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10 faits sur SpaceX et comment il révolutionne les voyages dans l'espace
Imaginé par l'entrepreneur et futuriste Elon Musk, SpaceX a été fondé en 2002 dans le but de faire renaître l'intérêt du public pour l'exploration spatiale et de stimuler le financement de la NASA. De plus, Musk voulait vraiment lancer des missiles de la taille d'un gratte-ciel en orbite terrestre. Et honnêtement, qui ne le ferait pas?
L'objectif ultime du visionnaire né en Afrique du Sud est de permettre l'existence humaine multiplanétaire en réduisant considérablement le coût de lancement de matériel dans l'espace. Avec notre technologie actuelle, échapper à la pesanteur de la Terre n’est pas facile et son prix est lourd.
Par exemple, il en coûtera environ 500 millions de dollars pour envoyer actuellement le système de lancement spatial (SLS) de la NASA, la plus puissante fusée jamais mise au point sur une orbite terrestre basse, avec une charge utile d'environ 70 000 kg (150 000 lb).
Le dernier et le plus important de SpaceX, le Falcon Heavy, peut faire la même chose pour environ 90 millions de dollars, soit moins d'un cinquième du SLS et ses équivalents. Quel est donc le secret de cette efficacité sans précédent, et qu’a exactement à l’esprit Elon Musk pour l’avenir?
Crédit d'image sélectionné: wired.com10 SpaceX
Rocky Beginnings To Rugby Success
En 2002, la création d’une entreprise de technologie aérospatiale représentait objectivement un pari très risqué. Dans un climat déjà dominé par des géants de l'industrie tels que Boeing et Lockheed Martin, le lancement d'une start-up posait de nombreux problèmes, avec notamment le financement en chef.
Elon Musk s'était jusqu'ici fait un nom en défiant toute attente, après s'être retiré d'un programme de doctorat à Stanford après seulement deux jours pour poursuivre ses intérêts entrepreneuriaux pendant la bulle Internet. Cependant, en 2006 et 2007, les premiers échecs lors du lancement des versions bêta du produit phare de SpaceX, Falcon 9, ont laissé la société presque sans ressources.
Musk avait déjà investi jusqu'à 100 millions de dollars de ses finances personnelles dans le succès de la société de technologie spatiale. En 2008, l'entreprise était morte ou morte. Heureusement, Peter Thiel, cofondateur de PayPal, entrepreneur et capital-risqueur milliardaire, est intervenu au dernier moment et est devenu le premier investisseur extérieur de SpaceX. La capitale de Thiel a insufflé une nouvelle vie aux jambes branlantes de l'entreprise et les progrès ont été constants depuis.
Cela ne veut pas dire que SpaceX n’a pas eu beaucoup de problèmes depuis son rajeunissement. Si ce n'était pas le cas, il ne s'agirait plus vraiment d'une société aérospatiale, n'est-ce pas? Crashing and burning vient simplement avec le territoire.
En 2014-2015, SpaceX a engagé une bataille juridique avec la United States Air Force pour l'attribution de contrats de lancement essentiellement sans concurrence à la United Launch Alliance, une entreprise commune entre Boeing et Lockheed Martin. Ajoutez à cela une myriade d'échecs de lancement et d'atterrissage à la fin des années 2000 et au début des années 2010.
Mais ses succès semblent désormais largement supérieurs à ses erreurs. La société dispose de multiples contrats de satellites gouvernementaux, militaires et privés et a lancé une cinquantaine de fusées Falcon 9 (dont certaines ont été réutilisées). La société est maintenant évaluée à plus de 20 milliards de dollars. De tout cela, il est raisonnable de supposer que l'avenir de SpaceX repose dans les étoiles.
9 Le Merlin 1D
Un vrai magicien dans le monde des fusées
Le Merlin 1D est le quatrième moteur d'appoint de la famille des moteurs Merlin à propulser le Falcon 9. En février 2018, le Falcon Heavy a été lancé à des centaines de kilomètres de la surface de la Terre. Un seul moteur Merlin à la puissance maximale émet une poussée de 845 kilonewt (190 000 lb) tout en pesant environ 470 kilogrammes (1 030 lb). Cela lui confère le plus grand ratio poids / poussée de tous les moteurs d'appoint jamais conçus ou construits. Pour un certain point de vue, la poussée d'un seul Merlin équivaut au poids de 17 éléphants d'Afrique adultes.
En réalité, chaque moteur est auto-refroidi par l’alimentation en kérosène haute pression de la fusée. C’est l’un des facteurs qui a permis de réduire l’encombrement global du moteur car aucun réservoir de liquide de refroidissement séparé n’est nécessaire. Le surpresseur Falcon 9 est équipé de 9 moteurs Merlin, dont deux peuvent échouer en plein vol et ne pas nuire au résultat de la mission.
Au-delà, les moteurs sont conçus pour fonctionner dans les limites structurelles et thermiques requises pour transporter des astronautes. Cela signifie inévitablement qu'une entreprise privée enverra des hommes et des femmes à la Station spatiale internationale (ISS) dans les prochaines années!
8 rincer et répéter
Transformer des fusées en avions
Au début des années 2000, après s'être rendu compte que l'achat d'ICBM russes rénovés pour propulser ses ambitions en orbite ne serait pas financièrement viable, Musk décida de construire ses propres fusées. L'idée était de produire environ 85% des matériaux nécessaires en interne, ce qui contribuerait à réduire radicalement les coûts de production en raison de la nature coûteuse de la sous-traitance des pièces.
La prochaine étape vers une plus grande efficacité passe par la réutilisation totale de la fusée. Cela fait sens tout aussi bien. Si vous vous donnez la peine de concevoir et de construire une fusée de plusieurs millions de dollars, il est logique d'essayer de tout récupérer au lieu de le faire s'écraser dans l'océan. Imaginez à quel point les voyages en avion seraient coûteux si vous voyagiez avec un avion nouvellement baptisé à chaque fois que vous effectuiez un voyage.
Bien que la réutilisation ne soit pas une nouveauté dans une économie matérielle, elle est un peu plus difficile à appliquer aux fusées à 20 étages. SpaceX est le premier à utiliser l'atterrissage propulsif dans l'atmosphère terrestre. Chaque rehausseur Falcon utilise une combinaison d’ordinateurs de télémétrie embarqués, d’ailerons et d’atterrisseurs à grille rétractables, ainsi que des moteurs de surpresseur capables de diriger leur poussée vers l’atterrissage en toute sécurité.
Le 21 décembre 2015, le Falcon 9 a réussi son premier atterrissage après plusieurs quasi-ratés plus tôt cette année-là.Depuis lors, SpaceX a enregistré 21 tentatives sur 26, les 17 débarquements les plus récents étant consécutifs (y compris le Falcon Heavy).
Musk espère pouvoir éventuellement réutiliser les boosters Falcon des milliers de fois afin de réduire le coût en capital par lancement d'environ 60 à 90 millions de dollars à moins de 50 000 dollars. En insistant sur un système réutilisable à 100%, les seuls coûts engendrés par chaque vol seraient le ravitaillement en carburant (dont le prix est dérisoire par rapport à la construction de la fusée) et quelques autres frais généraux, y compris les inspections avant le lancement.
Avec des résultats assez impressionnants en 2017 et en 2018, il semblerait que SpaceX soit en passe de répondre à cette demande.
7 Livraison de fret à la Station spatiale internationale
Ça va être 150 millions de dollars
À compter de 2009, la NASA a attribué à SpaceX un contrat de 1,6 milliard de dollars pour le lancement de missions de réapprovisionnement sur l'ISS. À la veille du départ à la retraite des navettes spatiales, cet accord marque la première fois que la NASA comptait sur une entreprise privée pour livrer des marchandises à la gare.
Sur une période de huit ans, SpaceX a été chargé d'envoyer au moins 20 tonnes de fournitures, y compris de la nourriture, de l'eau et des équipements scientifiques, au rendez-vous de l'ISS en orbite terrestre basse. En 2015, la présidente de SpaceX, Gwynne Shotwell, a déclaré que chacune des trois missions prévues pour cette année valait environ 150 millions de dollars. Depuis 2016, la NASA s'est engagée dans 14 autres missions de réapprovisionnement avec SpaceX.
Le contrat entre la NASA et SpaceX est un type d'interaction standard «argent contre services». Bien que 150 millions de dollars par mission puissent sembler énormes, cela ne représente qu'une fraction de ce que les contribuables de la NASA et des États-Unis paieraient s'ils supervisaient le développement de leurs propres véhicules de lancement et de leur charge utile. La NASA assiste également SpaceX dans le développement de sa capsule Dragon avec équipage. Combiné au Falcon 9, le Dragon emmènera des astronautes dans l’ISS dans quelques années.
Comme pour les missions de réapprovisionnement bien moins coûteuses, le développement de la capsule humaine Dragon devrait coûter à la NASA environ 17 milliards de dollars de moins que la conception et la construction de leur propre véhicule, l'Orion. À chaque lancement, on s'attend à ce que le Dragon soit encore moins cher par une marge importante. Il semblerait que l'avenir des voyages dans l'espace réside actuellement dans un partenariat entre des sociétés spatiales privées et des agences gouvernementales.
6 colonisation planifiée de Mars
Quand puis-je acheter mon billet?
Tout ce pour quoi SpaceX a travaillé jusqu’à présent a été mis au service de sa vision fondatrice: faire de l’humanité une espèce multiplanétaire. En 2017, Musk a déclaré: «Vous voulez vous lever le matin et penser que l'avenir sera formidable - et c'est en cela que réside le fait d'être une civilisation envahissante. Il s'agit de croire en l'avenir et de penser que celui-ci sera meilleur que le passé. Et je ne peux penser à rien de plus excitant que de sortir et d'être parmi les étoiles. "
Au cours des 10 dernières années, la société s’est employée à perfectionner la technologie d’atterrissage à propulsion, à optimiser les propulseurs de manière à ce qu’elle soit réutilisable à 100%, et à expérimenter avec des cadres spatiaux en fibre de carbone pour produire des véhicules plus légers et plus robustes, moins coûteux que ceux fabriqués à partir de systèmes traditionnels. matériaux.
Le but de toutes ces avancées est de rendre le voyage sur Mars financièrement réalisable, à savoir 500 000 dollars par billet au lieu de plusieurs milliards. Musk pense que le coût pourrait descendre à moins de 100 000 dollars avec un perfectionnement continu de la technologie réutilisable.
Le calendrier pour Mars est rapide et furieux, avec au moins deux missions cargo sur la planète rouge programmées dès 2022. Deux ans plus tard, Musk et son équipe ont l'intention d'envoyer quatre navires sur Mars, dont deux transportant des fournitures supplémentaires et deux équipages de transport. des astronautes. Le moteur de ces ambitions est l’énorme fusée baptisée BFR.
5 Le BFR
Une fusée pour les finir tous
Une fois construit, le Big F-King Rocket (BFR) sera la fusée la plus puissante jamais construite - et pour de bonnes raisons. Il doit pouvoir soulever l'équivalent du poids d'un rorqual bleu dans la cargaison et des personnes en orbite. La fusée est une conception à une seule étape en orbite. (En comparaison, les fusées Falcon 9 et Heavy actuelles sont en deux étapes.) Cela signifie que la fusée est entièrement réutilisable.
En conséquence, le BFR, un modèle presque 12 fois plus puissant que le Falcon 9, sera moins coûteux à lancer et beaucoup plus polyvalent. La fin de partie est que le BFR remplacera tous les véhicules de SpaceX actuellement en opération: la capsule Falcon 9, Heavy et Dragon.
Un vaisseau spatial ou un véhicule-citerne peut être monté sur le surpresseur. Le vaisseau spatial peut atterrir n'importe où dans le système solaire et a une capacité prévue de 100 personnes, leur cargaison et d’autres fournitures pour une masse totale de 150 tonnes. Il a un volume sous pression de 825 mètres cubes (29 000 pieds), ce qui est supérieur au pont principal d'un avion de ligne commercial A380.
Dans sa configuration de transit sur Mars, il est prévu de disposer de 40 cabines (pouvant accueillir confortablement deux à trois personnes chacune), une cuisine, plusieurs grands espaces communs, un centre de divertissement, un abri-tempête solaire et une grande cale à marchandises.
Si cela ne vous semble pas assez impressionnant, vous pouvez donner à la baleine bleue susmentionnée un partenaire et un bébé et les insérer avec bonheur dans le vaisseau spatial. Le véhicule-citerne aura le même cadre spatial que le vaisseau spatial, mais il sera rempli de méthane liquide et de carburant oxygène liquide.
Le design de BFR est vraiment monstrueux. Le propulseur avec charge utile attachée se dresse à 106 mètres de diamètre et 9 mètres de diamètre, à égalité avec la fusée Saturn V qui transportait des hommes sur la Lune. Le système proposé enverra le vaisseau spatial ainsi que tous ses occupants et leur cargaison sur une "orbite de stationnement".
Pendant que le vaisseau spatial attend, le propulseur retournera à sa rampe de lancement via un atterrissage propulsif et sera monté avec le pétrolier. Ensuite, le propulseur décolle de nouveau et propulse le pétrolier au rendez-vous avec le vaisseau spatial. Le pétrolier ravitaillera le vaisseau spatial et reviendra sur Terre avec le propulseur au moment où le vaisseau partira pour Mars.
À une vitesse de 100 000 km / h, les passagers du vaisseau spatial deviendront l'homme le plus rapide de l'histoire et atteindront Mars d'ici trois mois.
4 roquettes pour le transit international
Volez n'importe où dans le monde en moins d'une heure!
Parallèlement au plan de Elon Musk sur la planète Mars, il a posé la question suivante: si SpaceX construit une fusée pour se rendre sur la Lune et sur Mars, pourquoi ne pas utiliser le BFR pour se rendre également ailleurs dans le monde? En raison de la réutilisabilité totale du BFR, il est concevable qu'il puisse être utilisé pour des voyages incroyablement rapides d'un pays à l'autre.
Musk dit qu'il serait nécessaire de trouver des endroits où la fusée pourrait décoller et atterrir quelque peu éloignés des grandes villes car «les roquettes sont très bruyantes». Mais la majeure partie de votre temps de voyage serait consacrée à la rampe de lancement. À partir de là, le vol serait assez court. De plus, une fois que vous serez libéré de l'atmosphère terrestre, votre vol sera «soyeux», sans air susceptible de causer de la turbulence ou du mauvais temps.
La plupart des liaisons aériennes commerciales, telles que Los Angeles à New York, Londres et Paris à New York, Los Angeles à Londres et Hong Kong à Londres, peuvent être complétées en BFR en 25 à 35 minutes. Il n’ya pas eu de devis officiel sur le prix des billets pour ces vols, mais on peut supposer qu’ils seront relativement chers au début en raison de la technologie naissante de ce type de vol… euh, excusez-nous… des voyages dans l’espace.
3 La fusée la plus puissante du monde
Lancement du Falcon Heavy le 6 février
Le Falcon Heavy est une extension du Falcon 9 et constitue actuellement le véhicule de levage pour la société Musk. Depuis le Saturn V, aucune fusée n’a été aussi puissante. Semblable en hauteur au Falcon 9 mais avec deux boosters de premier étage Falcon 9 supplémentaires, le Falcon Heavy est composé de trois noyaux de moteur et d'une fusée de charge utile de second étage montée au sommet du noyau central.
Sa poussée au décollage est de 22 819 kilonewtons (5,13 millions de livres) et il est capable de transporter 64 000 kilogrammes (140 000 lb) - environ 10 éléphants d'Afrique - de matériaux sur une orbite terrestre basse, 17 000 kilogrammes (37 000 lb) vers Mars et près de 3 600 kilogrammes (8 000 lb) à Pluton!
Le 6 février 2018, la fusée Falcon Heavy de SpaceX a décollé de l'historique Pad 39a au centre de lancement de Cape Canaveral, en Floride, sur la même rampe de lancement que celle utilisée par les missions Apollo pour envoyer des hommes sur la Lune. Cette mission a été une étape importante pour SpaceX, qui est à présent la seule entreprise spatiale commerciale à avoir envoyé une charge utile au-delà de la gravité de la Terre.
L'atterrissage simultané des deux boosters Falcon du noyau externe est une démonstration de la maîtrise croissante par SpaceX de la technologie des fusées réutilisables. Lors de la rentrée des noyaux extérieurs, il était possible d'entendre six bangs soniques émaner de chacune des sections inférieures, des jambes d'atterrissage et des ailettes de la grille des propulseurs.
Le noyau central a raté sa marque d'atterrissage sur l'un des drones océaniques autonomes de SpaceX d'environ 100 mètres et est entré en collision avec le Pacifique à environ 485 kilomètres à l'heure (300 mi / h). Musk a ensuite expliqué que le noyau central n'avait pas été en mesure de rallumer deux de ses moteurs pour la brûlure d'atterrissage cruciale qui ralentirait la vitesse supersonique au toucher délicat.
Dans le style fantasque de SpaceX, la charge utile factice utilisée pour tester la capacité de levage de la fusée était le Tesla Roadster d’Elon Musk. Un mannequin d'astronaute surnommé affectueusement «Starman» (en hommage à la chanson de David Bowie) en est le passager. Le mannequin porte la combinaison spatiale en cours de développement par SpaceX.
Le roadster a été envoyé sur une orbite trans-Mars, ce qui signifie qu'une voiture traverse l'espace vers Mars à une vitesse environ neuf fois supérieure à celle du son. Son orbite projetée le conduit sur une trajectoire elliptique à plusieurs millions de kilomètres de Mars avant de revenir en boucle autour du Soleil.
Cependant, en raison de la structure en carbone composite de la voiture et de la prévalence de radiations et de débris microscopiques dans l’espace, les chimistes affirment que la plupart de la voiture se désintègrera probablement dans un an.
2 Vous pouvez suivre les progrès de Starman à travers le système solaire
Dans la foulée du lancement de Falcon Heavy le 6 février 2018, l'ingénieur électricien et travailleur de l'industrie aérospatiale, Ben Pearson, a créé un site Web, www.whereisroadster.com, qui suit Starman et son roadster rouge cerise alors qu'ils traversent l'espace.
Le site donne les données de vitesse et de position relatives à la Terre, à Mars et au Soleil. Il fournit également une simulation de l'orbite de Starman autour du Soleil et même des données très approximatives telles que la consommation d'essence estimée et le nombre de fois où le roadster a dépassé sa garantie à vie.
La simulation de Pearson est basée sur les données qu'il reçoit du système JPL HORIZONS, un condensé en ligne du suivi d'objets du système solaire utilisé pour les astéroïdes, les comètes, les satellites et les vaisseaux spatiaux. Pearson a également calculé une série d'approches rapprochées, ou lorsque le roadster sera dans une fraction ou un multiple d'une unité astronomique de la Terre ou de Mars. Une unité astronomique est la distance de la Terre au Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres.
Pearson a créé le site Web peu de temps après le lancement. Il s'est rendu compte qu'il y aurait probablement un public important, y compris lui-même, pour suivre l'affichage plutôt comique.
1 initiative Starlink et tentative de récupération du nez de Falcon 9
Le 22 février 2018, les satellites PAZ et Starlink ont été lancés en orbite à bord d'un accélérateur Falcon 9. PAZ est un satellite militaire espagnol pour la sécurité et la défense. Les satellites Starlink constituent le test préliminaire de l'initiative Starlink de SpaceX, qui vise à fournir un accès Internet à large bande au monde d'ici 2024.
Ces deux satellites, nommés Tintin A et B, serviront de preuve de concept tandis que SpaceX attend l'approbation de la FCC pour en lancer plusieurs centaines, voire des milliers d'autres. Les satellites communiqueront entre eux et avec les stations au sol via des lasers optiques, permettant un accès à Internet par transmission directe, de l’Antarctique à un village africain.
Après le lancement, SpaceX a tenté de récupérer la moitié du carénage de l'étage supérieur à l'aide de son bateau de récupération du carénage nommé M. Steven. Le carénage est le cône avant de la fusée qui protège la charge utile lors de la montée et est essentiel pour le châssis aérodynamique du véhicule.
Une fois que la deuxième étape a quitté l'atmosphère terrestre, il n'y a plus d'air pour résister au mouvement de l'engin spatial. Le carénage se scinde en deux et retombe sur la Terre. Chaque pièce est évaluée à environ 3 millions de dollars, représentant ensemble environ 10% du coût de lancement.
Dans le cadre des efforts déployés pour rendre chaque partie de la fusée réutilisable, le carénage, ainsi que le booster, doit être récupéré. C'est là que M. Steven entre. Le bateau se place sous le carénage au moment où il tombe et utilise un filet géant (comme un gant de baseball) pour l'attraper.
Le carénage lui-même utilise des propulseurs à gaz froid et un grand parachute pour le guider vers un point spécifique au-dessus de l'océan et pour ralentir sa vitesse de rentrée de huit fois la vitesse du son. Malheureusement, M. Steven Il a manqué le carénage de quelques centaines de pieds cette fois, mais il a finalement récupéré le cône de nez et est reparti fièrement dans le port.
SpaceX a l'intention d'avoir éventuellement plusieurs M. Stevens, bien que probablement sous des noms différents, pour les aider dans leur calendrier de lancement de plus en plus chargé.