de Falcon 9

Plus de détails sur le lanceur dans mon précédent article : Starship : bientôt le premier vol orbital.

C’est aussi le Starship (partie haute) que la NASA a choisi comme atterrisseur lunaire pour la mission Artemis 3 qui doit ramener les prochains humains sur le sol de la Lune [voir Retour sur la Lune avec Artemis].

Le plan de vol initialement prévu

Pour ce premier essai de vol suborbital, SpaceX avait annoncé le plan de vol suivant (plan de vol accepté par la FAA, administration de l’aviation civile aux États-Unis, autorisant tout ce qui vole au-dessus d’une certaine altitude sur le territoire américain) :

• Une fois l’allumage du premier étage effectué, et après avoir dépassé la tour de lancement de près de 152 m de haut, Super Heavy et Starship se dirigent vers une trajectoire à l’est de Starbase, localisée au sud du Texas, au-dessus du golfe du Mexique. La fusée dépasse la vitesse du son et la pression aérodynamique maximale ou “MaxQ” [moment où les contraintes sur les structures sont les plus fortes] en moins d’une minute.

• Les moteurs du booster Super Heavy s’éteindront près de trois minutes après le décollage, ce qui permettra à l’étage de s’éloigner de l’étage supérieur Starship. Ensuite, les moteurs Raptor du Starship s’allumeront, poussant pour la première fois dans le vide spatial pour commencer une poussée planifiée de six minutes et demie pour accélérer à une vitesse proche de la vitesse orbitale. L’orbite du vaisseau spatial devrait être elliptique, ou allongée, avec un point haut, ou apogée, dans l’espace vers 235 kilomètres et un point bas, ou périgée, à une altitude à l’intérieur de l’atmosphère terrestre.

• Après s’être séparé du Starship environ trois minutes après le décollage, le booster Super Heavy relancera certains de ses 33 moteurs pour annuler sa vitesse de descente. Retombant vers le golfe du Mexique, la fusée sera programmée pour allumer à nouveau un sous-ensemble de ses moteurs juste avant d’atteindre la mer pour ralentir en un amerrissage contrôlé.

• Le Starship survolera le détroit de Floride, l’océan Atlantique, l’Afrique, l’Océan Indien, l’Indonésie et le Pacifique avant une rentrée dans l’atmosphère (après 1h17 de vol) au nord d’Hawaï avec un amerrissage “à plat” (après environ 1h30 de vol).

Vous l’aurez compris à l’introduction, cela ne s’est pas passé tout à fait comme cela.

Un vol d’essai écourté

Pour ce premier vol d’essai, c’est le Super Heavy B7 et le Starship SN24 (24e modèle construit) qui ont été intégrés ensemble.

Lundi 17 avril, un premier décompte de lancement s’est soldé par un report suite à un problème de pressurisation du premier étage, dû à une valve gelée.

Après un drainage du carburant des réservoirs et des réparations, une nouvelle tentative a été confirmée pour le jeudi 20 avril avec une fenêtre de 62 minutes démarrant à 13h28 UTC.

Le décompte final a été stoppé à T-40 secondes mais a vite repris.

A 13h33 UTC, le décollage est amorcé.

Starship a atteint le “Max-Q” vers T + 80 secondes.

On a constaté que 3 moteurs sur les 33 ne sont pas allumés dès le début, et ensuite, 2 autres s’arrêtent vers 40 secondes de vol et vers 1 minute de vol.

Il y a eu un bref flash brillant des moteurs environ 33 secondes après le vol, bien qu’il ne soit pas clair si cela indique quelque chose d’anormal :

Le lanceur a atteint l’altitude de 39 km, un record pour un Starship à ce jour.

Alors qu’on attendait l’extinction du premier étage et la séparation avec le second étage à 2 minutes et 49 secondes, le lanceur a commencé à perdre de l’altitude et à tourner sur lui-même.

Il s’en est suivi une explosion du lanceur à 3 minutes et 59 secondes.

SpaceX a confirmé que le système d’autodestruction a été déclenché à la fois sur le Super Heavy et le Starship, mettant fin à ce premier vol d’essai.

SpaceX et Elon Musk se sont déclarés rapidement satisfaits de ce vol qui va leur apprendre beaucoup grâce aux données récoltées.

Avec un test comme celui-ci, le succès vient de ce que nous apprenons, et nous avons appris énormément sur le lanceur et les systèmes au sol aujourd’hui qui nous aideront à améliorer les futurs vols de Starship.

Communiqué SpaceX

Un pas de tir endommagé ?

Au moment du décollage, la puissance dégagée était énorme et a entraîné l’éjection de débris à plusieurs dizaines de mètres :

SpaceX n’a pas choisi de construire des carneaux pour faire la déflexion des gaz et des flammes issus des moteurs. Il semblerait que le béton sous l’Orbital Launch Mount (OLM) ait beaucoup souffert.

SpaceX communiquera sans doute dans les jours ou semaines prochains sur les causes de l’échec.

En tout cas, nous aurons droit dans les mois à venir à de nouveaux vols d’essais. SpaceX va tester et retester et un jour Starship volera et réussira le plan de vol prévu !

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La rediffusion complète du décollage :

Image de couverture : John Krauss