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SpaceX détaille Starship, sa fusée pour conquérir le système solaire, le prototype MK1 terminé

C'était bien une Big Fucking Rocket
Tech 10 min
SpaceX détaille Starship, sa fusée pour conquérir le système solaire, le prototype MK1 terminé
Crédits : Twitter SpaceX

Starship vient de dépasser le stade d'une idée lancée à coup de slides lors d'une conférence. Elon Musk vient de présenter officiellement le premier prototype (baptisé MK1) de l'étage supérieur qui devrait décoller dans un ou deux mois. Le but est toujours le même : envoyer des humains sur la Lune, Mars, etc. 

Après la conférence d'Elon Musk au pied du prototype MK1 de son vaisseau Starship en début de semaine à Boca Chica, SpaceX a mis en ligne une page détaillée sur sa prochaine fusée. Selon le constructeur, il s'agit du lanceur « le plus puissant au monde jamais développé, avec une capacité de transport de plus de 100 tonnes en orbite terrestre ». Le calendrier est pour le moins ambitieux puisqu'un vol habité est prévu pour 2020... c'est du moins l'espoir caressé par Elon Musk.

Pour rappel, Starship est composé de deux étages réutilisables : Super Heavy en bas (premier étage pour s'arracher à l'attraction terrestre), et Starship en haut. Oui, le même nom est utilisé pour la navette spatiale et la fusée complète, un peu comme font les Russes avec Soyouz qui désigne à la fois le véhicule spatial et la fusée. Le terme Starship est utilisé depuis fin 2018 à la place de BFR (Big Falcon Rocket).

Après plusieurs ajustements, la construction du prototype MK1 (50 m de hauteur tout de même) est enfin terminée et les tests vont pouvoir débuter. Nous en profitons pour faire un point d'étape sur le projet d'Elon Musk de coloniser d'autres planètes et son évolution au cours des années. 

Après deux versions de BFR, voici Starship édition 2019

Ce projet n'est pas nouveau, loin de là. En septembre 2016, Elon Musk était au 67e International Astronautical Congress pour dévoiler les grandes lignes de son plan visant à « faire des êtres humains une espèce multiplanétaire ». Il annonçait la couleur sans détour : son objectif est de coloniser Mars.

À l'époque, il était question d'une fusée de 122 m de haut et de 12 m de largeur, avec pas moins de 42 moteurs Raptor de nouvelle génération rien que pour le premier étage. Le second étage en intégrait alors 9. L'année suivante, rebelote durant le 68e congrès international d'astronautique avec une mise à jour de son plan. La fusée ne mesure « plus » que 106 m de hauteur et 9 m de diamètre, avec « seulement  » 31 Raptor pour le premier étage, et 6 pour le second.

Aujourd'hui, c'est encore une nouvelle version qui est présentée : 118 m de hauteur, mais toujours avec 9 m de largeur. Le nombre de moteurs grimpe à 37 pour le premier étage, tandis que le second reste à 6 Raptor. Starship édition 2019 dépasse donc de peu Saturn V qui ne mesure « que » 110,6 m de hauteur, mais qui a un diamètre légèrement plus important de 10,1 m. 

Pour rappel, l’actuel lanceur lourd de SpaceX – Falcon Heavy, composé d'une Falcon 9 avec deux boosters latéraux – mesure 70 mètres de haut pour 12,2 mètres de large. Falcon 9 est pour rappel à 70 m de hauteur et 3,7 m de diamètre, contre environ 50 et 5,5 m pour Ariane 5 sans les boosters latéraux. Ariane 6 aura le même diamètre, mais une hauteur plus importante (70 m). Dans tous les cas, c'est sans commune mesure avec Starship. 

SpaceX Starship

Premier étage : 72 000 kN de poussée, trois fois plus que Falcon Heavy

Le premier étage dispose donc de 37 moteurs Raptor d'une poussée de 2 000 kN chacun, un nombre bien supérieur à celui de Falcon Heavy qui totalise 27 moteurs Merlin avec ses « trois » premiers étages. Tous ne seront pas forcément utilisés à chaque lancement, mais Elon Musk pense qu'au moins 31 Raptor seront allumés à chaque décollage.

Dans tous les cas, la société a déjà démontré son savoir-faire et sa capacité à gérer près d'une trentaine de propulseurs en même temps, avec déjà trois lancements réussis pour Falcon Heavy.

Le premier étage est réutilisable et dispose de six pieds pour venir se poser en douceur sur Terre. Il mesure à lui seul 68 m de hauteur et dispose de petites ailettes sur la partie supérieure pour l’aider lors de son retour sur le plancher des vaches.

Le réservoir de propergol affiche une capacité de 3 300 tonnes et SpaceX revendique une poussée impressionnante de 72 000 kN... soit trois fois plus que Falcon Heavy et ses 24 000 kN. Starship double la mise par rapport au record de Saturn V dont la poussée était de 34 000 kN.

Pour le moment, aucun prototype du premier n'a été présenté officiellement. Starship MK1 ne concerne pour rappel que la partie supérieure de la fusée. 

SpaceX Starship

Deuxième étage : 1 100 m³ d'espace et 100 tonnes de charge utile

L'étage supérieur, alias Starship, mesure 50 m de hauteur et possède un réservoir de 1 200 tonnes pour le propergol. Il dispose de six moteurs Raptor (les mêmes que sur le premier étage) pour assurer ses déplacements dans l'espace. Actuellement, il faut entre 8 et 10 jours à SpaceX pour construire un moteur Raptor. La cadence devrait s'accélérer prochainement, avec pour objectif d'atteindre un moteur par jour début 2020. Avec 43 Raptor par fusée Starship, il faut en effet suivre la cadence.

À titre de comparaison, le premier étage de Falcon 9 (utilisé pour décoller et se rendre dans l'espace) dispose de 9 moteurs pour une poussée de 7 600 à 8 200 kN (au niveau de la mer et dans le vide). Théoriquement, les six moteurs Raptor du second étage devraient avoir une poussée combinée de 12 000 kN environ, soit plus que Falcon 9. 

Sa capacité de chargement est de plus de 100 tonnes pour une orbite basse, contre 22,8 tonnes pour Falcon 9 et 63,8 tonnes pour Falcon Heavy. C'est par contre toujours moins que le « monstre » Saturn V qui pouvait envoyer 140 tonnes sur une orbite basse.  

Comme le premier étage, le second est « entièrement réutilisable ». SpaceX le présente comme « un grand vaisseau spatial long-courrier capable de transporter des passagers ou des marchandises vers une orbite terrestre, d'autres planètes et des vols intérieurs sur Terre ». 

L'intérieur est aménageable pour pouvoir transporter du fret, un équipage ou un mélange des deux. Le volume aménageable pour la charge utile est de 1 100 m³. Autant dire que Starship ressemble à un palace sur ce point. Un des objectifs est évidemment de retourner sur la Lune pour y installer une base, puis de partir à la conquête de l'espace.

SpaceX Starship

Starship peut aussi faire office de station-service de l'espace

Starship est également conçu pour pouvoir faire le plein en vol. Un second Starship spécialement conçu dans cette optique peut ainsi être lancé dans l'espace, puis venir s'accrocher à une autre navette pour faire office de station-service. « Ce système est conçu pour transporter jusqu'à 100 personnes sur des vols interplanétaires de longue durée », aussi bien vers la Lune que Mars, explique SpaceX. 

Selon la société, le coût d'un lancement de satellite avec Starship serait sensiblement inférieur à celui avec Falcon 9. La société met en avant son compartiment de 9 m de diamètre pour la charge utile, qui serait « plus grand que tout autre carénage actuel ou planifié », permettant par exemple d'envoyer des télescopes spatiaux encore plus grands que le James Webb Telescope par exemple. 

Retour sur le prototype MK1 de Starship

Après la théorie et l'objectif de SpaceX, revenons à la réalité du terrain avec le prototype MK1, qui ne concerne pour rappel que la partie supérieure de la fusée. Il ne mesure ainsi que 50 m de hauteur, contre 118 m pour l'ensemble du lanceur, et n'exploite que trois moteurs Raptor, contre six pour la version finale. 

La structure et les réservoirs du prototype MK1 sont en acier inoxydable, un matériau sur lequel Elon Musk n'a pas tari d'éloges : « C'est de loin la meilleure décision de conception que nous ayons prise », affirme-t-il durant la conférence. C'est d'ailleurs cette matière qui lui donne son aspect si particulier. 

L'acier inoxydable est certes plus lourd que les composites habituellement utilisés, mais il possède des propriétés thermiques très intéressantes. Il n'est pas aussi fragile que les autres à de très basses températures et résiste beaucoup mieux à la chaleur, deux points importants lorsqu'il s'agit de se déplacer dans le vide spatial (il fait froid) ou de passer l'atmosphère pour revenir sur Terre (il fait chaud). Starship ne nécessiterait ainsi qu'un petit bouclier thermique sur le dessous. 

Mais surtout, le coût est sans commune mesure : environ 130 000 dollars la tonne de fibre de carbone, contre 2 500 dollars pour de l'acier inoxydable, toujours selon le PDG de SpaceX. Ce n'est pas tout : « L'acier est facile à souder et résistant aux intempéries [...] La preuve, nous avons soudé ce prototype à l'extérieur, sans usine. Honnêtement, je suis amoureux de l'acier ».

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MK2, MK3 et MK4 dans les tuyaux

Un autre prototype, Starship MK2, est en train d'être construit dans ses locaux en Floride, lui aussi avec trois Raptor. Les équipes travaillent de manière indépendante. Selon Elon Musk, cela devrait permettre d'améliorer le design final avec une compétition entre les deux équipes.

La construction d'un troisième prototype (MK3) devrait débuter d'ici un mois à Boca Chica (où se trouve MK1). Suivra ensuite un prototype MK4 en Floride, qui devrait être le premier vaisseau Starship à entrer en orbite et faire le tour de la Terre. MK3 et MK4 devraient intégrer six Raptor, comme la version finale de Starship. 

Un des éléments à améliorer est le poids du vaisseau : de 200 tonnes pour MK1, SpaceX espère arriver à descendre à 110 tonnes seulement à terme, et ainsi augmenter la capacité de chargement à 150 tonnes pour une orbite basse (au lieu de 100 tonnes actuellement). 50 ans plus tard, Starship dépasserait alors enfin la capacité de chargement de Saturn V. 

Le premier vol de MK1 à environ 20 km d'altitude est attendu d'ici un ou deux mois, tandis que le premier en orbite devrait se dérouler dans six mois. « Je pense que nous pourrions potentiellement voir des gens voler dès l'année prochaine », lâche, optimiste, Elon Musk. Comme toujours avec le dirigeant, il s'agit d'un calendrier pour le moins ambitieux, même s'il préfère généralement parler « d'espoir » pour les échéances plutôt que de dates butoirs. 

Pour l'instant, deux vols ont déjà eu lieu avec Starhopper, une version réduite de Starship avec seulement un moteur Raptor. Un premier à 20 m d'altitude, suivi d'un second à 150 m il y a quelques semaines. Désormais, Starhopper a passé le relais à Starship MK1.

Pour rappel, le nom du premier touriste de l'espace à bord de Starship est déjà connu : il s'agit du japonais Yusaku Maezawa, collectionneur d'art et milliardaire. Il a payé des places pour être accompagné de six à huit autres artistes, pour un montant qui n'a pas été dévoilé, mais qui sert évidemment à développer Starship. Il devrait décoller en 2023. 

36 commentaires
Avatar de momal INpactien
Avatar de momalmomal- 01/10/19 à 14:52:17

Merci pour cet article..
On a beau dire, le pere Musk il fait rever a chaque presentation...

Avatar de paskal441 Abonné
Avatar de paskal441paskal441- 01/10/19 à 14:53:03

D'après spaceX, l'acier présente plus d'avantage que la céramique qui semble actuelle utilisé. Dans ce cas, pourquoi n'utilisons nous pas déjà de l'acier ? moins chers, plus facile à mettre en oeuvre, plus résistant...

Je ne pense pas que les agences spatiales soient stupides, du coup j'aimerai comprendre ce qui m'échappe dans ces différences de choix technologiques...

merci d'avance :-)

Avatar de NeedSumSleep INpactien
Avatar de NeedSumSleepNeedSumSleep- 01/10/19 à 14:56:09

E.M un vrai marchand de Tapis ;) un pro de la com mais techniquement on rigole pas foutu de finir une seule de ces annonces, pour rappel ils n'ont toujours pas récupérer l'ensemble des booster du FH une fois.
La seule chose que Musk a réussi a ce jour, c'est de faire un premier étage réutilisable de F9, mais sans jamais démontrer la viabilité économique de cette solution, vu qu'il est subventionné par un grand nombre de contrats institutionnels surfacturés (a quasi X2 le prix du secteur civil pour la même charge utile)
 

Avatar de NeedSumSleep INpactien
Avatar de NeedSumSleepNeedSumSleep- 01/10/19 à 15:00:32

ça s'appelle la communication, 3/4 e ce qu'il raconte est du vent..mais la plèbe et les journalistes gobent tout ça.

Connaissez vous un exemple d'un prototype qui fait tout ses premiers vols en subsonique avec 1/30ème (deux premiers vols) a 1/10ème (le prochain qu'il nous promet avec 3 moteurs) de la motorisation finale envisagée ?
 

Édité par NeedSumSleep le 01/10/2019 à 15:04
Avatar de Floflr Abonné
Avatar de FloflrFloflr- 01/10/19 à 15:20:48

Les défauts de l'acier sont cités dans l'article la masse tout simplement qui est un élément crucial dans l'aérospatial. Le poids devient un facteur moins important si le lanceur est réutilisable contrairement à un lanceur consommable ou toute masse ne faisant pas partie de la charge utile est perdue.
De plus il est bien prévu de rajouter des tuiles de protection dans les zones les plus sollicitées.

Avatar de tazvld Abonné
Avatar de tazvldtazvld- 01/10/19 à 15:29:06

paskal441 a écrit :

D'après spaceX, l'acier présente plus d'avantage que la céramique qui semble actuelle utilisé. Dans ce cas, pourquoi n'utilisons nous pas déjà de l'acier ? moins chers, plus facile à mettre en oeuvre, plus résistant...

Je ne pense pas que les agences spatiales soient stupides, du coup j'aimerai comprendre ce qui m'échappe dans ces différences de choix technologiques...

merci d'avance :-)

Ca ressemble pas mal à du marketing. Je pense que les 2 solutions ont des avantages et des défauts.

C'est evident que l'inox, en terme de coût pour du prototype qui va juste faire un bond (il reste dans l'atmosphère), ça ne sert à rien de se faire chier plus que ça. Bon, après, je te dis pas la châtaigne que tu dois te prends en touchant la surface (ou de coller une grosse bande anti-statique : on en voit plus de ces trucs tiens, il n'y en a même plus sur les caddies)

Après, c'est malhonnête de comparer l'inox avec la fibre de carbone avec le prix/kg. Si l'on fait des velo de course en fibre de carbone, ce n'est pas pour rien. Pour l’aérospatial, c'est encore plus malhonnête quand on sais que chaque kg coûte très cher.

Avatar de Northernlights Abonné
Avatar de NorthernlightsNorthernlights- 01/10/19 à 15:46:11

paskal441 a écrit :

D'après spaceX, l'acier présente plus d'avantage que la céramique qui semble actuelle utilisé.

En fait c'est déja le cas, la céramique ne sert qu'aux boucliers. (et ca sera surement de même sur starship)

Avatar de spidermoon Abonné
Avatar de spidermoonspidermoon- 01/10/19 à 17:13:23

Enfin une fusée qui ressemble à celle des films de sf des années 50 :ouioui:

Avatar de linkin623 Abonné
Avatar de linkin623linkin623- 01/10/19 à 18:07:05

C'est quand beau la com', et Elon Musk sait faire rêver.

La NASA avait réussi cela en son temps, bien malgré elle quand on regarde les reportages sur Apollo 11 par exemple. Le contexte était différent, mais les efforts de la NASA sont sans communes mesures de ceux de SpaceX.

Sinon sur l'inox, pourquoi pas, après je crois que les lanceurs utilisent pour leur structure souvent des alliages acier/alu/magnésium qui sont certes plus compliqués à souder mais reste moins chers que des composites (carbone).
D'autant que le carbone c'est cool, léger, mais si on met une pression pas dans le bon sens/endroit, ça pète direct.

A terme je pense qu'ils vont alléger leur fusée en mettant plus d'alliages et de carbone là où c'est possible et raisonnable. Partir de l'inox pour un proto qu'on bricole en permanence, c'est pas con.
Pour un lanceur industriellement viable, j'y crois moins. Chaque kilo en plus c'est du carbu, des moteurs, et encore du carbu car il faut ramener la bestiole sur Terre ensuite...

Avatar de Tirnon Abonné
Avatar de TirnonTirnon- 01/10/19 à 20:44:25

Lors de la conférence il a aussi parler d'un autre avantage de l'acier, sa température de fusion très élevé par rapport à l'aluminium et à la fibre de carbone, ce qui permet d'avoir moins d'isolation entre les tuiles et la coques. Et aussi que l'acier ça ce répare et ce modifie facilement que sa soit sur la lune ou sur Mars.

Le reste de l'industrie spatial rigolait beaucoup quand il parlait de lanceur réutilisable, il comment à réfléchir à le copier. On vas surtout voir si ils arrivent à alléger la bête.

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  • Introduction
  • Après deux versions de BFR, voici Starship édition 2019
  • Premier étage : 72 000 kN de poussée, trois fois plus que Falcon Heavy
  • Deuxième étage : 1 100 m³ d'espace et 100 tonnes de charge utile
  • Starship peut aussi faire office de station-service de l'espace
  • Retour sur le prototype MK1 de Starship
  • MK2, MK3 et MK4 dans les tuyaux
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