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Cinq plans pour des lancements spatiaux moins chers et cinq récits édifiants
Illustrations de vaisseaux spatiaux dans les catégories de 5 nouveaux plans et 5 échecs Illustrations de John MacNeill
Au cours des dernières décennies du siècle dernier et des premières décennies de celui-ci, le coût moyen du lancement d'un kilogramme en orbite terrestre ne changerait tout simplement pas. Le prix a obstinément plané au-dessus de 10 000 $, et nouvelle idée après nouvelle idée n'a pas réussi à sortir de l'impasse.
Cette innovation a été bloquée - après tout, si lancer quelque chose coûte cher, il devient difficile de prendre d'autres types de risques. Mais l'opinion était partagée : les choses avaient-elles stagné parce qu'il n'y avait jamais assez d'argent pour concrétiser les idées ? Ou était-ce parce que d'autres améliorations, par exemple dans la science des matériaux ou la navigation autonome, n'étaient pas suffisamment mûres ?
Cette histoire faisait partie de notre numéro de juillet 2019
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Tout cela a changé au cours des dernières années alors que de nouveaux engins sont sortis de l'impasse, notamment le Falcon Heavy de SpaceX, qui coûte environ un dixième du prix par kilogramme de son concurrent le plus proche.
Maintenant, la question centrale est de savoir si c'est le début d'un nouveau plateau ou si, comme l'espère Elon Musk, cela signale des lancements toujours moins chers et toujours plus d'innovation spatiale. Le succès ou l'échec de ces systèmes aidera à trouver une réponse.
5 nouveaux forfaits
XS-1
Depuis les années 1960, les ingénieurs rêvent d'un avion spatial qui peut être réutilisé fréquemment de manière à ce que les voyages dans l'espace ressemblent davantage à des voyages en avion. Personne ne s'est encore approché. Le XS-1, construit par Boeing pour l'agence de recherche du Pentagone DARPA, est censé être capable d'effectuer 10 vols en 10 jours, prenant jusqu'à 5 000 livres (2 268 kilogrammes) en orbite pour moins de 5 millions de dollars. Des vols d'essai sont prévus pour 2020.
Starhopper
Starhopper est un prototype du premier étage de la fusée Big Falcon prévue par SpaceX, ou BFR. La société prévoit de l'utiliser pour envoyer des personnes sur Mars, ainsi que pour assurer des services de navette d'une demi-heure sur Terre entre des villes comme New York et Shanghai. La capacité de charge utile de BFR est environ trois fois supérieure à celle du Falcon Heavy, bien qu'Elon Musk ait déclaré qu'il pensait que sa construction coûterait moins cher. Une première version de Starhopper a effectué avec succès un vol d'essai captif au Texas en avril.
Nouveau-Glenn
Cette fusée a une capacité de charge utile en poids similaire à celle du Falcon Heavy, mais elle est beaucoup plus large à sept mètres de diamètre. Cela signifie qu'il a deux fois le volume utilisable. Son premier étage reviendra pour être réutilisé, un peu comme le booster Baikal raté (ci-dessous). Blue Origin, qui construit la fusée, est discret sur les dates de vol d'essai, mais est en concurrence pour un contrat avec l'Air Force qui nécessiterait des lancements dès 2022.
Attaches
Même si les fusées peuvent être réutilisées et réaliser des économies d'échelle, le carburant reste un coût majeur. Tethers cherche à changer cela de deux manières différentes. Une approche fonctionne comme balancer une corde, transférant l'élan d'un bout à l'autre. Tethers Unlimited, une startup, espère utiliser cette technique pour attraper les satellites qui n'ont pas assez d'énergie pour se mettre en orbite, et leur donner un coup de pouce supplémentaire. Un autre type d'attache utiliserait le champ magnétique terrestre pour stimuler l'orbite des satellites attachés à l'une ou l'autre de ses extrémités. Certains vols d'essai ont déjà eu lieu, et le prochain est prévu en juin.
Spinlaunch
Les attaches peuvent transférer de l'élan entre des objets déjà dans l'espace — mais que pouvez-vous faire tant que vous avez encore du terrain sur lequel pousser ? C'est le plan de Spinlaunch, une startup qui a levé 40 millions de dollars en capital-risque en 2018. La société a inauguré une installation de lancement au Nouveau-Mexique en mai et prévoit de lancer ses premiers satellites en 2022. Elle veut lancer jusqu'à cinq satellites une journée aux confins de l'espace à l'aide de puissantes turbines et de petites fusées embarquées — sorte de l'opposé d'un ascenseur d'attache.
5 récits édifiants
Tondeuse Delta (DC-X)
La mise en orbite à un étage est depuis longtemps un objectif des concepteurs de fusées, car éviter les fusées à plusieurs étages rendrait les choses moins chères, plus rapides et plus réutilisables. Le DC-X à petite échelle de McDonnell Douglas a effectué plusieurs vols suborbitaux, mais le programme a été annulé avant qu'une version à grande échelle capable d'orbiter puisse être construite. Il a été victime, selon à qui vous demandez, d'une technologie immature ou de bureaucrates à courte vue. Plusieurs ingénieurs de Delta Clipper travaillent désormais pour Blue Origin, dont la fusée New Shepard serait inspirée du DC-X.
Venture Star/X-33
La NASA a dépensé plus d'un milliard de dollars pour le X-33, une version suborbitale à demi-échelle de ce qui aurait été le Venture Star. L'engin grandeur nature aurait été de taille comparable à la navette spatiale, et l'agence a même construit un port spatial dédié de 32 millions de dollars pour lui à la base aérienne d'Edwards en Californie. Mais la NASA et Lockheed Martin, la société qui a construit le X-33, ont eu de nombreux désaccords de conception, et le programme a été annulé avant que la fusée ne vole.
Baïkal
Le booster Baïkal, conçu dans les années 1990 comme premier étage réutilisable de la fusée russe Angara, était une idée avant l'heure. Comme le premier étage de la fusée Falcon de SpaceX, le Baïkal était censé revenir pour être réutilisé. Mais contrairement au premier étage du Falcon, qui utilise la même fusée pour atterrir qu'au décollage, le Baïkal disposait d'un moteur à réaction supplémentaire pour l'atterrissage, ce qui ajoutait du poids et de la complexité.
HL-20/HL-42
Après l'explosion de la navette spatiale en 1986 Challenger , le HL-20 a été conçu pour transporter en toute sécurité et à moindre coût des passagers vers la station spatiale Freedom. Ni lui ni le HL-42, un successeur à grande échelle, ne sont jamais allés dans l'espace. Cependant, le vaisseau spatial Dream Chaser de Sierra Nevada, basé sur la conception HL-20, devrait livrer du fret vers et depuis la Station spatiale internationale à partir de la fin de 2020.
Rôton
Une autre idée ratée d'un seul étage en orbite, le Roton, fabriqué par Rotary Rocket, se dresse dans le port spatial de Mojave comme un avertissement et une inspiration pour les futurs pionniers de l'espace. En faisant tourner la fusée rapidement, les ingénieurs espéraient éliminer le besoin de pompes coûteuses et compliquées. Un prototype a fait trois vols d'essai en 1999, mais il était difficile à contrôler. L'entreprise a manqué d'argent avant que les problèmes ne puissent être résolus.