FuturScience

Vue aérienne du site de lancement texan de Blue Origin

Un post express pour partager cette vidéo du survol en avion du site de lancement de Blue Origin. Situé près de la petite ville de Van Horn, au Texas, c’est d’ici que sont partis les 3 lancements du système suborbital New Shepard. On peut y apercevoir le hangar principal avec le véhicule de transport, la tour de lancement ainsi que le nouveau stand d’essai pour le futur propulseur BE-4, destiné au lanceur Vulcan d’ULA et au propre lanceur de Blue Origin qui sera présenté cette année. C’est aussi d’ici que partirons les vols habités avec les premiers clients « astronautes touristes » d’ici à 2018.

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Le stand de test du Blue Engin 4 (BE-4), près de Van Horn, Texas.

 

Le second SpaceShipTwo de Virgin Galactic: VSS Unity

Vendredi 19 février 2016, 16 mois après le tragique accident du premier SpaceShipTwo (VSS Enterprise), Virgin Galactic a présenté le second véhicule dans son hangar en Californie, à Mojave. Richard Branson, le patron de Virgin, a fait le déplacement pour l’occasion. Quasiment identique au premier prototype, la navette nommée « VSS Unity » par le célèbre physicien Stephen Hawking, est sur le point d’entamer toute une phase de tests en vue de sa qualification pour le service commercial. Pour rappel, elle devra transporter six touristes ainsi que deux pilotes à la frontière de l’espace pour un vol parabolique et quelques minutes d’apesanteur. Pour l’occasion, une partie des 700 touristes ayant réservé leur billet à 250 000 dollars avait fait le déplacement, ainsi que plusieurs célébrités, dont l’acteur Harrison Ford. Unity est flamboyant et a fait forte impression mais tout reste à accomplir, malgré un nombre conséquent de données déjà acquis via les précédents tests menés sur le premier SpaceShipTwo VSS Enterprise (y compris 4 vols propulsés, dont l’accident). La cause de ce drame, identifiée comme étant dû à une erreur du copilote décédé, ne devrait plus se reproduire grâce à une amélioration apportée sur ce nouveau vaisseau. En effet, les enquêteurs ont pu déterminer que le système original d’aile à géométrie variable avait été activé trop tôt, alors que le véhicule était encore en phase propulsé (vidéo ici). Désormais un système automatisé empêchera toute erreur de ce type. L’événement en Californie a aussi été l’occasion pour Richard Branson d’évoquer le futur de Virgin Galactic, il a notamment évoqué le système launcherOne, destiné à lancer des charges d’environ 400 kg en orbite à partir de 2017. Il a aussi évoqué la possibilité d’un véhicule à très grande vitesse pour le transport d’un point à un autre du globe via des vols en très haute atmosphère, la conception d’un engin pour mettre des touristes en orbite terrestre et enfin un intérêt à plus long terme dans l’exploration de l’espace lointain (Lune, Mars…). Nous suivrons attentivement, tout au long de 2016, les progrès de Virgin sur VSS Unity: essais sur piste, vols captifs avec le WhiteKnightTwo, vols libres non propulsés et enfin vols propulsés (motorisation hybride).

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Le Mars Colonial Transporter de SpaceX

 

Depuis plus de dix ans, le dirigeant et créateur de SpaceX Elon Musk nous donne des indices sur le développement supposé d’un lanceur super lourd et d’un vaisseau spatial associé. Ces engins spatiaux pourraient transporter à un prix abordable 100 tonnes de fret ou 100 personnes jusqu’à la surface de Mars.

L’objectif de ce ‘Mars Colonial Transporter’ (MCT) ou ‘Transporteur de Colonie Martienne’ en français, serait d’établir une vaste cité sur Mars qui pourrait devenir à terme un deuxième foyer auto-suffisant pour l’humanité.

Ces dernières années, alors que le concept du MCT évoluait, très peu d’informations sur son design ont été dévoilées. L’année dernière cependant, Musk a indiqué qu’il donnerait des détails sur le MCT au courant de l’année 2016. Plus récemment lors d’une conférence à Hong Kong, Elon Musk a précisé qu’il donnerait ces informations lors de l’International Astronautical Congress qui aura lieu cette année du 26 au 30 septembre à Guadalajara au Mexique. Cependant jusqu’à présent qu’est ce que l’on sait, qu’est ce que l’on suppose ? Voici ce qu’on peut imaginer.

Méthane

Pour un certain nombre de raisons, SpaceX a choisi d’utiliser du méthane liquide cryogénique comme carburant pour le MCT :

Le méthane peut être synthétisé sur Mars à partir de glace souterraine et du CO2 de son atmosphère. Cela permettrait d’augmenter drastiquement le masse qui pourrait être transportée sur Mars pour un lancement donné, parce que le carburant de retour vers la Terre n’aura pas à être emportée à l’allée.

  • Le méthane a une combustion plus propre que le kérosène (RP-1), moins de maintenance serait donc nécessaire.
  • Le méthane est plus dense et moins compliqué à manipuler que l’hydrogène liquide.
  • La température d’ébullition du méthane liquide et de l’oxygène liquide sont presque les mêmes, réduisant ainsi les besoins d’isolations thermique entre les réservoirs de carburant et d’oxydant.
  • Afin de réduire la taille des boosters, le méthane liquide peut être rendu encore « plus dense » en le refroidissant à une température proche de sa température de congélation.

 

Raptor

Un composant du moteur fusée Raptor de SpaceX passant un test statique. Photo Credit: NASA / Stennis

Le MCT utilisera un tout nouveau type de moteurs fusée : le Raptor. Sa combustion opérera à plus basse température et à plus basse pression. Cela signifie un environnement moins contraint, ce qui nécessitera peut-être moins de maintenance, moins de fatigue matérielle, une vie du moteur plus longue et un poids plus léger.

Une partie du Raptor sera fabriquée par impression 3D, utilisant des alliages de titane et d’Inconel. L’impression 3D permet une plus grande liberté dans le design et un prototypage plus rapide par rapport aux méthodes plus conventionnelles. Différents composants du Raptor sont actuellement testés sur le stand de test Stennis E2 de la Nasa.

Le Raptor existera en deux versions :  une version fonctionnant au niveau de la mer qui sera utilisée par le premier étage du booster, et une version fonctionnant dans le vide qui propulsera le deuxième étage/le vaisseau spatial.

Les estimations les plus récentes annoncent que le Raptor aura une poussée de 2300kN – environ trois fois la poussée des moteurs Merlin 1D utilisés actuellement par SpaceX, et environ un tiers de la poussée du moteur F-1 utilisé par Saturn V pour le mythique programme Apollo.

 

Une mission sur Mars

Un design à deux étages entièrement réutilisables (comprenant le booster plus le vaisseau spatial) a été adopté. Le « Mars Colonial Transporter » consistera en un booster pour le premier étage (de nom de code BFR – pour Big (Fuckin…) Falcon Rocket), et un deuxième étage qui sera l’élément de transport spatial (de nom de code BFS – pour Big (Fuckin…) Falcon Spaceship). Quels sont les différents éléments que comprendraient une telle mission ?
  1. Un booster lancera le deuxième étage/vaisseau spatial destiné au transport vers Mars contenant 100 tonnes de chargement en orbite terrestre basse, et retournera sur son site de lancement. Le transporteur utilisera tout son carburant pour atteindre l’orbite basse.
  2. Un booster lancera un deuxième vaisseau qui cette fois aura la fonction de ravitailleur, et retournera sur son site de lancement.
  3. Le ravitailleur fera un rendez-vous orbital avec le transporteur et remplira ses réservoirs de carburant.
  4. Le ravitailleur retournera sur le site de lancement pour être réutilisé.
  5. Les étapes 2 à 4 seront répétées jusqu’à ce que les réservoirs du transporteur soient entièrement remplis.
  6. Au bon moment le transporteur réalisera un allumage de ses moteurs pour le propulser sur une orbite qui l’emmènera vers Mars.
  7. Lors de l’approche de Mars le transporteur réalisera une série d’allumages précis de ses moteurs afin d’atterrir sur Mars dans une zone prédéterminée.
  8. Le matériel sera enlevé du transporteur
  9. Le réservoir du transporteur sera rempli à l’aide d’une centrale de production de carburant sur Mars
  10. Au bon moment le transporteur réalisera son lancement de la surface martienne afin de se placer sur une orbite de transfert vers la Terre pour son voyage retour.
  11. Pendant son approche de la Terre le transporteur réalisera une série d’allumages moteurs afin de réaliser une entrée dans l’atmosphère et un atterrissage sur le site de lancement.

La mission entière durera plus d’un an en raison des étapes 6 et 10, les orbites de transfert, qui dureraient quatre mois minimum chacune. De plus la fenêtre de lancement pour l’étape 6 n’arrive qu’une fois tous les 26 mois.

 

Le lanceur

 

Un rendu de ce que pourrait être l’échelle du MCT par rapport au lanceur Falcon 9 et au lanceur Saturne V. Image Credit: Reddit

Le lanceur n’aura pas de booster d’appoint et décolera et atterrira d’une manière proche de la fusée Falcon9 de SpaceX. Cependant pas moins de 30 moteurs Raptor fonctionnant au niveau de la mer seront nécessaires afin de générer suffisamment de poussée. En conséquence cette fusée pourrait être vraiment gigantesque : 15 mètres de diamètre et 120 mètres de haut – plus grand et 50% plus large que la fusée Saturn V qui avait emmené les Hommes sur la Lune.

 

Le vaisseau spatial

Le vaisseau spatial utilisera plusieurs moteurs Raptor fonctionnant dans le vide et sera très grand : 60 mètres de haut pour 15 mètre de diamètre. Une fois le vaisseau placé sur le lanceur, l’ensemble du MCT fera 180 mètres de haut, 60% plus grand que la fusée Saturn V.

D’après ce plan il y aurait deux versions du vaisseau spatial : un ravitailleur en orbite basse et un transporteur vers Mars.

Le ravitailleur en orbite basse comportera des réservoirs de carburant supplémentaires qui seront utilisés pour remplir les réservoirs du transporteur. Les deux modes du vaisseau spatial auront des ports d’arrimage pour transférer le carburant.

Le MCT apportera sur Mars jusqu’à 100kg de fret par passager. Pendant la première décennie les vols seront essentiellement destinés à du transport de matériel avec pas plus de 10 passagers par mission, alors qu’au file des décennies pas moins de 100 passagers par voyage pourront être atteints. Afin de pouvoir s’adapter facilement, le transporteur aura probablement une large gamme d’agencements possibles qui pourront emporter différents types de matériels et de modules passagers. L’espace individuel pour les passagers pourrait être plus proche de l’espace d’un SUV que d’une cabine de bateau. Avec le temps SpaceX pourrait choisir de mettre en place des quartiers vraiment magnifiques pour les passagers mais cela pourrait prendre peut-être deux décennies.

Pendant la première décennie, en raison du petit nombre de passagers, il pourra être intéressant de les emmener jusqu’au transporteur en orbite à l’aide de la capsule Dragon V2, éliminant ainsi le besoin de mettre en place immédiatement un système de secours sur le MCT.

Parce que les modules passagers seront compartimentés, plusieurs modules pourront rester dans le transporteur une fois sur Mars afin de permettre à des passagers de revenir sur Terre, alors que les autres modules pourront être sorti et servir de quartiers d’habitation à la surface de Mars.

Des sortes de grues pourront être nécessaires afin de pouvoir sortir dans de bonnes conditions ces modules à la surface de Mars.

Pendant le lancement terrestre le vaisseau aura probablement besoin d’une coiffe récupérable. Lors de la rentrée dans l’atmosphère terrestre celui-ci aura également besoin d’un grand bouclier de protection thermique, SpaceX n’a pas encore indiqué si un parachute sera utilisé.

SpaceX a montré un intérêt dans la propulsion électrique. Celle-ci permettrait de réduire le temps de transfert en orbite vers Mars (et par conséquent l’exposition aux radiation). Cela serait d’autant plus intéressant si des panneaux solaires ou un générateur nucléaire devaient être apportés sur Mars, ceux-ci pouvant également fonctionner pendant le voyage.

Un bouclier anti radiations sera également nécessaire afin de protéger les passagers contre de potentiels vents solaires. Et parce que l’eau apporte la meilleure protection contre les protons à haute énergie, les réserves d’eau pourront former le meilleur des boucliers.

Une des questions qui reste en suspens est comment les passagers seront prémunis contre les effets physiologiques d’une apesanteur prolongée. Si de l’exercice devait être réalisé tous les jours, cela impacterait la disposition des modules passagers. D’autre part si une gravité artificielle devait être mise en place par effet de rotation, cela pourrait impacter le design complet du vaisseau.

 

Le site de lancement

Centre Spatial Kennedy de la Nasa, Complexe de lancement 39A – Photo Credit: Carleton Bailie / SpaceFlight Insider

Si les dimensions du lanceur MCT sont correcte le complexe 39A du Centre Spatial Kennedy de la Nasa ne sera pas assez grand pour supporter le lancement d’une telle fusée. (SpaceX a pourtant signé un bail de 20 ans pour pouvoir l’utiliser) En conséquence SpaceX aura besoin d’un nouveau site de lancement plus grand, potentiellement sur le nouveau site de lancement de Brownsville au Texas.

Le diamètre du lanceur et du vaisseau spatial sera trop grand pour  réaliser leur transport par la route, l’usine de construction du lanceur devra donc être à côté du site de lancement. Les infrastructures de lancement devront aussi comporter un très grand bâtiment d’assemblage, un mécanisme de mise à la verticale de la fusée, un système de production, de stockage et de distribution de méthane et d’oxygène liquide.

 

La base martienne

Sur le site d’atterrissage sur Mars il devra y avoir des infrastructures de production du carburant qui pourront générer et stocker du méthane et de l’oxygène liquide à partir du CO2 de l’atmosphère martienne et de la glace présente sur place. Ces infrastructures seront alimentée à l’aide d’un réacteur nucléaire compact (6 mètres de haut pour 5 mètres de diamètre) qui générera également de la chaleur. Afin de récupérer de l’eau, ce qui est nécessaire, il faudra probablement creuser ou forer.

Afin d’établir une base martienne, plusieurs missions non habitées devront être accomplies avec succès avant d’envoyer des Hommes sur Mars.

 

Propos recueillis à partir du site http://www.spaceflightinsider.com auprès de l’auteur Nelson Bridwell. La vision exprimée dans cet article est celle de l’auteur et ne reflette pas nécessairement celle de Futurscience. Cependant l’exercice de prévision est intéressant.

Le design définitif d’Ariane 6

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Airbus Safran Launchers présente l’architecture finale du futur lanceur européen à quatre ans de son premier vol

Créée en janvier 2015, la société Airbus Safran Launchers est le maître d’œuvre des lanceurs européens Ariane 5 (qui vient d’effectuer son 70e lancement réussi d’affilée) et Ariane 6 (en cours de développement dans le cadre du contrat signé avec l’Agence spatiale européenne le 12 août 2015).

Modulaire, la future Ariane 6 sera adaptée à la plupart des satellites commerciaux et institutionnels. Standardisée et reprenant un certain nombre d’éléments existants, elle doit permettre une réduction des coûts de lancement de l’ordre de 40 à 50%. Son premier vol est programmé pour 2020 et son utilisation pleinement opérationnelle pour 2023.

En un an à peine, l’organisation industrielle et le design d’Ariane 6 ont été finalisés. Airbus Safran Launchers vient de diffuser une vidéo présentant le lanceur dans sa forme définitive.

Nous vous en avions parlé dans l’article « Les futurs lanceurs spatiaux européens : Ariane 5 ME et Ariane 6« . L’Europe cherche à rester leader du lancement de satellites commerciaux, elle cherche pour cela à rester compétitive en terme de prix par rapport à l’américain SpaceX ou par rapport aux Russes. Espérons qu’elle y parvienne.

L’ère du réutilisable dans le spatial (partie 1)

Le booster du New Shepard après son retour sur Terre le 23 novembre 2015.

Le booster du New Shepard après son retour sur Terre le 23 novembre 2015.

Après les événements récents dans le domaine des lanceurs réutilisables, il nous a semblé intéressant d’établir un petit état des lieux des réalisations et des projets dans ce domaine potentiellement révolutionnaire pour l’exploration spatiale. Il y a actuellement deux sociétés qui sont au coude à coude pour maîtriser les premiers la réutilisation, à l’échelle industrielle, de véhicules spatiaux. Nous avons déjà discuté du cas SpaceX (ici) qui est certainement la plus avancée puisqu’elle a réussie un retour sur Terre d’un premier étage de lanceur orbital Falcon 9 lors d’une mission commerciale. L’autre entreprise question c’est Blue Origin, fondée par Jeff Bezos, le patron d’Amazon. À la différence de SpaceX, le véhicule New Shepard est un engin destiné au suborbital avec l’objectif d’envoyer jusqu’à 6 « touristes » à 100 km d’altitude pour quelques minutes d’apesanteur. Les performances requises en terme d’énergie sont donc nettement moins élevées dans ce cas mais les technologies développées pour récupérer et relancer ce lanceur seraient complètement adaptables, selon Bezos, au futur lanceur suborbital de Blue Origin (pour le moment surnommé Very Big Brother). Le premier vol du New Shepard a eu lieu le 29 avril 2015 mais malgré un lancement parfait de la capsule (inhabité pour ces tests), le retour sur Terre du booster a échoué à cause d’un problème de pression dans le système hydraulique de l’engin et celui-ci s’est écrasé au sol. Le deuxième vol (vidéo ci-dessous) a eu lieu le 23 novembre 2015 et ce coup-ci tout s’est bien déroulé, réalisant une première historique: ramener sur Terre un engin à décollage et atterrissage vertical ayant franchi la symbolique ligne de Kármán à 100 km d’altitude (la limite entre la Terre et l’espace selon la définition de la fédération aéronautique internationale).

Presque un mois plus tard, le 21 décembre 2015, SpaceX réalisait son vol historique et après une petite joute verbale via tweets interposés la balle était remise au centre. Malgré les nombreuses discussions de fans et des médias quand à la valeur de chacun de ces deux exploits, le consensus était fait que l’astronautique venait certainement d’entrer dans une nouvelles ère, celle du réutilisable. Mais en vérité, jusqu’au 22 janvier 2016, aucun des deux belligérants n’avait fait revoler son booster récupéré et donc tout restait à prouver concernant la capacité du matériel à reconduire une mission identique à la première. Et c’est Blue Origin qui a frappé, encore une fois, la première. Ce 22 janvier elle a relancée (vidéo ci-dessous), à quelques changements (mineurs) près, le booster ET la capsule du col du 23 novembre. C’est une réussite totale et certainement le début d’un long et passionnant programme de test pour consolider et valider la conception du New Shepard en vu d’emmener des passagers d’ici deux ans. Les tarifs ne sont pas encore dévoilés mais si ils arrivent à réutiliser leur véhicule un grande nombre de fois, on peu espérer que les prix seront raisonnables (moins que les 250 000 dollars demandés par Virgin Galactic pour voler sur son SpaceShipTwo ?)

Au-delà de ces deux entreprises, les autres acteurs du spatial se sentent obligé de réagir et chacun commencer à dévoiler des concepts pour entrer aussi dans le jeux et ne pas se laisser distancer trop vite. Il y a bien évidemment les européens, actuellement leader du marché des lancements avec Arianespace et ses trois lanceurs (Ariane 5, Soyouz et Vega). Le CNES et l’Onera ont annoncés qu’ils collaboraient sur le sujet, les allemands de la DLR (agence spatiale allemande) sont aussi en train de réfléchir sur le sujet avec les français mais pour le moment c’est Airbus qui a dévoilé son concept Adeline (vidéo ci-dessous). Considérant que la partie la plus chère d’un lanceur est le moteur et les systèmes d’avionique, ils proposent de faire revenir ceux-ci sur Terre à la manière d’un drone qui se détacherait après la première phase du lancement. Le géant européen a annoncé avoir déjà testé à échelle réduite cette technologie qui, si la décision était prise, pourrait être adapté à la future Ariane 6 dont nous reparlerons bientôt.

Enfin, il y a aussi le concept d’United Launch Alliance (ULA) qui lui aussi vise la récupération des moteurs et de l’avionique de son futur lanceur Vulcan. La méthode (vidéo ci-dessous) ici semble encore plus osée puisque l’idée est de récupérer cette partie lors de sa descente sous parachute grâce à un hélicoptère qui viendrait l’attraper via un crochet. On voit bien que les réussites de SpaceX et Blue Origin font bouger les choses et on peu imaginer que les russes, les chinois, les indiens… ne tarderont pas à réagir en annonçant des projets similaires. Malgré cela, il reste encore à démontrer la viabilité de la réutilisabilité car celle-ci pose des challenges, notamment par le fait que le volume de production des chaines d’assemblage va baisser, entrainant une diminution des économies d’échelle. Nous discuterons dans une seconde partie la réutilisabilité des engins à voilure et nous verrons que, malgré l’échec relatif de la navette spatiale américaine, ils n’ont pas dit leur dernier mot…

 

SpaceX entre dans l’histoire : premier atterrissage d’une fusée réussi !

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Je ne pouvais pas ne pas faire un post sur l’événement historique qui a eu lieu le 21 décembre 2015 : l’atterrissage réussi par SpaceX du premier étage de leur lanceur Falcon9.

SpaceX travaille depuis des années à réutiliser ses fusées et a essayé avant cela à plusieurs reprises de faire atterrir son premier étage sur une barge dans l’océan comme expliqué dans l’article « Des nouvelles de SpaceX (et il s’en est passé des choses!)« . Mais jusqu’à présent cela avait été sans succès. En effet faire atterrir une fusée sur une barge est particulièrement compliqué compte tenu de la petite taille de la cible à atteindre, de la vitesse de la fusée à l’entrée de l’atmosphère plus élevée, et de la gigue de la barge. Finalement le premier essai d’atterrissage sur le sol terrestre du complexe de lancement de Cap Canaveral en Floride aura été le bon. La vidéo est vraiment impressionnante : s’imaginer que l’objet qui descend dans la nuit vient de l’espace est quelque chose d’assez extraordinaire, on se croirait dans un film de science fiction.

L’ère des fusées réutilisables a commencé, laissant présager d’un avenir radieux où le prix de l’accès à l’espace sera grandement réduit.

A ce sujet une autre société Blue Origin créée par Jeff Bezos le fondateur d’Amazon, a également réussi à faire atterrir un lanceur juste avant SpaceX. Ce lanceur à destination du tourisme spatial n’envoie cependant pas d’objet en orbite(Voir l’article « Blue Origin: la startup du fondateur d’Amazon« ). Cela a donc suscité un grand débat sur internet pour savoir qui avait vraiment fait l’histoire. Pour ma part je penche plutôt du côté de SpaceX car je pense que l’objectif prioritaire d’une fusée est d’envoyer des objets en orbite. Mais tout cela est très subjectif. Les performances de Blue Origin seront discutée lors d’un prochain post.

Après cette grande réussite, SpaceX a réalisé un essai statique du premier étage récupéré et ils ont annoncé que les moteurs étaient encore un état et pouvaient éventuellement resservir. Ils ont cependant décidé de ne pas faire repartir ce premier étage et souhaite plutôt le placer comme pièce de musée dans les locaux de SpaceX.

Un dernier essai d’atterrissage sur barge dans l’océan a été réalisé lors du dernier lancement de SpaceX. Cet essai sur barge n’a pas fonctionné mais a probablement été le plus proche de réussir. On le voit dans la vidéo instagram suivante, l’atterrissage est bien contrôlé mais un des pieds de l’atterrisseur n’a pas tenu. On n’est plus très loin !

SpaceX a finalement réussi à faire atterrir son premier étage de fusée Falcon9. C’est un exploit. Il reste désormais à ce que cela marche à tous les coup.

Des nouvelles de SpaceX (et il s’en est passé des choses !)

Après pas mal de temps d’absence voici un article qui va vous faire un résumé de ce qui a été réalisé par la société SpaceX lors de l’année passée.

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Pour rappel SpaceX c’est la société privée qui a bouleversé le milieu du spatial ces dernières années. Elle a réussi à réduire les prix d’accès à l’espace d’environ 30% par une stratégie de centralisation de toute la construction de ses engins spatiaux dans un même lieu, à Hawthorne en Californie. Chez SpaceX il rentre dans les usines des taules en métal, et il ressort des fusées ; la quasi totalité de l’apport de valeur est réalisé dans leurs locaux.

Son créateur Elon Musk est un peu la star de la Silicon Valley à l’heure actuelle. En effet du haut de ses 44 ans il a eu le temps de créer une multitudes d’entreprises de niveau mondial : Paypal, Tesla Motors, Solar City, et donc SpaceX. Il est également porteur du projet Hyperloop. Mais SpaceX est probablement l’entreprise qui a le plus de valeur à ses yeux, en effet Musk a un rêve fou, il veut être à la tête de l’entreprise qui permettra à l’Homme d’aller sur Mars, il veut que SpaceX devienne la future société de transport entre la Terre et Mars. Et pour cet objectif il met tous les moyens.

Depuis sa création en 2002, SpaceX n’a cessé de franchir les étapes pour devenir un acteur majeur du milieu du spatial. En 2006 son premier lanceur léger est construit : le Falcon 1, qui subira trois échec lors des premiers lancements. En 2008 pour son quatrième lancement le Falcon 1 va au bout de sa mission. En 2009 le premier satellite est mis en orbite.  En 2010 SpaceX lance son lanceur moyen le Falcon 9 avec un succès dès son premier lancement. La même année est mise en orbite pour la première fois de l’histoire une capsule spatiale réalisée entièrement par une société privée : la capsule Dragon. En 2011 cette capsule apporte pour la première fois du fret à la Station Spatiale Internationale (ISS). Depuis SpaceX a enchaîné les lancements que ce soit pour ravitailler l’ISS ou pour lancer des satellites pour des entreprises privées. Elle a dévoilé en 2014, comme nous vous en avions parlé dans notre dernier article, sa nouvelle version de sa capsule Dragon, le Dragon V2. Cette capsule doit pouvoir transporter des hommes dans l’espace et les faire ré-atterrir à l’aide de propulseurs, c’est juste exceptionnel.

Mais alors que s’est-il passé de nouveau en 2015 ? Et bien il s’est encore passé plein de chose et c’est ce qui est bien avec SpaceX, ils ne nous laissent pas nous ennuyer.

SpaceX cherche encore à réduire ses coûts d’accès à l’espace en réutilisant les différents étages de son lanceur comme expliqué ici. Cette année SpaceX a fait plusieurs tests afin de faire atterrir le premier étage de son Falcon 9 sur une barge au milieu de l’océan Pacifique. Tous les essais ont échoué mais le plus probant est sûrement celui décrit dans cette vidéo.

Cette autre vidéo d’un autre échec est également très impressionnante.

Vous me direz : « Mais ils n’y arrivent pas du tout ! ». En effet, mais faire atterrir une fusée venant de l’espace sur une barge de 50m sur 100m n’a rien de simple, c’est sûrement pour cela que cela n’a jamais été réalisé. Et ils ne sont vraiment pas loin de réussir après tout. Donc on ne peut qu’espérer que cela va marcher bientôt.

SpaceX a également dû prouver cette année qu’elle était capable de sécuriser le trajet des astronautes qui voyageront dans sa capsule Dragon V2. En cas de problème pendant le lancement un système d’urgence doit se déclencher et propulser les astronautes loin du danger afin de les faire revenir sur Terre sans encombres. Ce système a été validé cette année et ce test peut être visualisé sur la vidéo suivante.

Pour terminer, l’année ne s’est pas bien finie pour SpaceX qui a connu son premier échec sur un lancement de Falcon 9. Ce lanceur qui n’avait jamais fait défaut et qui a connu 18 lancements réussis d’affilés, a finalement explosé en vol lors de son 19ème lancement cette année.

Cependant malgré cet échec SpaceX, qui a été un peu ralentie, continue a avancer à toute vitesse et annonce pour l’année qui vient des événement hors du commun. Elle va dévoiler son nouveau lanceur lourd le Falcon Heavy lors du premier semestre 2016. Ce lanceur sera le plus puissant jamais construit par l’Homme a l’exception faite de la légendaire Saturne V qui a emmené des astronautes sur la lune.

SpaceX va également poursuivre ses tests de récupération du premier étage de sa fusée Falcon 9. Elle va continuer à ravitailler l’ISS et à envoyer des satellites dans l’espace. Elle va aller plus loin dans sa capacité à envoyer des hommes dans l’espace.  SpaceX est également à l’avant garde sur d’autres sujets que nous aborderons dans d’autres articles. Ils nous tiennent en haleine !! Donc si comme moi vous voulez savoir comment va évoluer cette société continuez à nous suivre pour avoir les dernières informations à leurs sujet. Et si vous avez des questions n’hésitez pas !

Les 28 mois de Curiosity sur Mars.

Le chemin accompli et celui qu'il reste à parcourir pour le rover Curiosity.

Le chemin accompli et celui qu’il reste à parcourir pour le rover Curiosity.

Cela fait donc maintenant plus de 28 mois que le rover Curiosity de la NASA (dans le cadre de la mission Mars Science Laboratory, MSL) parcourt la surface de la planète rouge. Déjà, les résultats qu’il a permis de produire sont d’une grande importance pour notre compréhension du passé de Mars, notamment concernant la question de l’habitabilité de celle-ci. Le New York Times, célèbre journal américain, vient de publier une infographie de ces 28 derniers mois. Je vous conseille vivement de découvrir ce travail sur ce lien (notamment la vidéo en tête d’article).

Image de la zone d'atterrissage de Curiosity prise la sonde orbital MRO de la NASA.

Image de la zone d’atterrissage de Curiosity (point brillant en bas à droite, cliquez pour plus de détails) prise la sonde orbitale MRO de la NASA.

Après son atterrissage le 6 août 2012, le rover a donc entamé son chemin qui l’amène aujourd’hui au pied du mont Sharp  (5.5 km d’altitude). Au cours de son parcours, il a effectué un grand nombre de prélèvements et d’analyses grâce à ses 13 instruments. Il a ainsi permis d’établir l’évidence d’ancien torrents d’eau liquide et de grandes surfaces apparentes à des lacs. Il a aussi mis en évidence l’habitabilité passé de la planète Mars grâce à la détection d’eau, de dioxyde de carbone, d’oxygène, de dioxyde de souffre et de sulfure d’hydrogène. Aussi, par la mesure de ratios d’isotopes d’argon, les chercheurs pensent avoir démontré que Mars a perdu en très grande partie son atmosphère. Le 16 décembre 2014 la NASA a aussi annoncée la découverte d’un cycle du méthane avec des quantités variant dans le temps. Le méthane est un gaz souvent associé au vivant mais bien évidemment ce n’est pas la seule origine possible. La découverte de composés organiques a aussi été annoncée. On ne sait toujours pas si Mars a abrité (et abrite encore) de la vie mais la mission MSL permet sans aucun doute d’avancer vers la réponse à cette question qui changerait notre vision de l’univers. Affaire à suivre en 2015.

Le rover Curiosity regarde derrière lui le 9 février 2014. On voit nettement les traces de ses roues dans le sable martien.

Le rover Curiosity regarde derrière lui le 9 février 2014. On voit nettement les traces de ses roues dans le sable martien.

Un mini trou noir pour propulser des vaisseaux interstellaires ?

Vue d'artiste d'un vaisseau utilisant l'énergie émise par un trou noir pour se propulser.

Vue d’artiste d’un vaisseau utilisant l’énergie émise par un trou noir pour se propulser.

Dans cet article nous allons discuter d’un concept qui s’apparente en tout point de la science-fiction. Il convient donc de préciser que cette réflexion , issue de l’organisation « Icarus Interstellar« , est avant tout une extrapolation de résultats physiques qui nous semblent aujourd’hui acquis mais qu’il est nécessaire de relativiser. Il n’y a aujourd’hui aucun projet concret et même aucune preuve que ce concept soit viable. Ces précautions bien à l’esprit, nous pouvons donc maintenant voir de quoi il retourne. Aujourd’hui, l’exploration spatiale fait partie de notre quotidien, à chaque instant des hommes s’affairent dans l’espace, en orbite terrestre, des rovers parcourent quelques mètres sur les surfaces lunaire et martienne ou bien encore des sondes s’aventurent aux abords de comètes et des confins du système solaire. Tout cela représente déjà quelque chose d’extraordinaire et lorsque l’on réalise que l’espèce humaine n’a eu accès à l’espace qu’il y a un peu plus d’un demi-siècle, on ne peut qu’être impressionnés par cette infatigable capacité d’exploration. Malgré toute ces réussites nous sommes destinés à rencontrer un jour un problème majeur si nous désirons continuer notre exploration: les dimensions astronomiques de l’Univers. On ne sait même pas à l’heure actuelle si celui-ci est fini ni même de quoi il est réellement composé: selon la tendance actuelle en cosmologie il serait constitué de seulement 5% de matière ordinaire, le reste étant les désormais célèbres énergie et matière noire. La sonde la plus rapide construite par l’humanité, la sonde Voyager 1, mettrait plus de 80 000 ans à atteindre l’étoile Proxima du Centaure (l’étoile la plus proche de nous, à 4.2 années lumières) si elle était sa destination. Ainsi, une fois que nous aurons fait le tour du système solaire (j’en conviens, c’est pas pour demain), les prochaines destinations seront certainement les autres étoiles et les milliards d’exoplanètes existantes dans notre galaxie et alors se posera la question de savoir comment y accéder. 

Un "Schwarzschild Kugelblitz drive"

Un « Schwarzschild Kugelblitz drive »

C’est ici le que le concept de « Schwarzschild Kugelblitz drive » entre en jeux. Le problème majeur de la propulsion spatiale reste l’énergie, sa production et son stockage et actuellement deux solutions sont utilisées: l’énergie chimique et l’énergie électrique. La première permet d’atteindre de très fortes poussées capables d’arracher nos fusées du sol terrestre et la deuxième permet d’obtenir de grandes vitesses mais sur un temps beaucoup plus long (c’est pour cela que l’on ne verra jamais un engin décoller de la Terre grâce à des propulseurs électriques (où à plasma). La solution, pour notre concept, consisterait donc à utiliser une des sources d’énergie les plus incroyables de l’univers: les trous noirs ou plus exactement le rayonnement que ceux-ci émettent au cours de leur vie. Bien évidemment nous n’allons pas créer ou utiliser un trou noir de la taille de celui présent au centre de notre galaxie, il est inimaginable d’essayer de contrôler une tel monstre. En revanche, le physicien John Wheller émit pour la première fois en 1955 l’idée de créer des minis trous noirs grâce à une focalisation extrême d’énergie (en temps et en espace). Et l’auteur de l’étude pense que seuls des lasers à rayons gamma dotés de durées d’impulsions 100 milliards de fois plus faibles que celles que l’on sait faire actuellement seraient capables de créer un tel mini trou noir (nommé aussi Schwarzschild Kugelblitz). Pour se faire une idée, ce dernier serait minuscule puisqu’il aurait environ la taille d’un proton mais la masse de deux Empire State Building. Une fois ce trou noir artificiel crée, on pourrait récupérer son énergie grâce à un phénomène physique démontré par le célèbre Stephen Hawking: le rayonnement qui porte son nom. En effet, un trou noir s’évapore lors de sa vie jusqu’à mourir (au bout de 5 ans pour notre version miniature) et cette évaporation se fait en émettant un rayonnement et donc de l’énergie. L’idée serait donc de récupérer cette énergie grâce à ce que l’on appelle des coquilles de Dyson. Ce physicien avait imaginer en 1960 qu’une civilisation suffisamment avancée pourrait récupérer l’énergie des étoiles en les enfermant dans des coquilles gigantesques (imaginez le soleil encerclé de panneaux solaires très très efficaces). Pour notre vaisseau, c’est le mini trou noir qui serait partiellement entouré d’une telle coque et l’énergie ainsi récupérée permettrait d’alimenter un moteur classique (en chauffant un gaz d’hydrogène par exemple). Le titre de cet article est donc un peu trompeur puisque en fait ce n’est pas la façon de se propulser qui changerait (contrairement au cas des « warp drive ») mais bien la façon de récupérer l’énergie. Grâce aux 5 années d’existence du Schwarzschild Kugelblitz, le vaisseau pourrait ainsi atteindre théoriquement 72% de la vitesse de la lumière (avec une conversion d’énergie parfaite) ce qui permettrait de visiter de nombreuses étoiles à l’échelle d’une vie humaine. A vous de vous faire votre idée sur ce concept mais gardez bien à l’esprit qu’aucune agence spatiale n’investit à l’heure actuelle dans un projet semblable à celui-ci et d’autres concepts pourraient tout aussi bien se révéler plus intéressants (Comme le projet Deadalus de propulsion grâce à l’énergie de fusion nucléaire dont nous parlerons prochainement, image ci-dessous).

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Le concept Deadalus utilisant comme source d'énergie la fusion nucléaire.

Le concept Deadalus utilisant comme source d’énergie la fusion nucléaire.

Un nouvel âge d’or pour le spatial ? (partie 4)

Les ingénieurs de l’ESA (parmi d’autres) doivent êtres aux anges ce soir. La sonde Rosetta vient en effet de donner signe de vie après un sommeil de presque 1000 jours qui lui a permis de se rapprocher de sa cible: la comète Churyumov-Gerasimenko. Cette mission de près d’un milliard d’euros et lancée en mars 2004 à bord d’une ariane 5 vise à mieux comprendre la composition du noyau de la comète grâce à la première mise en orbite d’une sonde autour d’un tel corps. Ces études sont nécessaires pour essayer de mieux comprendre comment s’est formé le système solaire. Mais Rosetta n’est pas seule dans son voyage: elle est accompagnée d’un petit atterrisseur, nommé « Philaé » (image ci-dessous), qui se posera sur le sol de la comète grâce, notamment, à des harpons et des petit propulseurs. Cette phase sera extrêmement délicate puisque la gravité ainsi que la composition de la comète rendent toute manœuvre difficile. L’atterrissage est prévu le 11 novembre 2014 et si celui-ci est un succès alors la mission Rosetta pourra sans aucun doute être considérée comme un des plus beaux exploits de la science spatiale européenne.

Vue d'artiste de Philaé posé sur la comète Churyumov-Gerasimenko

Vue d’artiste de Philaé posé sur la comète  Churyumov-Gerasimenko

La prochaine grande mission de l’ESA sera, en collaboration avec l’agence spatiale japonaise (JAXA), BepiColombo, à destination de Mercure. Parmi les objectifs de cette mission ne comprenant que des orbiteurs figure notamment l’explication de l’existence d’un fort champ magnétique autour de Mercure ou encore la détermination de la nature (liquide ou solide) du noyau de la planète. D’un point de vue technologique et plus particulièrement de la propulsion la sonde embarquera la solution prometteuse de l’électrique avec un propulseur à grilles, capable de fournir une faible poussée mais une forte Isp (vitesse d’éjection du gaz). Décollage en août 2015 et insertion en orbite mercurienne en janvier 2022. Ensuite ce sera au tour de la mission phare de la décennie pour l’agence spatiale européenne (en forte collaboration avec l’agence spatiale russe): Exomars. Cette dernière sera en faite en deux parties: une première mission en 2016 qui sera constituée d’une orbiteur et d’un atterrisseur. Ce dernier servira de répétition géante avant la grande mission de 2018 qui devrait voir pour la première fois de l’Histoire un rover européen fouler le sol martien (image ci-dessous). Bien que fourni en énergie grâce à des panneaux solaires (et donc possédant une durée de vie moins grande qu’un Curiosity et sa pile nucléaire), le petit engin aura la capacité particulièrement intéressante de forer le sol à la recherche, en autre, de possibles traces de vie sur la planète rouge. Après plusieurs problèmes de financement, notamment à cause de désistement de la NASA, Exomars semble aujourd’hui bel et bien sur les rails, pour notre plus grand plaisir.

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Le rover de la mission Exomars.

Le rover de la mission Exomars.

De nouvelles images du futur lanceur géant SLS de la NASA.

Le SLS de la NASA.

Le SLS de la NASA.

Depuis la fin des navettes spatiales américaines en juillet 2011 et l’abandon du programme Constellation en 2010 (programme lancé par George W.Bush en 2004 avec pour objectif un retour sur la Lune en 2020), la NASA se concentre sur deux grands projets: la capsule Orion (MPCV) de 6 personnes destinée à l’exploration humaine du système solaire ainsi que le lanceur super-lourd SLS (pour Space Launch System), capable de mettre en orbite les éléments nécessaires à des missions lointaines. Ce mastodonte, digne successeur de la Saturn V, sera en effet en mesure de mettre jusqu’à 130 tonnes en orbite basse (70 tonnes pour la première version), de quoi assembler de grandes structures spatiales pour un voyage vers la Lune, Mars ou encore un astéroïde. L’autre grand avantage de ce lanceur concerne l’exploration robotique du système solaire. Il permettra en effet, en plus d’emporter un plus grand nombre d’instruments scientifiques, d’insérer les sondes sur des trajectoires directes alors qu’à l’heure actuelle une assistance gravitationnelle est souvent nécessaire. Cela permettra de réduire de plus de la moitié les temps de voyage vers les planètes géantes ou leurs lunes. La NASA évoque notamment une possible mission de récupération d’échantillons dans les geysers d’Encelade, une des lunes de Saturne. Mais la mission qui reçoit en ce moment le plus de soutient de la part des politiques, des scientifiques et d’organisations telles que la Planetary Society est certainement celle à destination d’Europe, la célèbre lune de Jupiter. Cette mission, connue sous le nom d »Europa Clipper », consisterait à étudier si Europe est, ou a été, capable d’accueillir la vie. Il existe aujourd’hui une vraie communauté aux Etats-Unis qui pousse pour que le congrès et la Maison Blanche valide cette mission en 2015. Le lancement d’Europa Clipper serait une très bonne nouvelle pour le SLS qui subit actuellement de nombreuses critiques quand à sa réelle utilité. Le premier vol du lanceur est prévu pour décembre 2017, avec le lancement d’une capsule Orion qui effectuerait un survol de la Lune et un retour à grande vitesse sur Terre pour tester le bouclier de la capsule. La deuxième mission n’est pas prévue avant 2021 avec un vol habité vers un astéroïde pour le capturer et l’amener en orbite lunaire, en vu de l’étudier et possiblement de l’exploiter. Bien évidemment, le futur du SLS est encore assez incertain et l’arrivée massive du spatial privé (SpaceX a déjà évoqué un lanceur de la même catégorie) pourrait très bien remettre en question son avenir.

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La coiffe du SLS.

La coiffe du SLS.

Un nouvel âge d’or pour le spatial ? (partie 3)

Le rover "Yutu" s'éloignant son atterrisseur.

Le rover « Yutu » s’éloignant de son atterrisseur.

Le 14 décembre 2013 restera sans aucun doute une date importante dans l’histoire de l’exploration spatiale. C’est en effet la date qu’a choisie la Chine pour poser sa mission Chang’e 3 (CE-3) sur la surface lunaire, une première pour ce pays qui petit à petit rejoint les grandes nations historiques du spatial. La sonde, lancée le 1er décembre 2013 par une fusée Longue Marche 3B et insérée en orbite le 6, comprend un atterrisseur et un rover nommé Yutu, soit « Lapin de Jade » en français. C’est la 3ème mission lunaire chinoise (après Chang’e 1 en 2007 et chang’e 2 en 2008) mais sa première mission sur le sol lunaire (les deux précédentes sondes n’étaient « que » des orbiteurs). La dernière sonde à s’être posée sur la Lune était celle de la mission Luna 24 de l’URSS, en 1976 (les indiens ont néanmoins envoyé un impacteur lors de leur mission Chandrayaan) et c’est donc un événement assez exceptionnel que nous avons pu vivre en direct le 14 décembre dernier. D’abord parce que, grâce progrès de la technologie depuis 76, les qualités d’images permettent de mieux profiter du spectacle et aussi parce que tout s’est déroulé à la perfection. La Chine a en effet réalisé un sans faute jusqu’à maintenant et a su communiquer au public les informations et les images concernant les étapes cruciales. Sur la vidéo ci-dessous on peut ainsi voir la phase d’approche et d’atterrissage filmée en direct par une caméra embarquée (remarquez notamment la phase de vol stationnaire  destinée à choisir automatiquement le site d’atterrissage).

Après une période de sommeil d’environ 2 semaines due au froid glacial de la nuit lunaire, le rover Yutu vient tout juste de se réveiller pour entamer une campagne d’expérimentations scientifiques et techniques. Bien qu’il soit équipé d’instruments scientifiques comme un radar, deux spectromètres ou encore un télescope extrême UV, la finalité réelle de cette mission est d’abord technologique (en plus d’un apport certain au niveau de l’image que veut donner la Chine au Monde et à sa propre population). Chang’e 3 entre en effet dans un programme à long terme d’exploration lunaire, le CLEP (Chinese Lunar Exploration Program), et les technologies acquises serviront pour les missions futures. D’abord, chang’e 4 devrait être envoyée en 2015 et sera grosso modo, avec quelques améliorations, une réplique de chang’e 3 (en fait les chinois construisent leurs missions par paires pour s’assurer d’en réussir au moins une). La prochaine grande étape du CLEP sera la mission chang’e 5 prévue pour 2017. Celle-ci consistera en effet à poser un engin sur le sol lunaire, à en extraire des échantillons et à les ramener sur Terre. Contrairement aux missions similaires que réalisaient les soviétiques, la mission comprendra un rendez-vous automatique en orbite lunaire juste avant le retour sur Terre. Acquérir cette technologie représentera un progrès énorme et surtout rapprochera encore un peu plus les chinois de leur objectif final (bien qu’officiellement la décision politique n’ait pas encore été prise, les scientifiques chinois, eux, expriment clairement leur vision) qui est de poser un homme sur la Lune vers 2025.

La Terre vue depuis la Lune par l'atterrisseur de Chang'e 3.

La Terre vue depuis la Lune par l’atterrisseur de Chang’e 3.

A côte de ce programme lunaire les chinois ont déjà exprimés leur souhait de lancer une mission vers Mars. Normalement une première sonde, Yinghuo-1, aurait dû atteindre Mars en 2012 mais son vaisseau-mère d’origine russe, Phobos-Grunt, a échoué à quitter l’orbite terrestre et est retombé dans l’océan en janvier 2012. On peut facilement imaginer que ce n’est que partie remise pour les chinois. Cet échec aura quand même une répercussion importante: celle de permettre à l’Inde de lancer sa propre mission vers Mars avant et ainsi devenir la première nation asiatique à atteindre la planète rouge dans l’Histoire. Après l’avance acquise par la Chine face à son ambitieux voisin, c’est une aubaine pour réaliser un coup d’éclat. La mission se nomme sobrement Mars Orbiter Mission (MOM) et a été envoyée le 5 novembre 2013. Depuis, tout semble se dérouler comme prévu et elle parcourt actuellement le trajet de 10 mois qui la mènera en orbite martienne. Là encore, c’est avant tout une mission de prestige et de démonstration technologique que l’ISRO (l’agence spatiale indienne) mène et cela devrait lui permettre d’envisager des missions interplanétaires bien plus ambitieuses dans le futur. C’est d’ailleurs l’année prochaine que l’on devrait voir la prochaine mission indienne qui sera cette fois-ci à destination de Venus (Venus Orbiter Mission) et dont les caractéristiques devraient être assez voisines de celles de MOM. De plus, autour de 2017, l’ISRO devrait aussi envoyer Chandrayaan-2 vers la Lune pour une mission semblable à chang’e 3, c’est à dire composée d’un atterrisseur et d’un rover. Une autre sonde, nommée Aditya, devrait quand à elle partir étudier le Soleil la même année. Il semble désormais que l’activité astronautique se déplace petit à petit vers l’Asie et il sera intéressant de voir quelle sera la réaction des nations historiques du spatial. Dans la quatrième partie de ce dossier nous parlerons justement des prochaines missions américaines et européennes.

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L'atterrisseur de la mission Chang'e 3après avoir déposé son rover "Yutu".

L’atterrisseur de la mission Chang’e 3 après avoir déposé son rover « Yutu ».