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

Et c’est pas fini…
Tech 8 min
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

24 commentaires
Avatar de Rhebian Abonné
Avatar de RhebianRhebian- 04/06/20 à 16:06:33

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...

Avatar de KMD55 Abonné
Avatar de KMD55KMD55- 04/06/20 à 17:05:20

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...

Avatar de Tirnon Abonné
Avatar de TirnonTirnon- 04/06/20 à 17:13:56

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 ?

Avatar de barlav Abonné
Avatar de barlavbarlav- 04/06/20 à 18:12:16

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.

Avatar de wanou2 Abonné
Avatar de wanou2wanou2- 04/06/20 à 18:48:51

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).

Avatar de ndjpoye Abonné
Avatar de ndjpoyendjpoye- 04/06/20 à 18:58:11

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.

Édité par ndjpoye le 04/06/2020 à 19:00
Avatar de SebGF Abonné
Avatar de SebGFSebGF- 04/06/20 à 19:05:01

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...)

Avatar de Cqoicebordel Abonné
Avatar de CqoicebordelCqoicebordel- 04/06/20 à 19:06:35

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.

Avatar de kgersen Abonné
Avatar de kgersenkgersen- 04/06/20 à 19:27:24

source ?

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

Avatar de Cqoicebordel Abonné
Avatar de CqoicebordelCqoicebordel- 04/06/20 à 21:04:58

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. »

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