Présentation par SpaceX de son projet de mission martienne affiné

Vendredi 29 septembre 2017, comme prévu, Elon Musk a présenté au congrès d’astronautique IAC d’Adélaïde, une version affinée de son projet de mission martienne, révélé à l’IAC 2016. Une vidéo de 45 mn de cette conférence est disponible ci-dessous (en anglais).

Comme indiqué avant la conférence par SpaceX, le gros lanceur de l’an dernier a maintenant été remplacée par une version plus petite mais géante tout de même. Le diamètre a été réduit de 12 m à 9 m, le nombre de moteurs Raptor du 1 er étage de 42 à 31.

9 m de diamètre, 106 m de haut, 4400 t au décollage, le lanceur réduit reste d’une taille respectable. Pour mémoire la fusée lunaire Saturn 5, à peu près de même hauteur avait une masse au décollage de 3040 t. (Doc. SpaceX)

Elon Musk a indiqué un scénario intéressant pour expliquer comment seraient dégagées les ressource chez SpaceX pour entreprendre le développement . La récupération des premiers étages et bientôt de la coiffe va lui permettre de constituer un stock de ces éléments qui n’auront (presque) plus à être produits ce qui dégagera les effectifs pour le développement, alors que les lancements de Falcon 9 et Heavy se poursuivront, assurant les rentrées financières. La récupération des premiers étages et de la coiffe représentent 80 % de la production (à ne pas confondre avec une réduction de prix pour les lancements qui dépend de la remise en état à effectuer et probablement aussi du prix du marché). Et les Dragon sont aussi réutilisables. Le patron de SpaceX a ainsi annoncé le début des travaux sur le nouveau véhicule pour dans 9 mois et le premier vol dans 5 ans, avec une première mission cargo vers Mars en 2022 (2 lancements) et une mission cargo et hommes en 2024 (4 lancements) ! Elon Musk reconnait que ce sont des objectifs et que ce pourrait être un peu plus tard !

Elon Musk a montré une vidéo du test en pression (jusqu’à 2,3 b) du réservoir en composite type oxygène liquide, de 12 m de diamètre réalisé l’an dernier, y compris la phase de rupture lors de l’essai en mer de février dernier au Nord de Seattle. Un point rapide a aussi été présenté sur le développement du moteur Raptor qui en est à 1200 s cumulées en 42 essais dont un de 100 s limité par la capacité du banc. La pression de combustion, actuellement de 200 b serait portée

ultérieurement à 250 voire 300 b. Actuellement, le Raptor au banc (mais cela n’a pas été précisé dans la conférence) serait un démonstrateur de 100 t de poussée, pour un objectif final à environ 175 t.

L’expérience actuelle avec des retours de 1ers étages de Falcon 9 très précis  permet aussi de confirmer le scénario affiché l’an dernier:  le premier étage du lanceur lourd reviendra se poser sur sa table de lancement, facilitant les préparatifs d’un nouveau vol.

Le deuxième étage mesure 48 m de long pour 85 t de masse sèche et 1100 t d’ergols. Il est équipé de 40 cabines pouvant loger 2 à 6 personnes selon la durée du voyage. Le réservoir oxygène est en haut et le réservoir méthane en bas. On remarque dans celui-ci un autre jeu de réservoir (également oxygène et méthane) qui sont destinés à alimenter les moteurs dans les manœuvres d’atterrissage en évitant les grands ballottements qui se produiraient dans les seuls réservoirs principaux. Le véhicule est muni de deux petites ailes delta nécessaires pour assurer le contrôle en tangage pour les différentes masses de charge utiles. Les ailes sont équipées d’élevons.(Doc. SpaceX)

L’arrière du véhicule avec ses 6 moteurs dont 4 adaptés au fonctionnement sous vide (doc. SpaceX)

Le scénario de mission martienne est inchangé avec un premier vol de mise en orbite du deuxième étage et 4 vols successifs pour remplir les 1100 t d’ergols du véhicule en orbite. La charge utile envoyée vers Mars est d’environ 150 t. Elle dépend de la vitesse que l’on souhaite donner en particulier pour diminuer la durée du voyage. Comme SpaceX vise le raccourcissement de la durée du voyage, la contrepartie est une entrée dans l’atmosphère martienne à une vitesse élevée de 7,5 km/s. 99% de l’énergie est absorbée par le freinage dans l’atmosphère martienne et le mode final en rétropropulsif est engagé à Mach 2,4 et à une altitude de 2,4 km. La décélération est limitée à 5 g. Pour repartir de Mars le véhicule doit faire le plein de carburant et comburant sur place. (Doc. SpaceX)

Pour le ravitaillement de l’étage en orbite, un deuxième véhicule s’amarre et le transfert a lieu sous une très légère accélération fournie par le fonctionnement de petits moteurs (doc. SpaceX)

En proposant un véhicule plus petit que l’an dernier, SpaceX souhaite être présent sur des marchés plus diversifiés: lancement de grands télescopes sans avoir besoin de la technologie des miroirs dépliables, collecte des débris orbitaux, services à l’ISS et missions lunaires. Elon Musk a affiché que si le plein de l’étage supérieur était effectué sur une orbite elliptique le deuxième étage pouvait s’élancer vers la Lune, s’y poser et revenir sur Terre sans avoir besoin de ravitailler à nouveau. (Doc. SpaceX)

En ce qui concerne Mars après les premiers vols cargo puis cargos et humains, serait élaborée progressivement une cité colonie (doc. SpaceX)

A la fin de son exposé, Elon Musk a même affiché l’utilisation du lanceur pour transporter des passagers en une trentaine de minutes d’un point de la Terre à un autre (New York Shangai en 39 mn)