L’Europe veut se doter d’un lanceur réutilisable à l’horizon 2030. D'ici là, les travaux avancent sur le démonstrateur Themis et le moteur Prometheus. L’ESA précise son calendrier d'essais, qui se dérouleront jusqu’en 2025.
Fin 2015, SpaceX entrait dans l’histoire en parvenant à récupérer pour la première fois le premier étage de sa fusée Falcon 9. Cette opération est désormais une routine, comme la réutilisation pour d’autres lancements. La société d’Elon Musk est même parvenue à envoyer sept fois dans l’espace le même premier étage.
La question des coûts de remise en état est par contre toujours éludée par l’entreprise.
Les Américains font un « all in » sur le réutilisable
Blue Origin dispose aussi d’une fusée réutilisable – New Shepard – qui a déjà fait plusieurs aller-retour dans l’espace, tandis que New Glenn se prépare pour l’envoi de satellites en orbite. Rocket Lab n’a pour le moment pas réutilisé son lanceur Electron, mais elle a récemment franchi une étape majeure vers la réutilisation.
Cette technique fait des envieux sur le vieux continent et nombreux sont ceux qui souhaitent que l’Agence spatiale européenne (ESA) passe aussi au réutilisable. Bien évidemment, cela ne se fait pas d’un claquement de doigts, d’autant que l’ESA focalise pour le moment le gros de son attention sur Ariane 6.
Son vol inaugural a déjà été retardé à début 2022, nous vous en parlons en détails dans notre magazine #2.
- Ariane 6 face à « un effondrement » du marché géostationnaire et à la montée en flèche du New Space
- Pour la Cour des comptes, « le modèle économique actuel d’Ariane 6 présente des risques »
L’Europe débutera des tests en 2021…
L’Agence planche néanmoins depuis fin 2017 sur un tel projet, avec la signature d’un contrat de 75 millions d’euros avec ArianeGroup pour « la conception, la réalisation et les essais des deux premiers exemplaires du démonstrateur Prometheus ». Prévue pour 2020, la mise à feu statique est finalement repoussé à 2021.
Un nouveau contrat vient tout juste d’être signé avec la coentreprise d’Airbus et Safran, pour un montant de 33 millions d’euros cette fois-ci. Il s’agit ici de passer à la « phase initiale de Themis », avec ArianeGroup comme maître d’œuvre. L’ESA en profite pour dévoiler le calendrier des essais pour les prochaines années.
… suivi par des petits bonds en 2022 et un vol suborbital dès 2023
« Cette première phase comprend la préparation des technologies du véhicule de vol, le banc de test et les essais de mise à feu statique à Vernon, en France », explique l’Agence spatiale.
Themis est pour rappel un démonstrateur de premier étage de 30 m de hauteur pour 3,5 m de diamètre. Il emporte 130 tonnes d’oxygène liquide/méthane afin d’alimenter ses trois moteurs Prometheus de nouvelle génération. Cette première étape englobe aussi des modifications à venir sur le véhicule de vol et la préparation du segment sol au Centre spatial d’Esrange à proximité de Kiruna (en Suède).
C’est là que se dérouleront les premiers « hop tests » – de petits bonds à faible altitude – comme en a récemment réalisé SpaceX sur son prototype Starship. « L’objectif de ce programme est d’effectuer des tests tôt dans le cycle de développement afin de valider des avancées technologiques qui accéléreront le développement et guideront la conception finale », explique l’ESA.
Les « hop tests » en Suède sont programmés pour 2022, un an après la mise à feu statique si tout va bien. En 2023-2024, il est prévu de passer aux « loop tests », avec des vols suborbitaux et des manœuvres de retournement. Cette fois-ci, les essais se dérouleront depuis le port spatial de Kourou en Guyane.
Pour rappel, c’était un des objectifs de SpaceX avec le prototype SN8, un succès sur ce point. Mais l’atterrissage qui a suivi était plus violent que prévu, entrainant la destruction du vaisseau. Un autre est presque terminé, mais il a eu un petit souci d’équilibre a priori sans trop de gravité.
Un test complet en 2025, puis il faudra attendre 2030
Il faudra ensuite attendre 2025 pour un test complet en vol de Themis, avec en prime la récupération sur une barge en pleine mer. En cas de succès ce sera la fin du démonstrateur et le début d’une nouvelle aventure : construire une fusée réutilisable en se basant sur ces acquis. Son lancement est pour le moment programmé pour 2030.
L’ESA rappelle que le moteur Prometheus est très polyvalent. Réallumable, il est capable de fournir une poussée variable de 1000 kN, il « convient donc à la fois pour l’étage principal, les propulseurs et l’étage supérieur ». Autre atout : « la gestion et la surveillance du moteur sont effectuées en temps réel par un ordinateur de bord ».
Diamant ou ELA3 comme centre de lancement-atterrissage
Deux sites d’atterrissage sont à l’étude pour accueillir le lanceur européen réutilisable : « Diamant, utilisé pour des démonstrations expérimentales, ou l’ensemble de lancement Ariane 5 [alias EL3, ndlr], qui sera disponible lorsque la transition vers le lanceur de nouvelle génération Ariane 6 aura été effectuée »… pas avant 2022 donc.
Diamant doit son nom à la première série de fusées françaises qui a notamment propulsé le pays au rang de troisième puissance spatiale avec la mise en orbite du satellite Astérix en 1965. Huit lancements ont été effectués jusqu’en 1970. Il était ensuite laissé à l’abandon, mais avait été transformé en espace de stockage.
En attendant éventuellement de reprendre du service, il va connaitre une nouvelle vie grâce au projet Callisto.
Callisto va prendre ses aises sur le site Diamant
Il s'agit d'un démonstrateur de petite taille (1/10) développé depuis 2016 par les agences spatiales française (CNES), allemande (DLR) et japonaise (JAXA), mais sans l’Agence spatiale européenne ni ArianeGroup.
Il doit permettre de développer la partie logicielle nécessaire au retour du premier étage. Les premiers vols d’essai sont attendus pour 2022. Dans cette optique, le site historique Diamant « sera réaménagé pour pouvoir accueillir, pour la première fois en Guyane, des atterrissages » explique le Centre National des Études Spatiales.
Il « subira des travaux de remise en état et d’adaptation : démantèlement de la tour dès cette année, rénovation et agrandissement des surfaces terrassées, travaux sur les infrastructures et les réseaux... Mais dans la mesure du possible les anciennes installations seront reconverties », ajoute-t-il.
L’intégration de Callisto se fera par exemple dans l’ancien hall de préparation des fusées Diamant. Pour le reste, de lourdes modifications sont au programme, car « il faut prévoir un point de décollage et une zone d’atterrissage située dans un rayon de 10 m autour de ce point », détaille le CNES.
« Pour que le véhicule puisse se poser, cette zone des 10 m devra avoir été complètement dégagée après le décollage. Nous devons donc concevoir des installations sol en conséquence. Par exemple, il ne pourra pas y avoir de carneau d’évacuation. Le jet de gaz émis lors du lancement se déversera directement sur le sol, conçu pour résister à la chaleur et permettre ensuite l’atterrissage », précise Jean-François Niccolai, chef de projet segment sol.
Autre problème : « les bras cryotechniques utilisés pour le remplissage des réservoirs mesureront environ 15 m, la même dimension que ceux de l’ELA4 d’Ariane 6 pour alimenter un véhicule 5 fois plus petit ». Ce n’est pas tout : après l’atterrissage, le lanceur contient encore de l’oxygène et de l’hydrogène liquide, il faudra donc le purger.
« Pour des raisons de sécurité, on ne peut donc pas envoyer des personnes pour le faire manuellement », un robot spécialement développé pour sera utilisé afin de rebrancher les flexibles sur Callisto.
Objectif de Themis : très bas coût, flexibilité et écoresponsabilité
Au final, le trio Prometheus, Callisto et Themis doit « permettre de valider et développer des solutions de lanceurs à très bas coûts, tout en contribuant à la transition énergétique vers une filière de lanceurs spatiaux écoresponsable », résume André-Hubert Roussel, président d’ArianeGroup.
Ce nouveau type de lanceur « créer des options supplémentaires permettant de baisser le coût de l’accès à l’espace et d’accroitre la flexibilité européenne en matière d’offres de services de lancement », ajoute Daniel Neuenschwander, directeur du transport spatial à l’ESA.
Reste à voir où en seront ses concurrents dans 10 ans, presque une éternité dans le « New Space ».
Commentaires (28)
#1
dans un rayon de 10 m autour de ce point
Seulement 10m c’est chaud, faut pas se louper
Fusée et écoresponsable, équation difficile …
#2
Ca veut donc dire que ce n’est pas le cas sur Ariane 5 et 6 ?
#2.1
Certes Ariane 5 et 6 sont truffés d’ordinateurs, et l’on se souvient bien de la réaction de deux d’entre eux pour le tir 501 :-(
Pour répondre à ta question, au décollage plus de 80% de la poussée est fournie par les boosters latéraux.
Et une fois allumés, ils brûlent le propergol jusqu’à la fin, il n’y a aucune sorte de contrôle sur la quantité de gaz et la poussée résultante. Elle est fonction de la forme interne des boosters, et proportionnelle à la surface de propergol brûlant à chaque instant.
Je crois que les ordinateurs peuvent juste légèrement agir sur l’orientation des tuyères.
En ce sens, la poussée de ces booster peut être considérée comme non gérée. Alors que sur un moteur, il est possible de moduler la poussée et donc de la gérer en intensité et direction.
#3
10 ans après Grasshopper de SpaceX, au moins l’ESA s’est mise en marche. Allez, j’ai hâte de voir ça !
#4
En fait, ils ont dit a plusieurs reprises que c’est rentable, même si ils ne donnent pas les chiffres précis:
https://twitter.com/elonmusk/status/1295883862380294144
Ce qui semble logique, vu leur obstination à réutiliser le plus possible chaque Falcon 9 (s’ils perdaient de l’argent en réutilisant, ils aurait arrêté depuis). De plus les lancements avec des Falcon 9 réutilisés sont facturés moins chers.
C’est le temps pour certains à Ariannespace de lâcher prise et admettre qu’ils ont pris 10 ans de retard
#4.1
C’est difficile de donner du crédit au discours de SpaceX sur la rentabilité de la réutilisation. Il ne faut pas oublier aussi qu’ils profitent du protectionnisme US pour surfacturer un lancement institutionnel tout en pratiquant des tarifs agressifs sur le privé. Exemple récent avec un contrat avec l’armée US. SpaceX annonçait en 2018 qu’un lancement de Falcon Heavy était dans les 150 millions, et là d’un coup ça passe à 316 millions. L’article évoque aussi le fait qu’ils ont augmenté le coût d’envoi d’un astronaute vers l’ISS (estimé à 55 millions au début, contre 80 pour un Soyouz par astronaute, mais la NASA a quand même contribué à quelques 3 milliards pour le développement de Crew Dragon).
On ne sait donc pas réellement dire si la réutilisation permet à SpaceX de réduire les coûts et d’être rentable, ou si les lancements institutionnels US permettent de compenser ses coûts.
Arianespace n’a pas plus de retard que ça, nombre de concurrents du New Space ne se sont mis à étudier/tester la réutilisation que récemment au final (Rocket Lab est le second à voir expérimenté il me semble). La multiplication de cette pratique permettra de savoir si elle est effectivement financièrement rentable.
#4.2
L’Europe subventionne aussi Ariannespace, mais d’une autre manière, en payant directement la R&D, alors que SpaceX finance la R&D en facturant les lancements.
Les informations disponibles aujourd’hui permettent de dire que la réutilisation est très probablement rentable pour SpaceX:
https://www.elonx.net/how-much-does-it-cost-to-launch-a-reused-falcon-9-elon-musk-explains-why-reusability-is-worth-it
Par ailleurs:
En fait, on parle d’au moins 15 ans de retard (au mieux) sur SpaceX, qui a aujourd’hui pris la majorité du marché des lancements de satellites, principalement au détriment des russes mais aussi d’Ariannespace.
#4.3
Honnêtement, je ne suis pas trop à l’aise à l’idée de croire les propos tenus par Elon Musk et relayés par un fan-site de SpaceX. Ce ne sont pas les sources que j’ai tendance à privilégier quand je recherche des informations.
Les autres sources que je trouvais sur le sujet sont toutes basées sur des estimations et des probabilités mais sans réelle démonstration. Ce qui est logique puisque SpaceX entretient une communication opaque sur le sujet en disant “oui c’est rentable” et en balançant de temps en temps un chiffre choc.
Personnellement je reste plutôt neutre sur la question car oui, SpaceX arrive à pratique des tarifs très agressifs et très certainement grâce à cela. Mais est-ce que c’est un business model viable dans le temps, je pense que l’arrivée de nouveaux acteurs sur le sujet permettra d’en savoir plus.
#4.4
Non mais pourquoi ils feraient ça s’ils perdaient de l’argent, leur but est d’en gagner pas d’en perdre. Après, ne pas vouloir croire Musk mais plutôt des gens qui n’ont rien à voir avec la société, je trouve ça étonnant.
Wagaf a bien expliqué sinon, l’Europe subventionne aussi ESA, et le coût d’envoi de personnes avec crew dragon se calculs sur la base des subventions qu’ils ont reçu (1.3 milliards pour 6 missions de 4 personnes = 1.2 milliards / 24 = 55 millions par personnes).
Quant au lancement à 316 millions, c’est parce qu’il y a des modifications spéciales à faire pour ce lancement spécifique, les autres lancements ne sont pas à ce prix là.
Si l’ESA veut s’y mettre c’est pas pour gaspiller de l’argent non plus, mais ils ont littéralement 10 ans de retard.
#4.5
Je n’ai jamais dit que c’était un gaspillage d’argent ou quoique ce soit.
J’ai dit qu’on ne peut pas évaluer la seule rentabilité de la réutilisation parce que diluée dans le business model de SpaceX et qu’il n’y a pas d’analyse externe sur le sujet.
Raison pour laquelle j’ai écrit deux fois :
On ne peut pas juger de la rentabilité d’une pratique en se basant uniquement sur les travaux et propos d’un acteur unique (et Elon Musk a démontré à plusieurs reprises ne pas être le plus fiable … Je vous rappelle qu’il a été viré du CA de Tesla à cause de ça). Aujourd’hui il n’y a qu’un seul acteur qui a réussi à le faire de manière récurrente. Rocket Lab est le second à ma connaissance à avoir testé le principe.
Pour expliquer schématiquement ma pensée avec des chiffres bidons : une Falcon 9 coûte 20 millions à fabriquer, ça coûte 10 millions à la remettre en état pour un nouveau lancement. D’un côté le lancement est facturé 60 millions et de l’autre il est facturé 120.
Comment peut-on évaluer que la simple réutilisation permet d’assurer une rentabilité avec ces données ? Voilà où je veux en venir.
Et n’oublions pas qu’à côté, les travaux autour de la construction de lanceurs en utilisant l’impression 3D (Arianespace est dessus aussi) qui pourrait aussi apporter un regard nouveau vis à vis de la pratique de la réutilisation.
Bref, j’adore ce que fait techniquement SpaceX, mais je n’irai pas tirer de conclusions hâtives sur la pérennité de leurs choix techniques. Ils sont un des premiers gros acteurs du New Space et depuis beaucoup de compétiteurs sont nés (et beaucoup risquent de se péter la gueuler) avec beaucoup de nouvelles idées. La messe est loin d’être dite et personnellement je continue de suivre avec plaisir toutes ces évolutions technologiques.
#4.6
Blue Origin ils réutilisent leurs petits lanceurs aussi.
Sinon il n’y a pas 2 prix différents pour le même lancements, il y a des lancements spéciaux qui sont facturés plus chers, mais c’est dû aux modifications apportées pour la lancements, pas juste des prix fantaisistes. Ils ont même baissé leurs prix pour des lancements avec Boosters ré-utilisés il y a peu…
La plupart de leurs lancements sont à d’autres boîtes privées ou pour eux mêmes avec starlink (où ils n’utilisent que des boosters déjà utilisés), s’ils perdaient de l’argent avec la ré-utilisation et dépendaient des lancements du gouvernements pour non seulement renflouer mais en plus être rentable, ce serait impossible, il suffit de faire le calcul.
#4.7
Je ne comprends pas pourquoi tu dis que j’estime qu’ils perdraient de l’argent, à aucun moment je n’ai écrit cela.
La rentabilité peut être positive, mais pas forcément folichonne face à l’effort fourni par exemple.
Il me semble que SpaceX a investi plus d’un milliard de dollars dans la réutilisation et c’est un ROI à long terme. Aujourd’hui, ça leur permet d’avoir une cadence de tirs sans commune mesure et c’est un très gros avantage concurrentiel. Mais faut voir sur la durée.
#4.8
Quand tu as écrit que tu ne savais pas si SpaceX était rentable. S’ils ne sont pas rentables c’est qu’ils perdent de l’argent. En tout cas on voit qu’ils lancent à tour de bras maintenant, et je suis persuadé qu’effectivement la ré-utilisation leur permet d’économiser beaucoup, et que du coup, les lancement de starlink ne leur coûte “rien” et qu’ils vont toucher le gros lot avec ça.
Bien sûr que c’est la bonne décision, mais c’est bien tard, je me souviens d’il y a plusieurs années maintenant où SpaceX était moqué pour leur ré-utilisation, ESA aurait mieux fait de rechercher sur comment faire aussi à ce moment…
Et encore une fois, leur but est de gagner de l’argent, pourquoi ils feraient volontairement un programme qui n’est pas rentable. Quant aux “subventions déguisées”, ça me fait rire, outre le fait qu’en regardant les facturation de lancement il n’y a rien de scandaleux non plus, comme si Ariane ne recevait pas de “subventions déguisées” aussi de la part de l’Europe.
#4.9
Arf en effet je me suis mal exprimé la première fois, désolé pour le quiproquo.
#4.10
il le font pour tuer le spatial européen, comme quand nous n’avions pas de spatial, çà arrangeait bien nos alliés US de refuser un lancement pour des satellites français militaire ou radar.
les américains ne veulent pas des alliées mais des vassaux
#5
Pendant ce temps là, Musk et SpaceX, prévoient calmement d’envoyer un humain sur Mars : https://www.independent.co.uk/news/science/spacex-s-elon-musk-i-ll-put-man-mars-next-10-years-9546600.html
#5.1
Oui, enfin ça parlait aussi de colonisation il y a peu (trop gros
, ils ont du laisser tomber ^^“)
Envoyer des humains sur mars ça n’a aucun intérêt scientifique ou pratique.
A part de la com façon concours de kikoute il ne faut pas chercher plus loin dans ce genre d’annonce.
#6
Voila l’extrait complet :
L’article parle d’un moteur a poussée variable, qui peut servir à tout. Il ne parle pas des boosters.
#7
Pour le moment, vis-à-vis de SpaceX, nous n’avons aucune indication nous permettant de dire que le système est rentable. Mis à part les affirmations de l’entreprise et son dirigeant. Et vu que l’entreprise est privée et que le développement se font sous contrat avec des lancements (et non de la R&D) il n’est pas nécessaire de rendre public les comptes et rapport financier, Il n’y a donc aucun moyen de connaître le coût de la réutilisation et la rentabilité à long/moyen/court terme.
Il ne faut pas également oublier que la réutilisation de premier étage (et autres composants d’une fusée/navette) a déjà été étudié et testé il y a quelques décennies par plusieurs pays et/ou société (depuis les années mi-70 jusqu’à SpaceX en 2010). Mais les tests et calculs effectués ont indiqué comme non-rentable, voir même impossible, ce type de lanceur (coût de développement, technologies n’existant pas encore, infrastructures…).
Donc pour le moment, nous ne pouvons faire que des hypothèses et attendre que SpaceX ou une autre société communique les données financières qui vont avec la réutilisation (R&D, coûts de construction, coûts de remise en état, coût du stockage..). Même si nous pouvons supposer que cela puisse maintenant l’être vu le nombre de nouveaux acteurs se mettant à travailler sur des lanceur partiellement ou totalement réutilisable (RocketLab, Blue Origin, plusieurs entreprises chinoise, ArianeEspace…).
Pour ce lancement-ci, la somme de 316 millions de dollars implique plus que “juste” lancer les charges utiles (deux ou trois selon les sources). Une partie de la somme est normalement utilisée pour la modification du pad de lancement, du bâtiment d’intégration et de la coiffe du lanceur.
Mais il y a bien un surcoût sur les factures des lancements étatiques par rapport aux lancements commerciaux sur Falcon Heavy et Falcon 9.
#8
Un truc qu’il faut garder en tête quand on parle de SpaceX vs. ESA, c’est que le gouvernement US a déjà filé à SpaceX l’équivalent de deux fois le budget de Ariane 6.
Donc ouais, y’a une différence, mais c’est pas la “vision” d’Elon Musk. C’est plutôt le budget…
#9
Il n’y a pas à pointer du doigt ou moquer ArianeGroup: sa décision est la bonne, même avec un peu de retard. Seul SpaceX fait du réutilisable de manière industrielle.
Les points important sont avant tout: la baisse de coût (par imprimante 3D, montage horizontal, centralisation des sites etc…), la simplification de leurs lanceurs, le ré-allumage etc…
L’Europe fait du bon travail, Arian évolue dans le bon sens.
Effectivement, il faut s’assurer de la rentabilité réelle de la réutilisation. Comme le dit @SebGF, avec ses subventions déguisées, le rendement de SpaceX est difficilement calculable.
#10
Dans les faits, ce qu’on peut voir cette année, c’est que SpaceX a réalisé 15 lancements (Starlink) pour son propre compte via la réutilisation.
Si cela n’était pas rentable, j’ai un peu de mal à voir comment il serait capable de faire autant de lancements. Si le coût de la récupération et de la remise en état ne permettait pas une baisse réelle du coût de lancement, cela ne serait pas viable. Mettons que ce soit le cas et que le prix d’un lancement avec un lanceur réutilisé soit quasi au même prix que le prix public affiché (60$ millions d’euros), ça équivaudrait à 1 milliards de dollars pour le lancement de tous les vols Starlink.
Ça ne paraît pas vraiment réaliste que les lancements “surpayés” (ce qui représente une minorité des lancements) puissent à eux seuls payer pour : la ristourne des lancements à prix public + la ristourne++ des lancements sur lanceur réutilisés + la remise en état et le paiement complet des lancements internes.
Sachant qu’un lancement “surpayé” par l’administration américaine, c’est 150 millions de $ pour un F9. Ce n’est pas si énorme comparés aux 220 millions d’une Ariane 5 (d’accord elle a 25 ans mais c’est ce qu’il y a sur le marché).
#11
Pour les coûts, comme il n’y a pas de données claires et fiables, il y a un loup. Je présume que ça a quand même un intérêt, vu la constance de Space X dans la réutilisation de ses fusées. Et le fait que cette technologie est étudiées par d’autres.
Pour les dix ans de retard d’Arianespace, c’est un argument peu pertinent. En haute technologies, souvent, ce ne sont pas les pionniers qui font la première application commercialement rentable. Les Anglais ont été les premiers à faire voler un avion de ligne à réaction, mais ce sont les Américains qui ont fait le premier avion de ligne à réaction produit et vendu en grande série, et économiquement viable.
#11.1
Vu que Flacon 9 est déjà massivement utilisé par SpaceX et que quand ESA aura terminé ses essais de ré-utilisation, chez SpaceX ils auront starship largement prêt et fonctionnel, c’est pertinent si.
#12
Pas vraiment…
SpaceX peut rencontrer une grosse merde qui rend son engin inutilisable, ou/et (plutôt) la concurrence faire mieux dans le même domaine.
Vu le nombre d’industries en avance en leur temps qui se sont fait fumer sur le même terrain par des concurrents que personne n’a vu venir, je ne parierait pas sur l’hégémonie de Space X sur le moyen et le long terme.
#12.1
Oui, enfin les statistiques de Falcon9 sont excellentes, starship les tests se passent plutôt bien, pendant qu’avec Vega en Europe on branche les mauvais câbles et on perd le lanceur. Tout est possible, bien sûr, mais aujourd’hui SpaceX ils ont une avance considérable.
C’est une boîte privée, s’il n’y a pas d’argent, ça coule. Ca a failli arriver d’ailleurs. C’est facile de regarder les lancements effectués, et le pris qui vont avec (pour la plupart), même si les lancements du gouvernement sont un peu plus chers, d’une part l’Europe le fait aussi, d’autre part ça ne couvrirait absolument pas les coût de perte des autres lanceurs.
#13
C’est pour ça qu’il ne faut pas voir que la rentabilité. L’indépendance est parfois plus que nécessaire et c’est pour ça qu’Ariane a été mis en place
#13.1
Comme Galileo.