Ce 06 juin, SpaceX a effectué un nouveau test de vol pré-orbital, le 4ème, « IFT4 » (pour « Integrated Flight 4 »). Le succès est presque complet. Encore un petit effort et « nous y serons ».
A noter que SpaceX ne parle plus d’OFT mais d’IFT. En effet il ne s’agit pas de faire un vol orbital qui supposerait à la fin une désorbitation mais de faire un vol sub-orbital qui, compte tenu de sa vitesse, très légèrement en dessous de la vitesse de mise sur orbite (28440 km/h), va redescendre naturellement sur la Terre avant d’en avoir fait le tour entier dans l’espace. Il est nommé « integrated » car il s’agit de faire voler ensemble le lanceur et le vaisseau. L’« exagération », très relative, portant sur le terme « orbital », avait été critiquée par quelques esprits mal disposés.
Le test comportait, comme il est normal, trois parties (1) la poussée du lanceur SuperHeavy et sa quasi-récupération, (2) la progression du Starship-vaisseau jusqu’à sa quasi-mise en orbite puis son « vol de croisière » dans l’espace, (3) la redescente du Starship-vaisseau jusqu’au sol (en l’occurrence l’Océan Indien). Comme, lors de l’OFT3 les parties 1 et 3 ne s’était pas parfaitement terminées, ce sont celles-ci qui furent les plus intéressantes à suivre lors de l’IFT4. Regardons-les ensemble attentivement !
Première partie :
Le décollage de la Starbase de Boca Chica (frontière Texas/Mexique) a été effectué sans effort à T=07h50 CT (14h50 heure d’Europe Occidentale). On ne parle plus du « déluge », ni du reste !
Le MaxQ (maximum de tension aérodynamique) a été passé sans dommage à T=59s, la vitesse était alors de 996 km/h et le Starship encore « intégral », à 7 km d’altitude.
Le « hotstagging » (libération du vaisseau alors qu’il est encore au contact de son lanceur, SuperHeavy) a été effectué à la vitesse acquise de 5509 km/h. On était à 67 km d’altitude et à T=02min 46s. Les moteurs de la couronne extérieure du lanceur puis tout de suite, à T=02min 47s, ceux de la seconde couronne, à l’intérieur de la première, se sont éteints. Ne restait plus allumés que les 3 moteurs du cœur du dispositif. A T=02min 52s, les 3 moteurs R-Vacs (Raptor Vacuum) du vaisseau était allumés et à 02min 53s c’était le tour des 3 Raptors atmosphériques (Rv2). Appuyant alors sa poussée sur le bouclier du hotstagging-ring le vaisseau se détachait du lanceur (T = 02min 54s). La vitesse acquise n’était retombée qu’à 5440 km/h mais à 71 km, le vaisseau était resté en progression d’altitude.
A partir de là, chacune des deux parties du Starship va vivre sa vie propre. Le vaisseau continuant sa course vers l’orbite et le lanceur suivant une trajectoire de retour sur Terre pour y être (pas cette fois-ci mais dans le test suivant) récupéré. Cette fois-ci (pour éviter les dégats au sol en cas d’échec) il était prévu un amerrissage dans le Golfe du Mexique, aussi « propre » que possible.
A T=02min 57s les moteurs de la seconde couronne du lanceur se rallument et le lanceur entame sa trajectoire de retour (elle n’est pas linéaire). Elle sera impeccable. Il largue le hotstagging ring, qui a bien rempli son rôle, à 04min 09s (et à 105 km d’altitude), après avoir coupé tous ses moteurs entre 03min 48s à 03min 56s (encore 110 km). Les moteurs resteront éteints ensuite presque jusqu’au bout. Ils ne seront rallumés qu’à seulement 1 km d’altitude pour amortir l’amerrissage. Freinage effectif et parfait puisque le lanceur est arrivé au contact de l’eau en vitesse zéro et à la verticale. Exactement ce qui était espéré.
Notons toutefois une légère défaillance : l’un des 33 moteurs de la couronne extérieure du lanceur n’a pas fonctionné au décollage et de même, un moteur de la seconde couronne ne s’est pas rallumé à la descente. Mais cette faiblesse a été parfaitement compensée par la poussée des autres moteurs.
Deuxième partie
Mais reprenons où nous en étions et observons le vaisseau volant seul dans « l’espace » (puisque maintenant il est au-dessus des 100 km de la ligne de Karman). Une fois le hotstagging effectué et tous ses moteurs allumés, il ne pouvait pas se passer grand-chose et ce fut effectivement le cas. Le vaisseau poursuivit son ascension, sans défaillance d’aucun de ses six moteurs. Les trois R-Vacs furent coupés en fonction du plan d’ascension (pour ne pas aller jusqu’à la vitesse de mise en orbite) à 147 km d’altitude (T=08min 09s), puis les trois R-v2 à 150 km (T=08min 37s). Pendant ce temps-là, le vaisseau se couche progressivement à l’horizontale. La vitesse maximum pour cette partie du vol, 26498 km/h est atteinte à T=08min 44s.
A T=09min 15s le vaisseau change d’attitude, à 180 degrés. C’est sa base et non plus son nez qui est dirigée dans le sens du déplacement. L’altitude maximum de l’IFT4, 213 km, est atteinte, la vitesse est encore presque maximum à 26221. Progressivement et lentement le vaisseau va redescendre puisqu’il n’est plus propulsé, qu’il n’est plus en position d’ascension et n’a pas atteint la vitesse de mise en orbite. Nouveau changement d’attitude à T=36min 11s, le vaisseau incline sa base vers la Terre pour préparer son freinage ventral, la descente en atmosphère se prépare ! On est à 173 km d’altitude et la vitesse est de 26397 km/h.
Troisième partie
La descente est la partie la plus périlleuse du voyage après le décollage puisqu’il s’agit de pénétrer dans une atmosphère de plus en plus dense à une vitesse très élevée, tout à la fois accéléré par la gravité et freiné par la densité atmosphérique. A la vitesse acquise, la température va monter à 1400°C et l’on espère que les 18.000 tuiles de protection thermique vont tenir (tout le monde se souvient de la catastrophe de la navette Challenger en 1986). Les tuiles sont évidemment plus robustes qu’à cette lointaine époque et surtout leur forme hexagonale doit permettre que des sillons de plasma ultra chaud ne s’établissent plus dans la longueur, arrachant une tuile après l’autre. Près de la base, on a volontairement omis de placer deux tuiles (pour comparaison de l’évolution de la zone où les manques se trouvent, avec les autres).
La rentrée en atmosphère se fait vraiment à 107 km d’altitude (apparition de plasma ultra-chaud au contact d’un aileron du vaisseau). Le vaisseau a déjà volé pendant 45 min. A 90 km, la vitesse maximum de tout l’IFT, 26757 km/h (effet de la gravité), est atteinte. C’est la vitesse « terminale », celle qui ne peut pas être dépassée en fonction des facteurs contraires à l’œuvre sur la chute.
La stabilité est toujours parfaite à 68 km. On entre dans la zone de danger car on se souvient qu’OFT3 a échoué à 65 km (dernier signal).
On est au-dessus de l’Océan Indien et on approche le Nord-Ouest de l’Australie où l’amerrissage doit avoir lieu.
A T=57min 45s, à l’altitude de 55 km, un accident survient sur un aileron. Chauffé à blanc, la vitesse est encore de 15517 km/h, une petite partie s’en détache. Cela amorce un arrachement et des tuiles sautent. A 53 km une salissure vient obstruer la vue de la caméra.
Capture d’écran SpaceX : arrachement partiel de l’aileron.
Mais le vaisseau continue et franchit la pression dynamique maximum à la vitesse de 5500 km/h à 38 km d’altitude. A ce stade, la rétropropulsion reprend forcément pour accélérer le freinage (mais aucune indication n’apparaît à l’écran) et le vaisseau descend en-dessous de la vitesse du son à une vingtaine de km d’altitude.
A 6 km, la caméra dont l’œil est un peu dégagé, nous permet de voir que l’aileron a demi arraché est toujours là. La vitesse est de 485 km/h et nous sommes à 6 km d’altitude. La vue disparait à 410 km/h et 3 km d’altitude. Le freinage continue et le vaisseau atteint la surface de l’Océan à vitesse réduite (dernière mesure à 1000 mètres) : 368 km/h. Nous sommes 01h06min 39s après le lancement, presque 16h00 « chez nous ».
Conclusion :
Fin de voyage un peu « cafouilleuse » au moins à cause de l’accident à l’aileron (on ne sait pas quelle est l’ampleur des détériorations qui ont eu lieu ailleurs). De plus, à la fin du vol l’objectif de la caméra, sali, ne nous donnait plus qu’une image très mauvaise. Mais la descente propulsée et contrôlée a bien continué puisque la vitesse a continué à baisser régulièrement et que jusqu’à la fin il n’y a pas eu perte de contact entre la Starbase de SpaceX (via Starlink) et le vaisseau.
Nul doute que la prochaine fois la couverture thermique résistera et que l’amerrissage se fera en douceur. Parallèlement, Elon Musk a parlé de récupérer le lanceur sur Terre, dans les griffes de la tour de service Mechazilla. Ce sera IFT5, peut-être ce mois de juillet 24. Les pessimistes et les rabat-joie peuvent grincer des dents. Demain, nous irons sur Mars !
liens:
https://www.spacex.com/launches/mission/?missionId=starship-flight-4
https://spacenews.com/starship-survives-reentry-during-fourth-test-flight/
illustration de titre : le hotstagging (photo SpaceX, capture d’écran). On voit bien le haut du lanceur dont le vaisseau vient de se détacher.
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14 Responses
Voila ! Cette fois, je peux commencer à faire des économies pour me payer quelques mois de vacances sur Mars dans un délai raisonnable.
Elon Musk a été beaucoup plus rapide que la NASA.
Comme tous les passionnés d’astronautique je pense, j’ai suivi avec le plus grand intérêt ce 4ème test du Starship, que l’on peut vraiment qualifier de réussi cette fois, même si le vaisseau a perdu quelques éléments (plusieurs tuiles, aileron) au retour sur Terre. Ce qui apparaît en tout cas extrêmement positif et encourageant est la progression d’un test à l’autre. Je suis en particulier admiratif de la fiabilité des Raptors; il reste néanmoins à démontrer que cette fiabilité est bien aussi élevée qu’elle paraît aujourd’hui (les premiers vols de la navette spatiale ont aussi été couronnés de succès, et même plus encore que dans le cas du Starship, ce qui n’a pas empêché deux dramatiques accidents par la suite), il faudra encore un certain nombre de tests sans problème avec ces moteurs (pas plus qu’avec les tuiles, les ailerons ou autres éléments) pour confirmer ce point. C’est une condition indispensable si l’on veut pouvoir certifier cet engin spatial pour des missions habitées. Or le temps presse, Artémis II est sauf erreur toujours prévu pour la fin de l’année prochaine déjà (rappelons que cette mission était prévue en 2022 à l’origine) et Artémis III (avec alunissage) en septembre 2026, un calendrier qui semble difficile à respecter avec les retards accumulés jusqu’ici. SI le Starship n’est pas prêt à temps, que se passera-t-il? La NASA peut-elle garder un programme comme Artémis « en attente » pendant de nombreuses années? Et quid d’un possible changement d’administration dès l’année prochaine, avec un Trump qui voudra « effacer » par principe tout ce qui aura été réalisé ou mis en oeuvre durant la présidence précédente? La « fenêtre d’opportunité » du retour des « Américains » sur la Lune pourrait-elle avoir déjà été manquée? A moins que l’aiguillon chinois change la donne et redonne aux Etats-Unis, indépendamment du parti au pouvoir, la motivation de ne pas se laisser dépasser par leur concurrent direct dans le domaine des vols spatiaux habités!
Certes il y a du retard dans le développement du Starship mais SpaceX est bien engagée sur la voie de la réussite. Certes la concurrence chinoise est bien présente mais on peut penser que les ingénieurs de ce pays sont toujours plutôt moins capables que ceux des Etats-Unis de retourner sur la Lune. Il n’y a pas encore de Starship chinois, même au stade du test.
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Donc les Etats-Unis ont raison de continuer sur cette voix que de développer un autre projet qui prendrait encore plus de temps. Il n’est pas assuré que le Starship puisse aller en l’état sur Mars (vous avez bien souligné le problème de l’alimentation en énergie pendant le voyage) mais les conditions pour aller sur la Lune sont plus simples à remplir. Donc, à mon avis, on peut continuer à croire au Starship HLS (avec ou sans Gateway).
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NB: c’est le Président Trump (avec le Vice-président Mike Pence) qui a lancé le programme Artemis. De plus, compte tenu des orientations politiques d’Elon Musk et de sa volonté de « rendre sa fierté à l’Amérique », il me semble très probable qu’il continuera Artemis s’il est réélu.
Je n’ai absolument pas dit qu’il fallait abandonner le développement du Starship lunaire (au contraire, je m’inquiétais des retards intervenus et de leurs possibles conséquences). En ce qui concerne les avancées chinoises, j’ai juste voulu souligner que c’était un excellent aiguillon pour éviter une toujours possible nouvelle « mise au placard » des projets lunaires « américains ». Car même si le programme Artemis a été initié sous la première présidence Trump, il a vu ses premières concrétisations sous la présidence Biden et cela pourrait ne pas plaire à Trump, surtout si de nouveaux retards risqueraient ne pas permettre de réussir un nouveau atterrissage « américain » sur la Lune avant la fin d’un éventuel deuxième mandat (2028) de celui-ci. S’il n’y voit pas l’occasion d’en tirer une gloriole personne, cela ne l’intéressera pas (je ne crois pas que Trump ait un intérêt quelconque pour l’aventure spatiale en soi, … et malheureusement Biden guère plus d’ailleurs). Cela dépendra aussi de l’importance que sa base républicaine accordera ou non à cette nouvelle aventure spatiale; Trump n’ira pas dans ce domaine contre l’opinion de ses supporters, d’où, justement de ce point de vue, l’intérêt de la motivation « patriotique » que pourraient susciter les avancées chinoises.
En ce qui concerne ces dernières, la Chine ne suit pas la voie, assez tarabiscotée il faut le reconnaître, des missions combinées Orion/HLS (Starship lunaire)/Lunar Gateway; elle n’a donc aucune nécessité de développer l’équivalent du Starship. Et l’approche chinoise plus « classique » et « linéaire » pourrait (on verra bien) lui permettre de progresser assez rapidement et peut-être avec moins d’aléas vers son objectif lunaire.
Les résultats de ces quatre tirs ne laissent plus de place de doute : à l’évidence, la méthode de développement choisie par Space X fonctionne. Et c’est une excellente nouvelle car l’occident a besoin d’un lanceur de cette classe (ou en tout cas du Super Heavy).
On peut toutefois s’interroger de ce qu’il en devient des objectifs de compétitivité. Chaque mois qui passe et chaque modification renchérit le lanceur (en frais fixes et/ou coût récurrents). Or le retard se compte en années et les modifications en centaines. Musk n’a aucun souci à se faire pour une concurrence du SLS, inabordable et mort-né. Mais l’objectif déclaré était remplacer tous les Falcon par le Starship, ce que devient chaque jour plus difficile.
Pour ce qui est d’Artémis, quand la Nasa a été priée d’accepter l’objectif trumpiste d’un atterrissage en 2024, aucun professionnel ne le pensait réaliste avant 2028. Et les choses n’ont pas changé, en tout cas ne se sont pas améliorées. Rappelons aussi que le programme prévoit, quelque part entre Artémis 2 et 3, une répétition automatique du HLS sur laquelle on n’a toujours aucune information, ce qui est proprement ahurissant. Les calendriers glissants qu’on nous sert et qu’on continuera à nous servir tous les 18 mois ne sont visiblement qu’à but médiatique.
Je pense donc aussi que pour Artémis, toutes les hypothèses sont possibles, y compris l’annulation d’Atémis 3 (sous sa forme actuelle), d’autant qu’on est bien en peine d’en voir l’intérêt. La course à la Lune avec les Chinois a déjà été gagnée : par les Américains en 1969.
Je ne sous-estimerai pas les Chinois. Je parie sur le fait que les Chinois seront les premiers à retourner sur la Lune, car ils vont appliquer le principe d’Apollo qui ne vise qu’à poser 2 voire 3 astronautes sur la Lune.
Par contre les Américains visent autre chose et le choix du Starship comme module lunaire le démontre bien: établir une présence humaine régulière sur et autour de la Lune. La capacité d’emport, la réutilisation et l’approche industrielle qui caractérise le développement du Starship seront l’atout qui permettra aux Américains de faire autre chose sur la Lune qu’un passage de quelques jours.
Pour l’instant, les seules missions américaines prévues sur la Lune sont quelques courts séjours de 2 ou 4 astronautes. Les projets de présence plus régulière sont régulièrement évoqués mais n’ont pas dépassé le stade des déclarations.
Le choix du Starship HLS, qui par ailleurs ne concerne que les mission Artémis 3 et 4, ne me paraît pas lié à cette intention déclarée. Si quelque chose peut l’être, ce serait plutôt le Lunar Gateway, s’il voit le jour.
Tout-à-fait d’accord avec vous. Les « Américains » n’ont pas pour l’instant un programme cohérent de retour sur la Lune (pour s’y établir), juste de grandes déclarations … et des retards qui s’accumulent (avec des changements fréquents d’objectifs et d’approches, ceci expliquant en partie cela). Et leur schéma actuel de missions lunaires combinant SLS-Orion/HLS/Lunar Gateway est assez aberrant et donc sujet à connaître des déboires; en principe, plus c’est simple, mieux c’est, dans ce domaine comme dans d’autres. A suivre, l’avenir nous dira qui des « Américains » ou des Chinois aura choisi la bonne voie pour retourner sur la Lune, et je ne parierais pas forcément sur les premiers.
Bonjour
pas pu voir le direct helas hospitalise stent coeur mais tres content que starship a presente un tres beau vol.
Bonjour Niogret. Désolé de cet empêchement! Je vous souhaite un prompt et complet rétablissement!
Vous pouvez toujours revoir en replay le vol (je vous ai donné le lien en fin d’article).
Une machine aussi complexe et sur laquelle on met tant d’espoirs ne peut pas être parfaite dès les premières années. Les Chinois vont être un aiguillon pour les Américains et ils pourraient bien réaliser leur rêve qui est d’étonner le monde au fur et à mesure qu’ils gagnent en puissance. Ariane 6 va bientôt s’élancer mais je crains qu’elle n’ait pas d’ambitions aussi grandes que Starship. Je suis curieux de connaître où veulent en venir les Européens, de quoi sera capable cette Ariane. Autre question en suspens: si on se rappelle les vieux rêves d’Elon Musk: un petit groupe d’hommes sur Mars pour longtemps ou pour un court séjour? un groupe nombreux pour plus tard ou très vite, on ne sait pas. Et, bien sûr, serons-nous déçus ou émerveillés dès nos premiers pas sur cette planète?
En Asie aussi
https://asia.nikkei.com/Business/Aerospace-Defense-Industries/Space-race-to-heat-up-in-2024-as-Japan-China-India-reach-for-the-stars
Bonjour
On commence a voir apparaitre des articles concernant la sante des equipages en partance pour Mars : ces articles expriment une reelle inquietude…
Bonjour Niogret,
Non, cette inquiétude n’est pas nouvelle. Si vous lisez mon livre vous verrez que j’y consacre de nombreuses pages.
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Les problèmes principaux sont l’apesanteur, les radiations et les deux combinés (il y a aggravation du fait de la combinaison). C’est pour contrer l’effet délétère de l’apesanteur que depuis le début des années 1990, Robert Zubrin demande à la NASA d’étudier la mise en rotation de deux corps (dont l’habitat) afin de recréer une pesanteur artificielle dans l’habitat (par force centrifuge).
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Pour ce qui est des radiations, il faut bien distinguer les radiations solaires (Solar energetic Particles, SeP) et les 2% de radiations cosmiques qui sont de type HZE (métallicité, « Z », élevée). Pour cela il vaudrait mieux voyager lorsque le cycle d’activité solaire est ascendant ou descendant (sans attendre le pic mais en évitant le minimum solaire lorsque les radiations cosmiques sont les plus fortes). La conclusion qu’il faut en tirer c’est tenter de faire un voyage aussi court que possible (6 mois maximum et moins quand ce sera possible) et aussi qu’un homme ne pourra faire dans sa vie plus de 3 ou, grand maximum, 4 allers et retours (donc en particulier pas de « pilote professionnel »).
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C’est aussi une des raisons pour lesquels les personnes qui iront sur Mars auront intérêt à se fixer d’un côté ou de l’autre. Beaucoup choisiront la Terre, quelques-uns choisiront Mars.
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Sur Mars, on pourra vivre en surveillant sa dose de radiations reçues. Cela forcera à limiter les sorties en surface mais il n’y aura aucun problème à vivre comme dans les grandes villes aujourd’hui, avec chaque jour des sorties limitées à l’extérieur. Pour les travaux « physiques », on utilisera des robots commandés en direct depuis l’intérieur d’une base martienne (pour mémoire, la commande en direct est impossible depuis la Terre à cause de la finitude de la vitesse de la lumière).