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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.

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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…

 

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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.

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 !

Depuis l’été dernier on peut dire qu’il s’est passé pas mal de choses, au niveau mondial, dans l’astronautique. Dans cette première partie je ferai d’abord le point sur le spatial privé aux Etats-Unis qui connait en ce moment même de grands succès qui portent probablement en eux les prémices d’une révolution imminente dans ce domaine. A la tête de ce mouvement, que certains nomment « NewSpace », on retrouve bien évidemment le désormais célèbre Elon Musk et sa société SpaceX. Le fait majeur concernant l’entreprise californienne est sans aucun doute la mise en service de la version v1.1 de son lanceur Falcon 9 (en vidéo ci-dessus lors de sa dernière mission) le 29 septembre dernier avec la mise en orbite de CASSIOPE, un satellite scientifique destiné à étudier les tempêtes solaires. Cette nouvelle version du lanceur possède de nouveaux moteurs (Merlin 1D) plus puissants, des étages plus longs et donc une capacité d’emport plus grande (13 tonnes en orbite basse et 4,8 tonnes en orbite géostationnaire). Le second vol de la v1.1 a eu lieu le 3 décembre dernier et a permis à SpaceX de réaliser sa première mission commerciale en orbite de transfert géostationnaire (GTO) en plaçant le le satellite de communication SES 8. Une troisième mission, très semblable à la précédente, vient tout juste d’avoir lieu (lancement de Thaicom 6 le 6 janvier 2014, vidéo ci-dessus). Ces lancements sont primordiaux pour SpaceX car ils lui permettent de s’attaquer au marché important du GTO et ainsi de commencer réellement ses opérations commerciales de manière régulière (la société n’a jamais réalisée plus de 3 lancements en une année par an alors que pour 2014 elle en envisage une douzaine soit environ un lancement par mois). Ces 3 succès d’affilé sont donc de bon augure pour la suite et les concurrents, notamment Arianespace, commencent à prendre la menace SpaceX très au sérieux.

La Falcon Heavy de SpaceX.

La Falcon Heavy de SpaceX.

En plus de ce carnet de vol ultra chargé, SpaceX envisage aussi, pour 2014, de réaliser le premier lancement de sa Falcon Heavy, son lanceur lourd capable de transporter 53 tonnes en orbite basse et 21 tonnes en GTO. Il s’agira du lanceur le plus puissant en activité. D’abord utilisé pour des contrats avec l’US Air Force, il devrait servir pour les plans de conquête de Mars d’Elon Musk bien qu’il ait évoqué un lanceur encore plus lourd pour ces missions (on devrait d’ailleurs en savoir plus cette année sur son mystérieux MCT-Mars Colonial Transporter). Toujours dans le cadre de la diminution drastique des coûts de lancement, la société californienne devrait aussi réaliser de grands progrès au niveau de la réutilisabilité et ce dès le prochain vol, en février 2014, avec l’installation probable sur la Falcon 9 de « pieds » pour l’atterrissage. Après Grasshopper, de nouveaux tests seront aussi lancés au nouveau-mexique sur une version proche du lanceur commercial. A côté de son activité lanceur, SpaceX développe aussi la version habité de sa capsule Dragon et cette année deux étapes critiques son prévues dans le cadre du programme CCiCap de la NASA: d’abord un « pad Abort test » avec la capsule Dragon s’échappant du sommet d’une Falcon 9 sur son pas de tir et ensuite un « In-Flight Abord test » où cette fois ci la capsule s’éjectera du lanceur en plein de vol. Ces tests cruciaux pour la sécurité des futurs astronautes sont prévus pour cet été. Enfin SpaceX testera aussi son tout nouveau moteur, le Raptor, qui présentera la particularité de fonctionner au méthane (et au LOX). Ce moteur équipera les étages supérieurs des futurs lanceurs de la compagnie et devrait être le premier d’une famille qui servira les projets martiens d’Elon Musk.

Le cargo Cygnus d'Orbital Science Corporation en approche de l'ISS.

Le cargo Cygnus d’Orbital Sciences Corporation en approche de l’ISS.

Pour terminer cette première partie j’aimerai aussi mentionner les derniers accomplissements de la société Orbital Sciences Corporation. Bien que moins ambitieuse que SpaceX, cette entreprise américaine de 3700 employés est néanmoins un acteur majeur du spatial grâce notamment à son activité de construction de satellites mais aussi de lanceurs. Son dernier en date se nomme Antares et a été conçu pour envoyer le cargo Cygnus (construit en collaboration avec Thales notamment) à destination de la station spatiale internationale (ISS) dans le cadre du programme de ravitaillement de la NASA (dont fait aussi partie la capsule Dragon de SpaceX). Antares vient tout juste (9 janvier 2014, vidéo du lancement ici) de mettre en orbite son deuxième cargo Cygnus qui rejoindra l’ISS le dimanche 12 janvier. C’est le troisième lancement sans fautes d’Antares et la société envisage de l’ouvrir au secteur commercial. Du côté des projets futurs il est clair qu’ils sont moins nombreux que chez SpaceX mais on peut quand même noter la mise au point du lanceur aéroporté qui sera lancé depuis le plus grand avion de l’histoire en construction chez stratolaunch, la startup de Paul Allen (le cofondateur milliardaire de Microsoft). Le programme aurait pu être plus chargé si le projet de navette spatiale Prometheus (image ci-dessus) d’Orbital avait été sélectionné par la NASA en 2011 (cette dernière a plutôt choisie de soutenir une autre navette, le Dream Chaser, dont nous reparlerons prochainement, ainsi que les capsules habités Dragon de SpaceX et CST-100 de Boeing).

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Le projet annulé de navette spatiale Prometheus.

Le projet annulé de navette spatiale Prometheus.

Hyperloop.

Publié: août 14, 2013 par futurscience dans science et technologies
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Le "pod" du système Hyperloop.

Le « pod » du système Hyperloop.

Elon Musk remet ça. Après Paypal, Tesla Motors, SolarCity et SpaceX voilà que l’homme que l’on compare au personnage fictif Tony Stark du film Iron Man dévoile un nouveau projet pour le moins ambitieux. Le cahier des charges est simple: relier San Francisco à Los Angeles en 30 minutes, être alimenter par énergie solaire, être dune fiabilité extraordinaire, notamment vis à vis des tremblements de terre (la Californie est une zone à fort risque sismique) et enfin le système doit être bien moins coûteux qu’un train à grande vitesse classique, monté sur rails. Et c’est justement ce dernier point qui a poussé Elon Musk a présenter son Hyperloop, en effet l’état de Californie a récemment annoncé qu’il allait construire une ligne à grande vitesse pour relier ses deux grandes villes principales mais le problème, pour l’entrepreneur originaire d’Afrique du Sud, c’est justement que le coût de ce réseau est évalué à environ 60 milliards de dollars. Beaucoup trop à ses yeux pour un système pas forcément révolutionnaire en terme de vitesse. Il a donc décidé de lancer, il y a un an, des études sur le concept de l’Hyperloop. C’est donc avec l’appui d’ingénieurs de Tesla et de SpaceX qu’il a peaufiner son idée initiale et qu’il a présenté les résultats le 12 août 2013 (un pdf de 57 pages téléchargeable en cliquant ici). Voici les grandes lignes de ce cinquième moyen de transport: un système de deux tubes, l’un à coté de l’autre, est installé en hauteur grâce à des pylônes. Grâce à des pompes, une faible pression est instaurée dans ces tubes (attention on ne fait pas le vide, comme il l’a souvent été supposé. Cela permet d’être relativement insensible aux éventuelles fuites et les pompes nécessaires ne sont pas excessivement coûteuses, comme c’est le cas lorsque l’on souhaite instauré un vide poussé). Cette basse pression permet de réduire la friction mais cela ne suffit pas car si l’espace entre les parois du tube et le pod est faible alors ce dernier agît en quelque sorte comme une seringue et pousse l’air vers l’avant en le compressant. C’est sur ce point que repose l’idée principale de Musk: sur le nez de chaque pod (pouvant transporter chacun jusqu’à 28 passagers) serait installé un compresseur électrique (une sorte de gros ventilateur) qui permettrait de transférer les hautes pressions du devant vers l’arrière (Musk fait l’analogie avec une pompe montée devant la seringue qui aspirerait l’air, facilitant ainsi l’avancé du piston). Le second point essentiel associé à cette solution est que ce système permettrait de créer un « coussin d’air » en dessous du pod et ainsi celui-ci serait en suspension sur cette couche d’air haute pression, à la manière du Air Hockey.

Les pods comme celui-ci partiraient des stations toute les deux minutes.

Les pods comme celui-ci partiraient des stations toute les deux minutes. On aperçoit le compresseur sur le nez du pod.

Le dernier élément nécessaire au fonctionnement de l’Hyperloop concerne évidemment la propulsion des pods. Elon Musk envisage pour cela d’utiliser les forces électromagnétiques (voir à ce sujet les railguns). Il serait monté sur environ 1 % du trajet des moteur électriques à induction, similaire à ceux présents dans la Tesla Model S (donc pas de rupture technologique à prévoir de ce côté). Les pods seraient ainsi accélérés environ tous les 110 km mais leur vitesse resterait subsonique (vitesse moyenne de 960 km/h et vitesse maximale de 1220 km/h). Enfin il convient d’aborder le coût estimé d’un tel projet car c’est sur ce point que l’Hyperloop frappe vraiment fort face à son concurrent sur rails. Au lieu de 60 milliards de dollars, Musk et son équipe estiment qu’il faudrait 6 milliards de dollars pour construire leur système de transport (10 milliards pour la version doté des pods améliorés permettant d’emporter des véhicules en plus des passagers), soit dix fois moins. Le projet est ambitieux et comme le milliardaire le dit lui même, il ne l’a pas crée pour ramasser des sommes énormes d’argent (il faudrait au moins 20 ans, à 20 dollars le ticket, pour amortir l’investissement initial). Néanmoins, bien qu’il s’estime déjà surbooké avec Tesla et SpaceX (hum, étonnant !), il semblerait qu’il désire construire au moins un prototype de l’Hyperloop, tout en espérant que quelqu’un d’autre relèvera le défis par la suite. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’il a ouvert ce projet en open source.

Un pod et ses passagers. Ceux-ci ne devraient pas subir d'accélérations supérieures à 1 g.

Un pod et ses passagers. Ceux-ci ne devraient pas subir d’accélérations supérieures à 1 g.

Vous avez sûrement entendu parler du projet Mars One.
Cette idée sortie de la tête de l’ingénieur néerlandais Bas Lansdorp fait rêver ; il souhaite envoyer sur Mars un groupe de quatre  personnes dès 2023. L’originalité de cette mission est qu’elle ne comporte pas de voyage de retour. Les individus qui feront le voyage ne reviendront pas sur Terre et établiront sur la planète rouge une colonie humaine.
Vous pouvez voir la vidéo de présentation de la mission ci-dessous :

Selon le créateur du projet, cette mission serait réalisable dès aujourd’hui en utilisant les techniques actuelles. Pour cela il souhaite développer des partenariats avec des entreprises existantes du spatial comme SpaceX, dont nous avons déjà beaucoup parlé dans ce blog.

D’abord vous me direz : mais qui pourrait vouloir prendre un aussi gros risque et quitter la Terre pour passer le reste de ses jours dans un espace confiné? Personne… Et bien détrompez vous ! La session de recrutement pour les futurs astronautes du projet a commencé le 22 avril 2013 et après deux semaines 78000 candidats avaient déjà postulé pour faire le voyage.

Ensuite vous penserez évidemment : mais comment pourront-ils financer un voyage pareil? (estimé à 6 milliards de dollars, une bagatelle…) C’est là que vient l’idée particulièrement ingénieuse des équipes de Mars One. Ils souhaitent médiatiser le choix des astronautes du projet sous le format d’une émission de télé-réalité internationale. Les revenus des audiences financeraient alors l’énorme quantité d’argent nécessaire au projet.

Mars One peut ressembler à une idée folle et irréaliste mais elle est tout de même soutenue par de grands noms, tel le Pr Gerard’t Hooft prix Nobel de physique ou bien Paul Römer fondateur de l’émission de télé-réalité Big Brother. Donc si vous vous sentez l’âme de pionniers et si vous voulez être les premiers hommes à fouler la surface martienne, vous pouvez postuler sur le site de Mars One. Vous augmenterez peut-être le nombre de français inscrits, qui sont pour l’instant au nombre de … 6.

Pour fêter son 11ème anniversaire, SpaceX a mis en ligne une magnifique vidéo résumant ses principales réussites. On peut y voir notamment la fusée Falcon 9, la capsule Dragon ou encore le prototype de lanceur réutilisable « Grasshopper« . La société d’Elon Musk est aujourd’hui une des meneuses de ce que l’on appelle maintenant le « new space », c’est à dire la nouvelle conquête spatiale menée non plus par les états mais par des entreprises privées (bien qu’une grande part des investissements soient encore d’origine publique). Autre vidéo en provenance de SpaceX, celle du test final de qualification du moteur Merlin 1D. Celui-ci s’appuie sur la technologie des moteurs Merlin utilisés sur les cinq premiers vols de Falcon 9. Avec neuf Merlin 1Ds sur le premier étage, la fusée Falcon 9 produira près de 700 tonnes de poussée. Les tests ont eu lieu dans les installations de SpaceX au Texas, à McGregor.

Dans la vidéo ci-dessous, le Biorobotics Lab de l’université Carnegie Mellon nous présente sa dernière création robotique en date. Il s’agît d’un robot serpent capable de s’enrouler autour d’arbres, de branches ou encore de poteaux et cela en plein « vol ». En utilisant des accéléromètres à l’intérieur de chaque module du robot serpent celui-ci est en mesure de détecter si il rencontre un obstacle après avoir été jeté et peut ainsi automatiquement s’enrouler autour. Ces recherches sont financées par le Army Research Lab de l’armée américaine. On image ce robot pouvant servir aux fantassins comme outil de renseignement et d’espionnage.

Nous parlions il y a quelques temps de roboy, le robot développé par des chercheurs suisses de l’université de Zurich qui a la double particularité d’être conçue de façon à copier le plus possible l’anatomie humaine et d’être financé en grande partie grâce à des dons (crowfunding). Ce robot a été présenté de manière officielle le 8 mars dernier au congrès « robots on tour » (une vidéo résumé peut être vue ici). La vidéo ci-dessous présente la machine dans son état actuel d’avancement et on peut notamment y voir que la synthèse vocale est dorénavant installée. Le robot n’en est qu’à ses débuts et il doit encore apprendre de nombreuses choses comme se tenir debout et marcher. Nous suivrons son développement qui s’annonce prometteur.

Enfin, pour terminer, une vidéo de quadricoptères (encore). Cette fois ils sont capables d’attraper des objets en plein vol grâce à une pince installée sous leur « ventre », à la manière d’un rapace se saisissant de sa proie. Ce sont des chercheurs de l’université de pennsylvanie qui sont à l’origine de cette amélioration qui pousse encore un peu plus loin les capacités de ces étonnantes machines.