La Chine bat Elon Musk dans la course à la première fusée spatiale alimentée au méthane | Science

SpaceX se dirige vers un nouveau lancement de Starship, après le test d’allumage statique de ses moteurs réalisé vendredi. Cette fois les 33 moteurs de son propulseur Super Heavy se sont enflammés, même si deux d’entre eux sont sortis prématurément, et le succès de cette précédente manœuvre technique au sol est essentiel pour que la société spatiale américaine décide de tenter à nouveau de mettre sa super fusée en orbite. Elon Musk a déclaré sur X (anciennement Twitter) que ce vol sera bientôt, même si les autorisations fédérales pour le lancement sont toujours en attente ; et la semaine dernière, ils sont apparus de nouveaux détails sur les dommages environnementaux et la faune causée par la tentative précédente de lancement de Starship dans la nature protégée entourant la base SpaceX.

La société d’Elon Musk affirme avoir apporté les modifications nécessaires autour de la plateforme pour éviter sa destruction et la tornade de débris projetée lors du lancement raté du 20 avril. Si SpaceX est autorisé à voler et que les modifications apportées à la plate-forme et à la fusée fonctionnent, Starship deviendra de loin la fusée la plus grande et la plus puissante jamais lancée avec succès. Cependant, il existe un autre record qu’il ne peut plus atteindre.

L’une des dernières fonctionnalités du Starship, La super fusée d’Elon Musk qui a explosé lors de sa première tentative de vol, c’est que ses moteurs brûlent du méthane (métalox c’est son nom dans le jargon du métier, puisqu’il s’agit d’un mélange de méthane et d’oxygène liquide). Il en va de même pour la fusée orbitale Blue Origin développée par son concurrent Jeff Bezos. Certaines entreprises privées chinoises ont également décidé de suivre cette voie.

Bien qu’il n’ait pas réussi lors de ses quatre ou cinq premières tentatives, cet été, une entreprise appelée Espace terrestre, dont presque personne n’avait entendu parler, annonçait la réussite du lancement d’une fusée propulsée au méthane à travers tous les étages. Sans pratiquement aucune publicité préalable, le 12 juillet, cette navette spatiale a lancé une charge inerte en orbite terrestre basse, un simple ballast pour simuler le poids d’un vrai satellite. Malgré son nom en anglais, l’entreprise est chinoise et le test a été réalisé depuis le polygone de JiuQuan, au milieu du désert de Gobi.

C’est la première fois qu’une fusée entièrement méthane réussit un vol orbital : la Chine est entrée dans l’histoire avec le Zhuque-2, un lanceur moyen nommé en l’honneur de oiseau vermillon, l’une des quatre créatures mythologiques apparaissant dans les constellations du zodiaque chinois. Dans toutes les mémoires se trouve le Starship Odyssey, La navette spatiale ultra-lourde de SpaceX, qui s’est soldée par la destruction du véhicule et d’une partie de sa rampe de lancement en avril. Plus récemment, un moteur du Blue Origin a explosé lors d’essais statiques. Même les Chinois ont eu leurs problèmes : le premier lancement du Zhuque-2 a échoué à la fin de l’année dernière, ne parvenant pas à démarrer les moteurs auxiliaires du deuxième étage alors qu’il avait officiellement atteint l’espace.

En tant que carburant, le méthane présente certains avantages par rapport au kérosène que brûlent la plupart des fusées, y compris le Falcon 9 de SpaceX. Le méthane est légèrement plus efficace, même si cet avantage est accru en l’injectant sous pression dans la chambre de combustion, il est peu coûteux à produire et facile à stocker dans les réservoirs de la fusée. Il doit être conservé à basse température, mais pas aussi froid que l’hydrogène liquide utilisé par des moteurs plus performants, tels que ceux utilisés par les navettes spatiales SLS du programme Artemis de la NASA pour retourner sur la Lune. Dans ces fusées, de plus, de l’hélium doit être injecté dans les réservoirs pour propulser le carburant vers les bombes. Outre le fait que l’hélium est cher, le circuit auxiliaire pour les réservoirs et les canalisations suppose une complication supplémentaire dans la conception du véhicule. Et tout cela affecte le coût de chaque lancement. En revanche, dans les fusées au méthane, lorsque ce carburant s’évapore, il crée déjà son propre système de pressurisation.

Les avantages du méthane

La combustion du méthane génère moins de CO₂ et d’autres polluants que le kérosène, un facteur à prendre en compte lors de l’évaluation de l’impact écologique de chaque mission. Mais surtout, son grand avantage lorsqu’il est appliqué aux fusées réutilisables est qu’il laisse peu de résidus. Il suffit de visualiser comment atterrit le Falcon 9, avec son bas de fuselage noirci après seulement quelques minutes de mise en marche de son moteur de freinage, qui brûle du kérosène.

Lorsque SpaceX a décidé d’opter pour le méthane, Elon Musk a évoqué une raison qui frôlait la science-fiction : l’atmosphère de Mars, sa destination ultime, est essentiellement constituée de CO₂. Cela permettra aux futures expéditions vers la planète rouge de synthétiser sur place le méthane dont elles ont besoin pour le voyage de retour. C’est une opération qui n’a pas encore été testée, mais le robot Persévérance a réalisé une expérience pour extraire l’oxygène de l’air martien, à raison de six grammes par heure. Dans une mission réelle, les moteurs auront besoin d’environ sept tonnes d’oxygène et d’environ la moitié de méthane pour revenir sur Terre.

D’un point de vue opérationnel, la propreté du méthane est essentielle. Le projet de Musk d’aller sur Mars implique d’abord de lancer une multitude de ses superfusées Starship, à raison de deux par semaine (ou peut-être plus), pour amener la charge utile nécessaire pour affronter avec succès une expédition martienne jusqu’en orbite terrestre basse.

En fait, lors de ces allers-retours en orbite terrestre, il est prévu que les propulseurs du Starship n’atterriront pas sur des plates-formes en ciment (comme c’est le cas de l’actuel SpaceX Falcon 9), mais plutôt sur le piédestal lui-même d’où ils ont décollé. . Une paire de bras métalliques dans la tour de service doit saisir l’hélice, dans les dernières secondes de sa descente, et la déposer à sa base. Là, sans avoir à le déplacer, ils peuvent nettoyer leurs moteurs du peu de résidus laissés par le méthane, vérifier le reste des systèmes, adapter un vaisseau au propulseur et préparer la super fusée à décoller à nouveau en quelques heures. . C’est du moins le rêve optimiste d’Elon Musk. Jusqu’à présent, cependant, la seule fusée au méthane qui a volé avec succès est chinoise.

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