Visite des locaux de XCOR Aerospace à Mojave.

Autre acteur du domaine du suborbital, XCOR Aerospace est une petite entreprise d’une quarantaine d’employés installée au spatioport de Mojave, en Californie. Elle a récemment accueilli un journaliste du site space.com pour une visite de ses locaux. On peut y voir sa navette Lynx en construction et qui devrait commencer ses essais en vol d’ici à la fin de l’année. Elle devrait emporter un pilote et un passager à environ 60 km d’altitude pour quelques minutes d’apesanteur. XCOR est un spécialiste de propulsion et la vidéo met bien en évidence l’avantage de leur système (le XR-5K18) par rapport à celui de leur concurrent principal Virgin galactic: la possibilité de rallumer à n’importe quel moment leur moteur et surtout une bonne réutilisabilité avec l’objectif de voler plusieurs fois par jour (le moteur du SpaceShipTwo n’est que partiellement réutilisable du fait qu’il soit en partie à propulsion solide).

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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.

 

La nouvelle version du robot ATLAS de Boston Dynamics

Plus de deux ans après le premier ATLAS qui a permis à plusieurs équipes du Darpa Robotics Challenge de concourir avec ce qui se fait de mieux en robotique humanoïde, Boston Dynamics remet ça avec une seconde version bien plus performante. Plus léger, plus agile et aussi plus petit, ce nouveau robot est capable de marcher librement en terrain difficile, de se relever lorsqu’il tombe par terre ou encore de réagir très rapidement pour rester debout suite à une « bousculade » d’un des chercheurs de la société du Massachussetts, rachetée en décembre 2013 par Alphabet (Google). Il s’agît de la seconde machine dévoilée sous l’ère Google, après le robot quadripède Spot en février 2015. Une des particularités du nouvel androïde est l’utilisation d’imprimantes 3D pour implémenter à l’intérieur même de la structure des jambes du robot (image ci-dessous) les conduites pour les liquides de refroidissement, l’alimentation… Malgré tout, on ne sait toujours pas quel l’ambition de Google dans la robotique après ses achats massifs d’entreprises du secteur fin 2013. Questionné à ce propos par IEEE Spectrum, Marc Raibert, le fondateur de Boston Dynamics a seulement répondu par les mots suivant: « Notre objectif à long terme est de faire des robots qui ont une mobilité, une dextérité, une perception et une intelligence comparable à celle des humains et des animaux, ou les dépasser peut-être… ce robot est une étape sur le chemin« .

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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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La nouvelle astronomie des ondes gravitationnelles

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Vous ne pouvez pas ne pas en avoir entendu parler: la détection « directe » des ondes gravitationnelles a été annoncée par l’expérience LIGO aux US jeudi 11 février dernier. C’est une nouvelle majeure car ces perturbations du tissu d’espace-temps sont un élément important de la théorie de la relativité générale, établie il y a environ 100 ans par Albert Einstein. En l’occurrence, ce sont les derniers instants de la fusion de deux trous noirs géants, qui sont à l’origine de l’émission d’une énorme quantité d’énergie. Ces deux trous noirs, initialement de 36 et 29 masses solaires, se sont réunis en un seul mastodonte de 62 masses solaires. Or si vous faites le calcul (pas trop compliqué…), 36 + 29 = 65 ! Donc il nous manque une énergie de 3 masses solaires (la masse est une forme d’énergie et le lien est donné par la fameuse loi E=mc²). En fait on sait depuis 1974 et la découverte du système binaire Hulse-Taylor (deux étoiles à neutrons orbitant l’une autour de l’autre) où part cette énergie:  elle est transportée par les ondes gravitationnelles à une vitesse égale, on en est certain depuis jeudi dernier, à la vitesse de la lumière dans le vide. Les caractéristiques de ce système qui porte le nom de ses découvreurs (et qui leur a valu un prix Nobel) s’expliquaient aussi par l’émission d’ondes gravitationnelles, selon les prédictions de la théorie de la relativité générale.

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Le projet eLisa de l’agence spatiale européenne.

Alors maintenant que l’on sait détecter des ondes gravitationnelles, quelle est la prochaine étape ? Et bien tout d’abord augmenter la sensibilité des principaux détecteurs en service: LIGO (US) et VIRGO (Europe). Dans un des nombreux papiers (une dizaine) publiés jeudi 11 février, il semble que les chercheurs désirent augmenter la précision de leur instrument d’un facteur 10, d’ici 2019. Malgré tout, du fait de la longueur somme toute limitée des bras de LIGO (3 km), ces formidables observatoires ne pourront toujours détecter que des phénomènes hautes fréquences (comme les derniers instants de la fusion de deux trous noirs tournant très vite l’un autour de l’autre). Pour détecter des phénomène plus basse fréquence et donc couvrir une plus large partie du spectre observable via les ondes gravitationnelles, il nous faudra forcément construire des interféromètres (c’est ce que sont LIGO et VIRGO) plus grand, beaucoup plus grand. C’est ici qu’entre en jeux le projet de l’agence spatiale eLisa: il s’agît tout simplement de construire un LIGO dans l’espace en envoyant 3 sondes volant en formation. Les bras de ce nouvel interféromètres feraient environ 1 million de kilomètres (avec une précision folle, capable de détecter une variation de distance de moins d’un atome d’hélium !). L’agence a récemment envoyée, le 3 décembre dernier, une sonde prototype (LISA pathfinder) pour valider un certain nombre des technologies nécessaires pour le projet eLisa. Lancement prévu en 2034.

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Vue d’artiste d’un pulsar, de son disque et de ses deux jets

Enfin, le meilleur pour la fin, les chercheurs envisagent très sérieusement de se servir de l’émission ultra régulière des pulsars (des étoiles à neutrons tournant très rapidement sur elle-même) pour détecter d’infimes variations dans la distance parcourue par la lumière émises par l’un des deux pôles (image ci-dessus). Comme vous avez dû le comprendre ces derniers jours, les ondes gravitationnelles, lorsqu’elles passent en un endroit, déforment l’espace-temps et changent donc le trajet que suivrait un rayon lumineux  traversant cette région. Utiliser les pulsars comme source de lumière nous permettrait de sonder de très basses fréquences grâce à la longueur incroyable du trajet optique. Le grand rêve de beaucoup de physiciens serait de pouvoir capter les ondes gravitationnelles primordiales émises lors de ce qu’on appelle, dans le cadre du modèle « Big Bang », l’inflation cosmique, une phase très brève dans l’évolution de l’univers lors de laquelle celui-ci a connu une expansion phénoménale. Affaire à suivre !

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L’ère du réutilisable dans le spatial (partie 2)

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La version cargo de la navette Dream Chaser.

Dans la première partie de ce dossier consacré à l’avènement du réutilisable dans le domaine spatial nous avons vu les différents projets concernant la récupération du lanceur (ou tout du moins d’une partie de celui-ci), que ce soit du côté de SpaceX, de Blue Origin ou encore des acteurs plus traditionnels du secteur (Boeing, Airbus…) mais il est évident que si la démocratisation du spatial doit se faire, cela passera aussi par la réutilisation des véhicules destinés à transporter à la fois du matériel et des astronautes. Il existe deux grandes familles de véhicules spatiaux:  les capsules et les navettes. Les débuts de l’astronautique sont marqués par la domination des premières avec les programmes Mercury, Gemini et bien sûr Apollo côté US et les programmes Vostok, Voskhod et Soyouz en URSS. Après les succès des alunissages américains, les ambitions se sont portées sur un accès plus facile et surtout moins cher à l’espace et les ingénieurs se sont alors penchés sur le concept des navettes spatiales: l’idée de base consistait à ajouter un bouclier thermique sur un engin profilé pour le vol atmosphérique, conjecturant une simplification globale du lancement, de l’entretien et de la conception d’un tel véhicule. Malheureusement les navettes américaines se sont vite révélées être complexes, chères et finalement assez peu réutilisable avec des coûts de remise en service après chaque vol exorbitants. Le programme s’est donc arrêté en 2011 et depuis lors on assiste à un retour massif des capsules, avec cette fois-ci l’ambition de les réutiliser, toujours dans l’optique d’abaisser les coûts.

À la tête de ce mouvement, on retrouve SpaceX avec sa capsule Dragon V2 qui prévoit d’emmener jusqu’à sept astronautes en orbite terrestre (pour desservir l’ISS). La vidéo ci-dessus dévoile une des particularités de ce vaisseau qui est de pouvoir se servir de ses 8 propulseurs « super-draco » pour réaliser un atterrissage contrôlé sans parachutes. Ici il s’agît d’un premier test permettant de vérifier le bon comportement de ces propulseurs pour stabiliser le véhicule. Le premier vol de Dragon V2 est prévu pour décembre 2016 et le premier vol avec astronautes pour avril 2017.

Dans le cadre du contrat CRS-2 de la NASA qui sous-traite la livraison de matériels et vivres vers l’ISS à des entreprises privées, en plus de Dragon, on trouve un autre véhicule réutilisable: le Dream Chaser, version cargo (photo en haut de l’article et vidéo ci-dessus). Développé par Sierra Nevada corporation, il a la particularité de remettre au goût du jour le concept de navette spatiale. Ici il s’agît d’un concept issu des travaux menés sur le HL-20 de la NASA dans les années 90. Il présente plusieurs avantages sur les capsules: capacité d’emport plus importante, retour dans l’atmosphère plus soft (intéressant pour des retours d’expériences fragiles et sensibles) et enfin la capacité d’attérir sur une piste conventionnelle. Reste à démontrer une réutilisabilté plus simple que celle des navettes américaines. Premier vol dans l’espace prévu en novembre prochain.

On peut aussi mentionner la capsule de Boeing CST-100 Starliner (vidéo ci-dessus) qui devrait aussi être réutilisée jusqu’à une dizaine de fois. Elle est prévue pour transporter sept astronautes vers l’ISS et sera lancée par la fusée Atlas V (tout comme le Dream Chaser). Son premier vol habité est prévu pour décembre 2017. Enfin Il y a aussi le projet de capsule de Blue Origin, la société de Jeff Bezos (maquette en photo ci-dessous). Elle n’a pas encore de nom mais devrait entrer en service d’ici 2020, en même temps que le premier lanceur orbital de l’entreprise. L’objectif est ici aussi de transporter des passager jusqu’à l’orbite basse. Plus classique que la Dragon V2 de SpaceX (pas d’atterrissage propulsé), elle devrait tout de même être largement réutilisable.

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Maquette en soufflerie de la capsule de Blue Origin.

 

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…

 

Sélection d’images.

Le drone secret de BAE system Taranis.
Le drone secret de BAE system Taranis.

La mode est aux drones de combat furtifs et en Europe on peut compter deux projets majeurs: le nEUROn de Dassault Aviation et le Taranis de BAE System (vidéo ici). On ne sait que très peu de choses sur ce drone mais la principale caractéristique originale qu’on lui prête est qu’il serait supersonique. Si tel est le cas alors ce serait le premier drone de ce type à pouvoir dépasser la vitesse du son. L’image ci-dessus montre en tout cas que le projet est déjà bien avancé et que plusieurs prototypes ont déjà été construit.

Elon Musk pose devant sa capsule Dragon. A gauche en 2006, à droite en 2014.
Elon Musk pose devant sa capsule Dragon. A gauche en 2006, à droite en 2014.

Sur les images ci-dessus on peut observer les progrès qui ont été réalisé depuis les débuts de la capsule Dragon de SpaceX. Bien sur à l’origine ce n’était pas encore la société que l’on connaît actuellement et qui à elle seule a changer la donne dans le domaine du spatial (notamment en Europe avec l’accélération du développement d’Ariane 6). Cette image illustre parfaitement le succès d’Elon Musk qui depuis quelques années maintenant réussi tout ce qu’il entreprend.

Une ancienne méthode pour déglacer les rails.
Une ancienne méthode pour déglacer les rails.

Enfin deux photos pour finir. La première ci-dessus, pas forcément super récente, mais que je trouve vraiment sympa. C’est après la guerre en Pologne que des gens se sont servis de réacteurs d’avions pour déglacer les rails. Et la photo ci-dessous illustre quand à elle une technologie beaucoup plus récente et qui ne cesse de progresser: celle de prothèses robotisées. La personne sur la photo a perdu ses deux bras lors d’un accident électrique il y a 40 ans. Aujourd’hui, grâce à ses deux bras robotisés et contrôlés par la pensée cet homme peut de nouveau manipuler des objets et retrouver un peu d’indépendance. Plus d’infos ici.

Les Baugh manipule des objets pour apprendre à mieux maîtriser ses nouvelles prothèses.
Les Baugh manipule des objets pour apprendre à mieux maîtriser ses nouvelles prothèses.