10 ans de Falcon 9 : SpaceX a changé les règles du jeu

10 ans de Falcon 9 : SpaceX a changé les règles du jeu

Et c’est pas fini…

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Sébastien Gavois

Publié dans

Sciences et espace

04/06/2020 9 minutes
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10 ans de Falcon 9 : SpaceX a changé les règles du jeu

Voilà exactement 10 ans, après avoir frôlé la faillite, SpaceX faisait décoller sa première fusée Falcon 9. Le début d’une longue aventure qui a révolutionné l’accès à l’espace : récupération et réutilisation des premiers étages, baisse des coûts pour les mises en orbite ou récemment encore l’envoi de deux hommes sur la Station spatiale internationale.

SpaceX (Space Exploration Technologies Corp.) en tant que société n’est pas toute jeune. Elle vient même de fêter sa majorité (au moins en France) puisqu’elle a été créée en mai 2002. Pendant quelques années, elle a développé sa propre fusée Falcon, avant d'effectuer un premier lancement en mars 2006. Ce fut un échec… et pas le seul.

Les deux suivants n’étaient pas plus réjouissants : de nouveaux des échecs en mars 2007 et août 2008. Quelques semaines plus tard, SpaceX sortait finalement la tête de l’eau : le 28 septembre 2008, Falcon1 s’envole vers l’espace avec une charge utile de démonstration (RatSat). Une bouffée d’air alors que la société était au bord du gouffre et qu’Elon Musk avait failli plier boutique. L'année 2008 fut « la pire de sa vie ».

Un succès important pour SpaceX, mais pas seulement : c’était la première fois qu’une fusée privée réalisait une opération du genre. Le premier client commercial arrive un peu moins d’un an plus tard, avec le satellite RazakSAT d’ATSB. Il est mis en orbite par le cinquième et dernier vol de Falcon 1. Déjà à l’époque, des caméras embarquées permettant d’avoir une vision depuis les premier et second étages.

Moins d’un an plus tard, la première version de Falcon 9 entrait en piste, avec succès. Pas de satellite à placer en orbite, mais une maquette de la capsule Dragon pour le transport de fret (utilisé pour le ravitaillement de la Station spatiale internationale). C’était le début d’une nouvelle aventure et, 10 ans plus tard, Falcon 9 est devenu un poids lourd dans les lanceurs spatiaux, faisant de l’ombre à Ariane 5 et même au futur lanceur européen Ariane 6.

Falcon 9 enchaîne les réussites dès ses premiers lancements

Le second lancement de Falcon 9 arrive en décembre 2010, avec une capsule Dragon, deux CubeSat et… une meule de fromage (en hommage à un sketch des Monty Python). La NASA félicitait alors SpaceX : « La capsule Dragon de SpaceX a amerri avec succès dans l'océan. La mission est une réussite ». Ce second vol de Falcon 9 était le premier de démonstration.

Prudente – surtout après les cuisants échecs de Falcon 1 – la présidente de SpaceX Gwynne Shotwell expliquait que : « L'Histoire nous porte à penser que nous allons avoir un problème important au cours de l'un des trois premiers vols, c'est un constat empirique, qui n'a rien à voir avec ce que nous faisons et ce que nous espérons ». Les chances d’avoir un succès sur les trois missions étaient, selon elle, de 70 %.

Il faudra attendre mai 2012 pour le second vol de démonstration (et donc le troisième lancement de SpaceX), là encore avec un succès sur toute la ligne. Octobre 2012 fut plus compliqué : la charge utile principale est correctement livrée, mais pas la secondaire (pour le compte de la société Orbcomm) larguée sur une mauvaise orbite.

En 2015, SpaceX entre dans l’histoire et récupère son premier étage

2013 a été une année de changement : après un succès pour Falcon 9 en mars, la version « 1.1 » de la fusée fait ses premiers pas en septembre, sans encombre. Cette version dispose notamment de moteurs Merlin 1D plus puissants et de réservoirs de propergol allongés. Elle est aussi plus grande, lourde et peut emporter des charges plus importantes.

Pour la petite histoire, Falcon 9 1.1 devait aussi servir de base à Falcon Heavy dont les premiers tests devaient avoir lieu mi-2013. Il y a eu beaucoup de retard puisque le vol inaugural est arrivé début 2018, puis la première mission commerciale en avril 2019 et la seconde en juin de la même année.  Depuis, aucun lancement de Falcon Heavy n’a été fait.

Lors du vol inaugural de Falcon 9 1.1, une tentative de récupération du premier étage avait été faite, sans succès. En avril 2015, la société loupe de peu le retour du premier étage sur une barge dans l’océan. Le premier étage s’était posé presque correctement, mais un vent latéral l’a fait basculer et s’écraser sur le bateau.

En décembre de la même année, SpaceX entre dans l’histoire : le premier étage vient se poser en douceur sur la terre ferme. Le lanceur était le premier Falcon 9 en version Full Thrust (1.2 ou FT) encore un peu plus grande et puissante. Rebelote en avril 2016, mais sur une barge en pleine mer cette fois-ci.

SpaceX a par la suite procédé à de nouveaux ajustements sur sa fusée pour arriver à celle utilisée aujourd’hui : Falcon 9 Full Thrust (ou 1.2) en version Block 5, avec un premier lancement en mai 2018. Elle est spécialement pensée pour la réutilisation : une dizaine de lancements avec quelques inspections et jusqu’à une centaine avec des remises en état, selon SpaceX. Deux points qui restent encore à prouver.

Premier vol d’une fusée recyclée en 2017, jusqu’à cinq vols en 2020

Depuis maintenant quatre ans, la société enchaîne les récupérations, avec un taux de réussite assez impressionnant (lorsque la réserve de carburant permet de tenter un retour en douceur, ce n’est pas toujours le cas suivant les missions). Une autre étape historique a été franchie en mars 2017 : le premier vol d’une mission avec un premier étage recyclée. SES était partenaire de SpaceX, pour son satellite SES-10. La société a non seulement réussi son lancement, mais aussi une nouvelle récupération du premier étage.

SpaceX est ensuite montée en puissance au cours des dernières années, en réduisant le délai avec une réutilisation et en multipliant les lancements pour les premiers étages. En mars 2020 pour le lancement d’un nouveau paquet de 60 satellites Starlink, un premier étage été réutilisé pour la cinquième fois… mais il a montré des signes de fatigue puisqu’un des neuf moteurs est tombé en panne lors du décollage.

La mission s’est néanmoins déroulée sans encombre, mais le premier étage n’a pas été récupéré. Qu’à cela ne tienne, en ce début juin un nouveau lancement de Starlink utilise un autre premier étage dont s’était également le cinquième lancement : il a été dans l’espace et il est revenu se poser sur une barge en pleine mer comme au premier jour.

Il manque néanmoins une donnée primordiale dans la stratégie de SpaceX : le coût de remise en état d’un premier étage. Selon un rapport sénatorial publié en novembre, « le premier étage neuf coûte environ 18 millions de dollars, ce qui représente environ 40 % du coût total d’un lancement de Falcon 9. Avec un coût de remise en état de l’ordre d’un million de dollars et une dizaine de réutilisations, le coût moyen d’un premier étage qui serait utilisé dix fois serait de 2,8 millions de dollars, soit un coût de lancement de 29 millions de dollars et donc une économie de 34 % ». La société n’a jamais communiqué officiellement sur le sujet.

SpaceX

Un autre succès historique avec Crew Dragon

L’année 2020 est aussi marquée par un autre événement historique pour SpaceX : l’envoi d’astronautes américains à bord d’une fusée américaine envoyée depuis les États-Unis. C’était la première fois depuis neuf ans et SpaceX devient la première société privée à envoyer des humaines dans l’espace, après avoir été la première à placer un satellite commercial.

« La seule rupture technologique réussie […] depuis Sputnik »

En 10 ans, SpaceX a largement marqué le domaine spatial et a contribué à une réduction des tarifs, même si son système de « double facturation » fait grincer des dents : « SpaceX ne met aucun prix sur son site web, surfacture ses lancements quand il vend aux institutions américaines et les sous-factures quand il vient sur le marché européen », expliquant fin 2016 Stéphane Israël, le PDG d'Arianespace. On serait presque dans un rapport de 1:2 entre le public et le privé.  

Quant au pari du réutilisable, il n’était pas gagné d’avance et le scepticisme était plutôt de mise en Europe, comme le rappelait le rapport sénatorial. Pour justifier la non-réutilisabilité sur Ariane 6, il explique notamment que la société Elon Musk n’avait lors de la conception du lanceur européen pas démontré « sa capacité à profiter d’un modèle de réutilisation » ni  sa « pertinence ».

Finalement, SpaceX a réussi son pari, en se permettant qui plus est de réaliser des tests grandeur nature sur la réutilisation lors de ses lancements commerciaux. Ariane ne peut pas se permettre de telles « situations à risque », car le développement se fait « avec de l'argent public » expliquait des responsables du CNES il y a quelques années.

Aujourd’hui, le rapport des sénateurs affirme que la récupération du premier étage par SpaceX est « la seule rupture technologique réussie dans le domaine des lanceurs depuis le lancement de Sputnik en 1957 ». L'entreprise ne compte dans tous les cas pas s’arrêter en si bon chemin. Elle est déjà en train de déployer une constellation de centaines – des milliers à terme – de satellites Starlink afin de proposer une couverture mondiale à Internet.

Pour explorer le système solaire, Starship est aussi à l’étude. Pour le moment les prototypes s’enchaînent, explosant les uns à la suite des autres. Mais de l’aveu même d’Elon Musk il en faudra probablement une vingtaine avec Starship 1.0 (pour l’instant on en est au quatrième).

SpaceX ne cache pas son ambition d’envoyer des humains sur la Lune et Mars, puis ailleurs dans notre système solaire. La NASA aussi veut retourner sur la Lune d’ici 2024, puis sur Mars. La course est lancée pour les prochaines dix années.

SpaceX Starship

Écrit par Sébastien Gavois

Tiens, en parlant de ça :

Sommaire de l'article

Introduction

Falcon 9 enchaîne les réussites dès ses premiers lancements

En 2015, SpaceX entre dans l’histoire et récupère son premier étage

Premier vol d’une fusée recyclée en 2017, jusqu’à cinq vols en 2020

Un autre succès historique avec Crew Dragon

« La seule rupture technologique réussie […] depuis Sputnik »

Commentaires (24)


C’est là tout l’ambiguïté… On a envie d’aimer cette boite et de suivre leurs avancés ! Mais ils nous la mettent bien profond, à nous, l’ESA…


Je n’arrive toujours pas à me faire une idée sur spaceX, entre coup de génie ou “simple” “privatisation” de l’activité lanceurs de la NASA enrobée de pas mal de com’.

L’article vient éclairer un peu le fait que la réutilisation serait rentable, mais les sources manquent quand-même alors que ça devrait être leur atout principal.

On ne sait donc pas si les réductions de coût au final sont une réalité ou pas pour le contribuable américain, avec leur facturation à deux vitesses. Par contre ça bouffe effectivement des parts de marché à l’international.

Jim Bridenstine lors du lancement vers l’ISS l’autre jour qui expliquait qu’avoir désormais un partenaire privé allait permettre de vendre des lancements habités à un public plus large et donc baisser le coût pour son pays m’a bien fait rire…


Il faut aussi prendre en compte que même si l’intéret financier de la réutilisation du premier étage n’est que de 0 ( et pas négatif ), les avancées en compétences/brevets sont très très importantes. Pendant encore combien d’années vont ils être les seules à savoir faire ça ?


Ok, mais il faut aussi prendre en compte que de recycler le 1er étage ça a un cout:

Moins de charge utile pour le même volume de carburant, et frais de remise en état.

Donc si c’est pour le même prix ça ne peut pas marcher.








KMD55 a écrit :



Je n’arrive toujours pas à me faire une idée sur spaceX, entre coup de génie ou “simple” “privatisation” de l’activité lanceurs de la NASA enrobée de pas mal de com’.







Privatisation ? SaturnV c’était Boeing et Douglas (entre autres).









wanou2 a écrit :



Privatisation ? SaturnV c’était Boeing et Douglas (entre autres).





Il l’a mis entre guillemet. Je pense qu’il se demande si le résultat n’est pas “juste” un transfert des équipes et compétences de la NASA vers SpaceX. Une sorte de reconditionnement de projet.



Effectivement, tout comme l’aérospatiale européenne est majoritairement privée (Arianespace, Dassault, etc) avec des participations d’Etats dans le capital. Les agences publiques sont principalement des maîtres d’ouvrage.



A noter cependant que la NASA s’est en grande partie désengagée de la MOA pour le retour des USA dans l’accès à l’espace, celle-ci se reposant de plus en plus sur les acteurs privés en tant que client.

(même si forcément elle accompagne dans les projets du fait de son expérience…)


Faut pas oublier que les US ont payé à SpaceX l’équivalent de deux fois le budget alloué à la création d’Ariane 6.  

Donc une société privée, mais largement infusé de fonds public.


source ?



Je serais de voir des chiffres vraiment comparables et non ‘politisés’ ;)


NextInpact bien sûr ;)

https://www.nextinpact.com/news/108437-ariane-6-face-a-effondrement-marche-geostationnaire-et-a-montee-en-fleche-new-space.htm

« Les rapporteurs se lancent dans une estimation : « En tout, selon les calculs des rapporteurs à partir des ressources publiques disponibles, SpaceX aurait reçu, en 12 ans, l’équivalent de 9,5 milliards de dollars pour le développement de ses capsules et de ses lanceurs et les services de lancement associés ». À titre de comparaison, c’est l’équivalent des contributions françaises à l’Agence spatiale européenne sur les dix dernières années ou bien au financement du lanceur Ariane 6… deux fois. »


Punaise j’ai cherché cet article partout… sauf ici <img data-src=" /> <img data-src=" />


Le détail intéressant de cet article, c’est surtout que SpaceX sur-facture les lancements institutionnels américains… Et que ceux-ci sont assurés par des acteurs US en raison du protectionnisme du pays pour ce type de lancement.



Permettant ainsi d’être très compétitif pour le privé.



Après, comme j’ai indiqué plus haut, la majorité des industriels de l’aérospatiale sont privés. Ils sont tous infusés de fonds publics dans la mesure où les agences spatiales publiques font partie de leurs principaux clients.


C’est la même histoire qu’Airbus et Boeing se plaignant à l’OMS que leur concurrent est subventionné alors qu’eux même le sont !!


“« la seule rupture technologique réussie dans le domaine des lanceurs depuis le lancement de Sputnik en 1957 »”



Heureusement qu’ils sont sénateurs et pas ingénieurs … que d’anerie… “Tien le réutilisable est en vogue on va soutenir” en oubliant dans leurs calculs toutes les subventions américaines qui changent fondamentalement le prix des vols de spaceX (Arianespace n’as pas cette chance), ils oublient aussi que les navettes (Américaines comme la bouranne Russe) sont réutilisables depuis longtemps… Ils oublient les innovations sur les moteurs de ces 20 dernières années, les modules “autonomes” comme Progress ou mieux, l’ATV européen qu’ils n’ont pas soutenu …



Amateurs…


A l’OMC plutôt non ? <img data-src=" />



Mais oui dans le fond c’est la même guerre de clochers.








ndjpoye a écrit :



Il l’a mis entre guillemet. Je pense qu’il se demande si le résultat n’est pas “juste” un transfert des équipes et compétences de la NASA vers SpaceX. Une sorte de reconditionnement de projet.





Je crois que les premiers lanceurs Space X étaient basé sur des technologies de la Nasa (motorisation et structure).&nbsp;



T’inquiète pas ont vas leur casser leur projet d’envoyer des gens sur la Lune “rapidement”. On est pro des dépassement de budget et des retards. Par contre dans quelque années, les chinois vont nous faire des Falcon 9 moins chères. Si ils peuvent copier un F35 Raptor, ils peuvent tout faire. L’espionnage industriel FTW, la fairness sur le commerce est un blague pour eux.


La vidéo “How Not to Land an Orbital Rocket Booster” (publié par SpaceX) retrace en 2min les galères avant de réussir à ramener le 1er étage :https://m.youtube.com/watch?v=bvim4rsNHkQ



L’exploration spatiale reprend fort ces dernières années, c’est top, mais j’ai quelques craintes sur la pollution du ciel dans les années à venir…


Ça doit être à cause de la période actuelle <img data-src=" />


Ils ont plus de financements, mais ariane space aussi. Après ils ont eu un budget énorme, mais ils ont créé une capsule pour transporte des Hommes en plus du reste, ça a un prix tout ça. J’aimerais qu’Ariane 6 change la donne, sauf qu’ils vont sortir une fusée dans quelques années qui est déjà complètement dépassée aujourd’hui au niveau des coûts. Le carburant ça coûte “rien”, c’est la fusée qui coûte. A partir du moment où tu peux la ré-utiliser et les autres non, c’est terminé.


Tout dépend les coûts de cette réutilisabilité. Musk ne s’est pas privé de sortir plein de chiffres avant même de récupérer le premier lanceur, mais depuis plus rien. Vu le personnage qui n’hésite pas à en faire des caisses chaque fois qu’il le peut, je pense qu’on peut dire, sans trop de risque de s’avancer, que les coûts de cette réutilisabilité ne sont pas si intéressant pour le moment. Ceci dit, ils se rôdent et s’améliorent à chaque lanceur récupéré, donc rien n’est figé dans le marbre. Il est juste encore trop tôt pour dire que SpaceX a vu juste avec la récupération de ses lanceurs car on manque cruellement d’info concrètes sur ce sujet pour affirmer (ou infirmer) une telle chose.


Ariane ne peut pas se permettre de telles « situations à risque », car le développement se fait « avec de l’argent public ».

Donc on préfère rogner sur la R&D pour avoir plus d’argent public à cramer dans chaque lancement et moins de chance d’amortir quoi que ce soit sur des marchés privés. Le but des décideurs n’est pas de faire le meilleur usage possible de l’argent public, mais surtout de protéger leurs culs si on vient leur demander des comptes. “Oui, c’est cher mais on a pris l’option la plus sure”.

Ce n’est pas US vs Europe dont on parle ici. Mais bien new space vs old space. Boeing a reçu deux fois plus d’argent public que SpaceX pour le développement du Starliner. Tout ça pour échouer lamentablement, avec une capsule qui va mettre encore au moins un an pour voler et couter 50% plus cher par lancement. Et on ne parle même pas du SLS qui a accumulé tellement de retard que son premier atterrissage se fera sans doute à coté du parc d’attraction SpaceX sur la lune.

Depuis des décennies, l’espace n’est plus vu comme une frontière à conquérir par les Etats mais comme un moyen de jeter des piles de cash dans les grosses boites d’aérospatiale sans avoir l’air de les subventionner.

&nbsp;


Je pense que si SpaceX surfacture sur le sol US c’est qu’il entre en compétition avec seulement d’autres lanceurs americains (Boeing, ULA, etc). ca veut dire qu’ils sont encore compétitif par rapport aux autres même en surfacturant. c’est dire à quel point ils pourraient être encore plus bas.



Et en dégageant ce bénéfice ils peuvent se permettre d’être ultra agressif en dehors des US.

Ce dont ils ont besoin c’est d’acquérir un maximum d’expérience car c’est en lançant des fusées qu’ils peuvent avoir des données et améliorer encore plus leurs fusées et donc c’est en accumulant le plus de contrat qu’ils peuvent avoir ça.

Il faut aussi voir que c’est une entreprise privée donc ils cherchent a optimiser au maximum pour dégager au maximum des bénéfices. Si la réutilisation des fusées est proposée c’est qu’elle doit faire dégager du bénéfice.



Le coût de contrôle/remise en état/stockage doit être moindre que la construction complète d’une fusée sinon a quoi cela leur servirait financièrement ? de la pub ?



Surtout que vu comment ils en crament du pognon avec leur façon de tester/travailler sur leur lanceur starship , si ils perdent du pognon avec leur réutilisation ils ne risquent pas de durer longtemps.


Un élément qui pourra être intéressant à voir, c’est la rentabilité de la fabrication additive pour le secteur de l’aérospatiale.

De plus en plus d’acteurs (dont Arianespace) ont recours à ce moyen, qui était au début utilisé pour faire du prototypage, pour fabriquer des pièces complètes de lanceurs.