Exploration spatiale - le blog de Pierre Brisson

Blue-Origin, la société spatiale de Jeff Bezos, a été choisie le 19 mai 2023 par la NASA pour assurer le transport des astronautes dans son vaisseau Blue-Moon entre l’orbite lunaire et la surface de la Lune pour la mission Artemis V. Jeff Bezos avait beaucoup protesté contre le choix de SpaceX pour Artemis III sans qu’il soit prévu une autre mission pour son propre vaisseau spatial (jusqu’à poursuivre la NASA en justice !). Il reçoit ainsi satisfaction. En faisant préparer un second HLS (Human Landing System), la NASA se donne, de son côté, une sécurité en cas de défaillance de SpaceX.

Un problème technique empêchait l’accès à ce blog depuis sa parution samedi. Il résultait de la reprise dans le nouveau blog d’un thème d’édition utilisé dans le cadre du Temps. Il a été réparé. Vous pouvez désormais poster des commentaires et/ou vous abonner.

NB : La mission Artemis V est prévue pour 2029. Artemis IV concernera exclusivement l’assemblage du Gateway (station orbitant la Lune, comme l’ISS orbitait la Terre) et Artemis II ne requiert pas plus de HLS qu’Artemis I puisque pas plus que cette dernière, elle ne prévoit de descendre sur la Lune. C’est donc le SLS, seul, qui assurera les missions Artemis II et IV comme elle a porté la mission Artemis I.

En réalité, à l’origine (appel d’offres 2019), la NASA avait prévu dans son budget deux partenaires privés pour descendre de l’orbite lunaire jusqu’à la Lune (puis en repartir !) mais le Congrès n’avait retenu qu’une partie de ce budget. La NASA ne pouvait donc choisir qu’un seul des compétiteurs. Et, compte tenu des offres reçues en avril 21, soit 2,89 milliards de SpaceX et 3,4 milliards de Blue-Origin, le choix était clair, il ne pouvait se porter que sur l’offre de SpaceX qui non seulement était moins chère mais proposait le projet qui semblait le plus avancé, celui du Starship HLS, adaptation du modèle de base du Starship (vol sans atmosphère pendant l’EDL et la remontée en orbite lunaire). En 2022, avec de nouvelles ressources votées par le Congrès, la NASA a pu lancer un nouvel appel d’offres et mettre ainsi fin, ce mois de mai, à la déception de Jeff Bezos et à la poursuite judiciaire de Blue-Origin contre elle-même, en choisissant cette dernière contre un autre compétiteur, Dynetics, pour Artemis V.

Au-delà du souci d’introduire une concurrence, peut-être que la piteuse performance du Starship lors de sa première tentative de vol orbital et l’inquiétude qu’elle a pu générer chez la NASA, n’est pas non plus étrangère à cette évolution. Il est important aussi de noter que Blue-Origin est le leader d’un consortium dont font partie Lockheed Martin, Draper-Laboratory, Boeing, Astrobotic et Honeybee Robotics, et que Lockheed Martin aussi bien que Boeing disposent d’un fort levier politique, économique et social qui a sans doute renforcé la pression mise par Jeff Bezos sur la NASA. Il faut noter aussi que Blue Origin a introduit quelques améliorations dans le projet qui a été retenu, par rapport à l’offre précédente.

Dans les deux cas le véhicule HLS n’est prévu que pour le trajet entre la station d’attente des astronautes en orbite lunaire (que ce soit la capsule Orion et ensuite le Gateway) et le sol lunaire. Dans les deux cas, les astronautes seront acheminés jusqu’à l’orbite lunaire pour rejoindre cette station depuis la Terre par un vol de SLS. Il ne faut pas oublier en effet que cette fusée coûteuse et peu performante est le lanceur « officiel » de la NASA et qu’il convient donc de l’utiliser au mieux. Le second étage du SLS comprend la capsule, son module de service (Européen) et un module propulseur qui après la mise en orbite terrestre, injecte l’ensemble dans une trajectoire vers l’orbite lunaire. Au départ et jusqu’à séparation du lanceur, il lui est relié par un Launch Vehicle Stage Adapter (LVSA). Le module propulseur situé au-dessus de ce LVSA a été pour Artemis I et sera pour Artemis II et III l’« Interim Cryogenic Propulsion Stage » (ICPS). Il s’agit du module de propulsion « boosté » du second étage de la vieille fusée Delta IV (« vieille » car elle date des années 1990). Pour les missions Artemis IV et les suivantes, cet ICPS sera remplacé par un « Exploration Upper Stage » (EUS) plus puissant (en développement chez Boeing) ce qui permettra d’installer le Gateway en orbite lunaire.  L’ICPS sera porté par un lanceur SLS Block 1. L’EUS sera porté par un lanceur SLS Block 1B puis par un SLS Block 2 également plus puissant. Tout cela donne satisfaction au consortium ULA (dirigé par Boeing) qui développe le SLS mais ne suffit pas. En effet si on l’envoyait seule sur la Lune, la capsule Orion serait bien incapable d’en repartir par ses propres moyens. On n’est hélas plus à l’époque d’Apollo ou plutôt la NASA n’a pas développé les moyens technologiques dont elle disposait à l’époque d’Apollo pour transporter aujourd’hui des charges plus volumineuses et plus massives qu’alors. Le but n’est, par ailleurs, plus maintenant seulement d’atterrir sur la Lune dans une « coquille de noix », de faire un petit tour et de repartir mais il est de s’y installer. Il faut donc prévoir d’y déposer des hommes et des équipements en quantités beaucoup plus importantes que du temps d’Apollo. Donc pour les missions Artemis III, V et suivantes (celles qui descendront sur la Lune), le SLS a besoin d’un relai et c’est là qu’interviennent les HLS, même si avec le Starship on aurait pu se passer du SLS pour Artemis III. Pour Artemis V, le New-Glenn (de Blue Origin) avec une coiffe très spacieuse sera plus adapté que le SLS pour transporter le Blue-Moon depuis la Terre jusqu’à l’orbite lunaire (même si une adaptation ne serait pas impossible). On peut donc en déduire que le SLS doit plutôt être vu comme un back-up au cas où ni le Starship HLS ni le New-Glenn ne pourraient voler (le Blue-Moon serait incapable de revenir en orbite terrestre).

Au-delà de la querelle ayant opposé SpaceX et Blue Origin, il faut voir que la solution Blue-Moon est très différente de la solution Starship HLS (au-delà du fait que ce seront tous les deux des transporteurs réutilisables). Dans le cas du Starship HLS, SpaceX offre un énorme vaisseau qui pourrait aussi bien venir directement de l’orbite terrestre et descendre sur la Lune avec tous les ergols, vivres et équipements nécessaires (SLS inutile comme dit ci-dessus). Dans le cas du Blue-Moon on a affaire à un vaisseau beaucoup plus petit qui devra être ravitaillé par un toujours mystérieux « Cislunar-Transporter » (conçu et réalisé par Lockheed Martin mais sur lequel on n’a pratiquement aucune information) lancé séparément par une fusée New-Glenn (ou une autre fusée « classique », voire un SLS). On peut dire pour simplifier que le Starship HLS est un vrai monobloc tandis que le Blue-Moon est un faux monobloc qui ne peut fonctionner sans son Cislunar-Transporter. Ceci ne veut pas dire que le Starship HLS ne devra pas être réapprovisionné en ergols et autres nécessités en orbite terrestre avant de (re)partir pour la Lune mais il sera beaucoup plus logique de le faire sur cette orbite terrestre (plusieurs allers-retours de Starship tankers possibles) plutôt que plus loin. C’est tout le contraire pour le Blue-Moon pour lequel ce Cislunar-Transporter sera indispensable là où évoluera le Blue-Moon, dans la région lunaire.

Le Blue-Moon comme son « Cislunar-Transporter » (séparément) sera lancé par une fusée New Glenn (il lui serait impossible vue sa structure, de décoller seul de la Terre et de franchir l’atmosphère terrestre). Il aura une grosse différence de masse et donc de poids avec le Starship HLS. La masse du Blue-Moon ne sera que de 45 tonnes dont 15 pour la masse sèche (sans les 29 tonnes d’ergols et sans charge utile). Le Blue-Moon comprendra trois parties. La partie basse est un module habitable reposant sur un réacteur avec moteur qui permet aussi bien le freinage pour l’EDL que la propulsion pour la remontée en orbite. On pourra y loger quatre astronautes. Au-dessus seront situés les ergols, dans deux réservoirs, celui d’oxygène puis d’hydrogène (le plus léger). A noter l’intérêt du choix de l’hydrogène comme carburant et de la position du réservoir au-dessus du module-habitat puisque ce gaz constituera un excellent écran contre les radiations solaires (SeP – Solar energetic Particles, essentiellement protons). Pour mémoire, la masse du Starship HLS est de 3600 tonnes dont 200 tonnes sèches. La masse du Blue-Moon correspond au maximum de la capacité d’emport du New-Glenn (ce qui a évidemment été calculé exprès !). Le Starship HLS est certainement surdimensionné pour les premières missions puisqu’il pourra apporter 100 tonnes de charge utile sur la Lune alors que le Blue-Moon (lui, sous-dimensionné ?) sera limité à 20 tonnes (ou 30 tonnes en version non réutilisable). Par ailleurs, il faut noter une différence non négligeable : l’accès à l’habitat du Starship n’est possible qu’après une ascension de 38 mètres depuis le sol (les énormes réservoirs sont en-dessous) alors que l’habitat du Blue-Moon sera tout près du sol (les réservoirs sont au-dessus). Donc chacun des deux types de vaisseau HLS présente ses avantages et ses inconvénients.

Malheureusement si le Starship n’a pas encore fait ses preuves, la fusée New-Glen ne les a pas faites non plus. Théoriquement elle pourrait mettre 45 tonnes en orbite basse terrestre (LEO) contre 150 tonnes pour le Starship, et 13 tonnes en orbite géostationnaire (GEO). Il est certes probablement moins difficile de mettre au point le New-Glen que le Starship puisque le premier est moins révolutionnaire que le second (toutefois son premier étage doit être réutilisable, comme le SuperHeavy du Starship). La poussée au décollage ne sera que de 17.100  kN alors que celle du Starship sera de 74.500 kN. On peut donc envisager que le New-Glen ne connaisse pas les mêmes difficultés que le Starship au décollage ; encore faudra-t-il l’essayer.

Il est possible que le Starship ne puisse pas encore voler comme prévu en 2023 et pour la mission Artemis III qui lui a été attribuée (Artemis IV, prévu pour Septembre 28 pour installer le Lunar Gateway ne descendra pas sur la Lune). Vu le faible avancement du New-Glenn aujourd’hui il est quasiment impossible que Blue Origin puisse remplacer SpaceX pour la mission Artemis III (Décembre 2025). Artemis IV n’engagera que le SLS (nouveau block 1-B). Si le Starship ne peut voler en 2023, la mission Artemis III serait donc très compromise. Mais l’objectif 2029 pour Artemis V laisse à Blue Origin plus de temps pour se préparer. Après Artemis V, la concurrence jouera à plein et l’on verra si on continue à utiliser les deux types de HLS! Peut-être le fera-t-on pour s’adapter aux différents types de mission (transport des hommes ou transport des marchandises, séjour long ou séjour court)?

xxxx

Si vous avez apprécié cet article, abonnez-vous au blog (c’est gratuit). Ce sera pour moi un encouragement à le poursuivre après le choc subi par la suppression de la plateforme dédiée du journal Le Temps. Je remercie ceux qui l’ont déjà fait et j’invite mes autres lecteurs, ceux qui sont déjà fidèles et ceux qui souhaitent le devenir, à le faire également.

Je rappelle que mes thèmes d’étude et de réflexion sont (1) la recherche d’une meilleure compréhension de l’Univers par les moyens astronomiques et astrophysiques; (2) l’exploration de l’espace proche par les moyens astronautiques et les divers instruments que nos vaisseaux peuvent embarquer; (3) l’exploration de la planète Mars vue comme une planète qui pourra nous aider à mieux comprendre l’évolution de la nôtre et servir un jour de seconde Terre à certains d’entre nous; (4) la recherche de la complexification vers la vie de la matière organique en dehors de la Terre, sans préjuger du niveau de complexification que l’on pourra constater.

Je considère que ces quatre thèmes sont intrinsèquement liés.

Liens :

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-blue-origin-as-second-artemis-lunar-lander-provider

https://www.nasa.gov/press-release/as-artemis-moves-forward-nasa-picks-spacex-to-land-next-americans-on-moon

https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nac_october_2022_artemis_final_rev_b.pdf

https://spacenews.com/nasa-selects-blue-origin-to-develop-second-artemis-lunar-lander/

https://www.lockheedmartin.com/content/dam/lockheed-martin/eo/photo/webt/Cislunar-Outpost-Architecture.pdf

https://www.draper.com/press-release/draper-announces-artemis-award-blue-origin-national-team

https://spacenews.com/nasa-foresees-gap-in-lunar-landings-after-artemis-3/

xxxx

Pour (re)trouver dans mon blog un autre article sur un sujet qui vous intéresse parmi les 430 déjà publiés, cliquez sur:

Index L’appel de Mars 23 07 13

13 réponses

  1. Merci Monsieur Brisson pour cette synthèse. Le Blue-Moon cuvée 2023, dit MK2 et retenu pour Artémis V, présente toutefois plus que quelques améliorations par rapport celui de 2021 : c’est vraiment un autre atterrisseur. A regarder de près, il est moins innovant que le Starship HLS, mais pas beaucoup moins. En fait, et à l’opposé d’Apollo, on a l’impression qu’avec ces 2 choix la NASA privilégie l’innovation aux dépens du reste, et notamment de la tenue des délais. Même l’argument de coût ne tient guère, des solutions aussi innovantes présentant d’expérience des risques importants de dépassements de devis (qui, quoi qu’en dise la NASA, ne seront pas entièrement supportés par les industriels).

    Parlant d’innovation, on peut du reste s’interroger sur ce qu’il en sera des répétitions automatiques préalables. Le contrat Artémis III prévoit un vol automatique de démonstration de l’HLS un an avant l’atterrissage humain : mais à ma connaissance, nous n’avons toujours aucun détail. Quant à Artémis V, il ne m’est pas clair si l’équivalent fait aussi partie du contrat (comme il devrait).

    Concernant Artémis IV, le renoncement à l’atterrissage est un fait un peu nouveau pour moi. Il est bien cité dans le 4ème lien qui suit l’article (et datant de janvier 2022). Mais le 3ème lien, datant d’octobre 2022 et donc ultérieur, réinstitue l’atterrissage. Il apparaît aussi dans une majorité d’autres documents, et la commande d’un 2ème Starship à cet effet ne semble pas avoir été annulée. Quelqu’un aurait-il la réponse ?

  2. Excellent resume de la situation: pour l instant spacex termine son superbe pas de tir et se prepare a tester ses 32 raptors au point fixe. je suis impatient de voir ce que cela donne!

  3. On peut aussi s’intéresser aux efforts spatiaux de l’Europe qui se hâte avec lenteur mais qui pourrait bien finir par étonner. Elle a fait bien des erreurs dans le domaine des centrales nucléaires et surtout d’internet (lesquels nous privent de Gafam européens) mais Ariane 6 semble devoir finir par se lancer. Et des efforts sérieux sont faits avec le projet Argonaut, atterrisseur lunaire et les études sur les conditions d’un voyage vers Mars. Par exemple ceux-ci, en Pologne, montrent le problème du manque de lumière du soleil

  4. A priori, le fait pour la NASA de ne pas mettre « tous ses œufs dans un même panier » pour ses projets de retour vers et sur la Lune paraît sage et prudent. Reste, comme le souligne Monsieur Brisson, que ni le Starship ni Blue-Moon n’ont encore fait la moindre preuve qu’ils pourront effectivement tenir les promesses faites par leurs concepteurs respectifs, surtout dans les délais, très courts, impartis (même si, personnellement, j’aurais tendance à plus faire confiance à la conception plus modulaire de Blue Moon qu’à celle à mes yeux moins rationnelle et plus hasardeuse, surtout pour ce genre de mission, du Starship). Par ailleurs, comme souligné aussi dans l’article, toute l’architecture de missions de ce nouvel « objectif Lune » de la NASA paraît bien compliquée, pour ne pas dire tarabiscotée, avec un SLS de conception dépassée et une Lunar Gateway dont l’utilité réelle est pour le moins sujette à caution. Quoi qu’il en soit, on saura maintenant assez rapidement si la NASA a, ou non, « misé sur les bons chevaux » pour ses nouveaux projets lunaires, … et au-delà, ou si tout cela va se terminer en fiasco (il ne resterait plus alors qu’à compter sur les Chinois pour renouer avec la grande aventure spatiale!).

  5. « il ne resterait plus alors qu’à compter sur les Chinois pour renouer avec la grande aventure spatiale! ». L’Europe n’a vraiment pas votre estime!

    1. Au contraire, difficile de trouver plus fervent europhile que moi (Monsieur Brisson peut en témoigner !) et plus désolé de ne pas voir notre continent prendre la place qui devrait être la sienne dans l’exploration spatiale habitée. Mais il faut aussi rester réaliste. Malheureusement, nous nous sommes contentés jusqu’ici de strapontins américains ou russes, alors que nous aurions pu être à l’avant-garde- Nous ne nous sommes toujours pas donnés les moyens d’envoyer nos spationautes par nos propres moyens ne serait-ce que simplement en orbite terrestre basse. Les Chinois ont quand même une sacrée avance sur nous, que je ne demanderais pas mieux que voir se rétrécir bien sûr. Cela dit, à y regarder de plus près, la « conquête spatiale » a en fait essentiellement été le fait d’Européens, les Russes l’étant et les réussites « américaines » (je pense en particulier au programme Apollo) devant beaucoup à von Braun et ses collaborateurs, Européens eux-aussi à la base et de formation, même s’ils ont trouvé Outre-Atlantique un terreau favorable et ont été ensuite naturalisés américains ! Mais si l’Europe pouvait aujourd’hui enfin se réveiller et se montrer plus ambitieuse dans ce domaine, j’en serais plus qu’enchanté !

      1. Je partage tout à fait le point de vue de Pierre-André Haldi (et je confirme son europhilie!).
        .
        L’Europe avait beaucoup d’atouts en main (et dans les têtes), la France en particulier (avec la collaboration initiale des ingénieurs allemands). Il est vraiment regrettable qu’après le succès d’Ariane V, à la fin des années 90, elle se soit « endormie sur ses lauriers » et qu’elle ait systématiquement refusé l’innovation « disruptive ».
        .
        Au début il était temps de se réveiller et de faire assauts d’inventivité avec SpaceX. Maintenant il me semble que ce soit bien tard: Je ne croit pas qu’Ariane VI puisse « changer la donne » et à part cela on entend beaucoup de paroles et on voit peu d’actes.

  6. Que va-t-il se passer avec Ariane 6? Victor H. écrivait « l’avenir est à Dieu ». Attendre voir! La vérité est aussi que nous ne sommes pas informés de ce qui se trame côté européen. A l’origine on attendait beaucoup d’Ariane 6. Mais hélas, elle n’est pas réutilisable! Ou alors une coopération totale Europe-Etats Unis vu les coûts et le désir de réaliser quelque chose de sérieux? Espérons que les succès américains stimuleront notre orgueil. Et encore plus il y a les Arabes et le Japon, les Indiens. J’ai côtoyé quelques-uns de ces derniers et ils étaient très intelligents. Il y aura peut-être un jour une effervescence spatiale dans le monde si l’on peut résoudre certains des problèmes qui se posent aujourd’hui

  7. Actuellement ils ont mis au point le moteur PROMETHUS que l on peut arreter et remettre en route a volonte et ils travaillent sur un lanceur reutilisabbe :compte tenu de leur grande competence , de leurs acquis technologiques et du mecano dont ils disposent je crois qu ils peuvent « rattraper » le retard tres vite.

  8. Bonjour Serge. Je me permets de vous suggérer de vous réinscrire si vous l’avez fait une première fois avant dimanche soir. Il y a en effet eu un problème avec l’espace commentaires entre samedi matin et dimanche soir et j’ai dû moi-même refaire l’inscription pour qu’elle redevienne effective. Et depuis, c’est OK. Cordialement. P.-A. Haldi

  9. La NASA et la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) viennent de choisir Lockheed Martin pour développer une fusée à propulsion thermique nucléaire :
    https://www.letemps.ch/sciences/la-nasa-choisit-lockheed-martin-pour-concevoir-une-fusee-a-propulsion-nucleaire
    Espérons qu’avec cette enveloppe de 499 millions USD on arrivera à mettre au point cet « experimental nuclear thermal reactor vehicle (X-NTRV) » :
    https://arstechnica.com/space/2023/07/nasa-seeks-to-launch-a-nuclear-powered-rocket-engine-in-four-years/
    https://www.darpa.mil/news-events/2023-07-26
    Arrivera-t-on à chauffer de l’hydrogène entre 2’000 et 3’000 °C, à obtenir une impulsion spécifique de 3’000 à 5’000 secondes et une poussée de plusieurs centaines de kilonewtons, permettant d’atteindre rapidement, des vitesses de plus de 10 km/s ?
    « And then? Well, we’ll see ». Donc, affaire à suivre !

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

À propos de ce blog

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l’Association Planète Mars (France), économiste de formation (University of Virginia), ancien banquier d’entreprises de profession, planétologue depuis toujours

Abonnez-vous à ce blog par e-mail.

Saisissez votre adresse e-mail pour vous abonner à ce blog et recevoir une notification de chaque nouvel article par e-mail.

Rejoignez les 84 autres abonnés