La vision martienne d’Elon Musk

01 Oct La vision martienne d’Elon Musk

Il y a 1 an, Elon Musk annonçait son projet ITS*, il vient tout juste de faire de nouvelles déclarations sur le sujet et donc le billet que j’avais sous le coude depuis une dizaine de mois et que je modifiais au fur et à mesure des infos a été gardé au chaud pour être publié avec les derniers éléments annoncés ….. oui, je sais, je suis un peu (beaucoup) à la bourre pour sa publication 😀

* : pour des raisons inhérentes aux différentes annonces, j’utiliserai ITS pour ce qui concernait les informations durant les 12 premiers mois – Septembre 2016 à Septembre 2017 – puis je vais passer au terme BFR pour ce qui concerne les derniers éléments dévoilés le 29 septembre 2017.

 

Ce billet sera décomposé en 4 parties :

1- Annonce initiale concernant le projet ITS

2- Spéculations sur les sites spécialisés ces dernières semaines

3- Annonce concernant le projet désormais surnommé BFR

4- Mon avis sur ces dernières annonces

 

Je vais essayer d’être cohérent avec l’ordre chronologique car ça permet de voir l’évolution mais aussi il sera intéressant de comparer ce qui vient d’être annoncé avec quelques spéculations trouvées en ligne et datant des semaines antérieures à l’annonce d’Adelaïde !

 

1 – ANNONCE INITIALE CONCERNANT LE PROJET ITS

Elon Musk a présenté son projet pour la colonisation de Mars durant le 67ème congrès d’astronomie à Guadalajara au Mexique, le 27 septembre 2016.

Il annonce vouloir développer un système de transport spatial (ITS pour Interplanetary Transportation System) capable de transporter jusqu’à 100 personnes. Pour y parvenir le programme de SpaceX comprend quatre parties.

  • un lanceur réutilisable dérivé du lanceur Falcon 9
  • un vaisseau spatial capable de transporter au moins 100 passagers
  • un système de réservoirs de carburant qui peuvent être ravitaillés en orbite
  • une usine pour fabriquer du carburant sur Mars

 

Le lanceur devra être capable d’emporter une charge comprise entre 300 et 500 tonnes pour la mettre en orbite. Il devra lancer le vaisseau spatial habitable pour ensuite revenir se poser à son point de départ puis être réutilisé afin d’envoyer un réservoir de carburant (mais l’envoi via un second lanceur n’est pas à exclure à mon avis).

Ce lancement en 2 étapes doit permettre de réduire les charges au lancement en séparant le vaisseau et le gros du carburant. Le réservoir devra s’arrimer au vaisseau en orbite terrestre pour le ravitailler.

C’est grâce au système de transport interplanétaire que des passagers, voyageant par groupes de 100, entameraient un voyage de 80 à 150 jours pour rallier Mars.

En raison de la somme monétaire faramineuse nécessaire afin de mener le projet à bien, l’ITS était encore principalement au stade de concept, mais tout n’était pas uniquement conceptuel ! En effet, le week-end précédant l’annonce initiale en 2016, SpaceX a testé (et ce pour la première fois) l’un des moteurs Raptor qui doit équiper la fusée et le module passagers de ce nouveau lanceur. Si tout se passait comme prévu, SpaceX prévoyait de commencer les vols d’essais de l’ITS d’ici quatre ans soit en 2020.

Elon Musk a annoncé précédemment que ces moteurs seraient environ trois fois plus puissants que les moteurs Merlin utilisés par les fusées Falcon 9. Avec son habituel goût de la communication décalée, il a déclaré en septembre 2016 : « Je suis surpris qu’il n’ait pas explosé au premier coup »

Mais d’ici 2020, il y a beaucoup de choses à concevoir et construire ! L’ITS est impressionnant : il mesurerait 122 mètres de hauteur, le lanceur serait alimenté par 42 moteurs Raptor et le module du vaisseau spatial en posséderait 9. Le premier vaisseau spatial de la série ITS serait appelé « Heart of Gold » (Coeur en Or), en hommage au vaisseau spatial du Guide du voyageur galactique, une œuvre de science-fiction humoristique imaginée par l’écrivain britannique Douglas Adams.

Au départ, les voyages vers Mars seraient possibles tous les 26 mois uniquement (cycle de rotation permettant aux 2 planètes d’être les moins éloignées l’une de l’autre). Le nombre de voyages augmenterait ensuite au fil du temps, car selon Elon Musk, la colonisation de Mars prendrait entre 40 et 100 ans, ce qui équivaut à plus de 10.000 voyages Terre-Mars toujours selon lui.

Il est possible que l’ITS puisse dans le futur nous amener encore plus loin que Mars, par exemple sur Europe, l’un des satellites naturels de Jupiter, en mettant en place des dépôts de carburants autour de Jupiter ou de la ceinture d’astéroïdes. « Ce système vous donne vraiment la liberté d’aller où vous voulez dans le Système solaire », assurait Elon Musk.

D’après lui, les ITS seront probablement équipés de salles de conférence, de salles de cinéma et un restaurant, ce qui donnerait aux passagers une expérience bien différente de celles des astronautes d’Apollo qui ont été entassés dans une petite capsule lors de leur voyage vers la Lune.

Le vaisseau spatial réutilisable ITS pourrait probablement voler au moins une douzaine de fois, ce qui réduirait considérablement le coût des billets pour atteindre des chiffres plus raisonnables. Elon Musk a dit que cette architecture pourrait faire baisser le coût par billet à moins de 200.000 dollars et même en dessous de 100.000 dollars (mais sans rien expliquer sur la façon d’y parvenir).

Car pour Elon Musk, il n’y a que deux options possibles à long terme : soit « nous restons sur Terre pour toujours », nous condamnant à une future extinction. Soit nous devenons « une espèce interplanétaire ».

Troisième élément essentiel : produire du carburant sur Mars. Car une fois arrivé sur place, il faudra encore que le vaisseau revienne sur Terre, notamment pour être réutilisé et réduire les coûts. Ce challenge est lié, selon Elon Musk, au dernier élément primordial -> le choix du bon carburant. SpaceX va donc se tourner vers un carburant qu’il serait possible de fabriquer depuis la planète rouge (du propergol methalox super cryogénisé).

Et de rappeler qu’il y a 14 ans, lors de la fondation de SpaceX (en 2002), peu auraient pu imaginer que la société réussisse ce qu’elle a accompli aujourd’hui. C’est un point qui rend complexe l’approche pour essayer de cerner les propos d’Elon Musk : ses déclarations semblent souvent irréelles, improbables ou grandiloquentes, mais il tente vraiment tout pour leur donner vie et a réussi à relever des défis que l’on pensait à priori impossibles à atteindre.

 

2 – SPÉCULATIONS SUR LES SITES SPÉCIALISÉS CES DERNIÈRES SEMAINES

Au fil des mois, les sites et forums spécialisés ont suivi et commenté l’actualité de SpaceX. Des éléments spéculatifs ont commencé à tourner au début de l’été 2017. Elon Musk ayant annoncé que le diamètre de l’ITS serait à priori revu – au moins dans un premier temps – de 12 mètres à 9 mètres, ce que beaucoup ont appelé un « Mini-ITTS » , des débats et prospections ont alors été orientés dans cette direction.

J’ai tout particulièrement retenu quelques réflexions que j’avais trouvé les jours précédents l’annonce du 29 septembre 2017. Vous comprendrez pourquoi avec les images ci-dessus et ce qui a finalement été présenté par Elon Musk à Adelaïde !

Pour résumer, une partie de ces images de synthèse ont été produites par un certains lamontagne (cf. http://forum.nasaspaceflight.com) et elles s’insèrent parfaitement dans les discussions échangées sur le sujet. On peut aussi trouver pas mal d’échanges intéressants sur un forum francophone intitulé « Le Forum de la Conquête Spatiale« .

Les simulations du Mini-ITS ont été faites sur la base d’un diamètre réduit de 12 à 9 mètres. Une version cargo a été envisagée pour les grappes de satellites ou les « gros objets ». Divers rôles allant du ravitaillement d’une station à l’exploration du système solaire ont été abordés.

Je ne m’étendrais pas plus sur cette partie. Je tenais juste à l’insérer car elle est très intéressante quand on la rapproche du chapitre suivant !

 

3 – ANNONCE CONCERNANT LE PROJET DÉSORMAIS SURNOMMÉ BFR

Les dernières informations délivrées par Elon Musk ont eu lieu au 68e Congrès international d’astronautique à Adélaïde, en Australie, le vendredi 29 septembre 2017.

Le nouveau design est une version légèrement réduite de la conception du système de transport interplanétaire (ITS) annoncée en 2016. Le plus gros changement est que la fusée et le vaisseau spatial devraient avoir un diamètre de 9 mètres au lieu de 12 mètres et de 106 mètres de hauteur au lieu de 122 mètres. De plus, le vaisseau spatial, qui sert également de deuxième étage au système, a été modifié pour avoir une petite aile en delta.

Le lanceur, que Elon Musk continue d’appeler le « BFR » (Big Fucking Rocket) jusqu’à ce qu’un meilleur nom soit pensé, pourrait envoyer 150 tonnes en orbite terrestre basse dans son mode entièrement réutilisable. Le vaisseau, qui atteindrait 48 mètres de hauteur, utiliserait 31 des moteurs Raptor actuellement en développement (comparé aux 42 prévus pour l’ITS) qui consommeront du méthane liquide et de l’oxygène pour produire une poussée de 5400 tonnes.

Le vaisseau spatial en lui-même aurait six moteurs Raptor, dont quatre seraient des « Raptors sous vide » (?). En outre, il aurait un volume pressurisé de 825 mètres cubes, un espace suffisant pour 40 cabines (de 2 ou 3 personnes ?), une grande zone commune, un espace central, une cuisine et un abri à tempête solaire pour les transits vers Mars.

« La chose la plus importante que je veux transmettre dans cette présentation est que je pense que nous avons découvert un moyen de le payer, c’est très important », a indiqué Elon Musk.

De plus, Elon Musk a déclaré que SpaceX construirait à l’avance un stock de lanceurs Falcon 9 afin de commencer à porter son attention sur le lanceur BFR. Il a déclaré qu’il croit que l’entreprise peut payer le développement de ce BFR avec les revenus provenant des contrats existants de lancement de satellites et de missions pour desservir la station spatiale.

Elon Musk a déclaré que le système Falcon 9 actuel peut atteindre environ 70 à 80% de réutilisation avec la récupération du premier étage et éventuellement le carénage. Le deuxième étage du système Falcon 9 n’est pas conçu pour être réutilisé, mais selon  certaines sources, la responsable de SpaceX, Gwynne Shotwell, a déclaré lors d’une présentation au Massachusetts Institute of Technology que SpaceX espère récupérer la partie supérieure avant la fin 2018.

Quoi qu’il en soit, il semble que SpaceX souhaite prioriser le développement du système BFR pour remplacer complètement les systèmes Falcon et Dragon. En fait, Elon Musk a déclaré lors de la présentation que la société a déjà commencé à construire une installation pour la fusée et que l’outillage a été commandé. Il s’attend à commencer à construire le véhicule d’ici six à neuf mois pour un premier vaisseau achevé dans cinq ans soit en 2022.

L’ensemble du système serait construit en fibre de carbone. SpaceX a déjà testé un réservoir de 12 mètres de diamètre à la pression d’utilisation prévue et a ensuite effectué un test destructeur. Ce test est annoncé comme ayant été concluant.

« Nous avons maintenant une bonne idée de ce qu’il faut pour créer un énorme réservoir en fibre de carbone qui peut contenir un liquide cryogénique », a déclaré Elon Musk.

Un autre élément clé annoncé par Elon Musk c’est de rendre le nouveau système entièrement et rapidement réutilisable grâce à la rétro-propulsion supersonique. SpaceX a démontré la validité de cette technique 16 fois au cours des 21 derniers mois avec le retour du premier étage de la fusée Falcon 9.

SpaceX annonce ainsi officiellement l’abandon du système de rétrofusée envisagé pour la capsule (Red)Dragon. La capsule Dragon – lorsqu’elle volera enfin en mode équipage – utilisera donc les uniques parachutes pour son retour sur Terre (enfin à priori ça sera en mer pour le coup).

« Pour atterrir sur un endroit comme la Lune où il n’y a pas d’atmosphère, et certainement pas de pistes, ou sur Mars où l’atmosphère est trop mince pour atterrir avec une aile, il faut vraiment obtenir un atterrissage propulsif parfait », a déclaré Elon Musk.

Alors que le Falcon 9 atterrit sur un seul moteur, ce qui signifie qu’il n’y a pas de redondance en cas de défaillance, Elon Musk a déclaré que le lanceur BFR aurait une capacité de redondance au cours de l’atterrissage (???). Avec assez de pratique, il croit que SpaceX pourrait atteindre une fiabilité d’atterrissage qui est à égalité avec les avions commerciaux. En outre, comme l’ITS de l’an dernier, Elon Musk a déclaré que l’atterrissage de BFR serait assez précis pour revenir sur le point de lancement.

Elon Musk a déclaré que SpaceX espère pouvoir envoyer les deux vaisseaux spatiaux en version cargo sur Mars en 2022, bien qu’il ait admis que c’était (très) optimiste. Si tout se déroule selon le plan indiqué, ce qui est presque illusoire dans l’industrie spatiale, quatre autres vaisseaux seraient lancés en 2024 avec deux d’entre eux contenant un équipage.

 

 

Le voyage du vaisseau spatial vers Mars serait similaire au profil de la mission Mars de l’ITS. D’abord, le vaisseau spatial rejoindra l’orbite terrestre allégé en carburant. Ensuite, les vaisseaux-citernes dérivés de la conception du vaisseau spatial seraient lancés pour ravitailler le vaisseau spatial destiné à Mars. Enfin, une fois approvisionné, il pourrait envoyer et faire atterrir 150 tonnes de charge utile sur la surface de Mars.

Cependant, pour revenir sur Terre, le vaisseau spatial devra être ravitaillé sur Mars en utilisant une réaction chimique qui convertit l’atmosphère martienne en méthane et en oxygène. En outre, le voyage de retour vers la Terre ne permettrait qu’environ 20 à 50 tonnes de charge utile.

Une fois entièrement opérationnel, le système de lanceur BFR pourrait également réaliser des missions en orbite basse. Avec une soute à charge utile de 9 mètres de large, Elon Musk a déclaré que la fusée pourrait lancer des télescopes, de grandes pièces de station spatiale ou même un grand nombre de satellites commerciaux. Il pourrait également desservir la Station spatiale internationale (mais sera t’elle toujours en l’air à ce moment là !).

En outre, il pourrait être utilisé pour soutenir les missions d’exploration lunaire. Si le vaisseau spatial a été ravitaillé dans une orbite terrestre elliptique haute, il pourrait aller à la surface de la Lune et revenir sur Terre sans autre ravitaillement.

Cependant, probablement le point le plus surprenant de l’annonce a été le projet de déplacement point-à-point pour les destinations sur Terre. Elon Musk a déclaré que la BFR serait sûre et fiable pour envoyer des clients payants partout sur la planète en moins d’une heure, la plupart des destinations étant à moins de 30 minutes.

« Si nous construisons cette chose pour aller à la Lune et sur Mars », a déclaré Elon Musk, alors pourquoi ne pas aller à d’autres endroits sur Terre aussi. »

 

4 – MON AVIS SUR CES DERNIÈRES ANNONCES

Alors disons le tout de suite, concernant la version « transport intercontinental » reliant en 30 à 60mn chaque point du globe, je n’y crois pas, et cela pour de multiples raisons, en tout cas pas dans la décennie à venir (même en étant TRÈS TRÈS optimiste).

Pour le reste, je suis mitigé entre deux positions.

Je reconnais bien volontiers que j’ai très envie que tout cela se concrétise. Ces annonces me font rêver. Certaines images me font penser à « On a marché sur la Lune » de Tintin (l’image du BFR sur la base lunaire Alpha) ou à une BD de Yoko Tsuno avec l’ITS longeant les anneaux de Saturne.

Mais objectivement ?

Il faut quand même admettre qu’Elon Musk a l’habitude des annonces provocantes et souvent un peu irréalistes (au moins dans leur première approche). Le point positif c’est qu’il a « réduit la voilure » par rapport au projet ITS de 2016 tout en le rendant plus large dans son utilisation. Il reste néanmoins qu’il est difficile de savoir ce qu’il espère réellement. Il recherche des investisseurs. La NASA en tout premier lieu mais aussi sans doute espère t’il voir arriver des fonds d’autres sources. Il faudra des Milliards pour développer et tester le projet BFR !

Si on veut quand même rester optimiste, même si sa feuille de route est toujours irréaliste en terme de délais, par contre pour ce qui est de la façon dont il voit évoluer les choses, ça se clarifie un peu.

Le lanceur Falcon Heavy – qui n’a pas encore volé et ne le fera pas avant fin janvier 2018 au mieux d’après les dernières infos – est pratiquement condamné à moyen terme. Certes il n’y aura pas de BFR en service en 2022, ça serait déjà très bien si les premiers exemplaires volaient en 2028/2030. On peut donc penser que jusqu’à la fin des années 202x les lanceurs « traditionnels » continueront d’être de mise et la Falcon Heavy est plus que nécessaire pour lutter contre par exemple la New Glenn de Blue Origin qui devrait être lancée au début des années 202x si tout va bien. La Falcon 9 devrait également rester en service pas mal d’années.

La capsule Dragon aussi est mise au placard à court terme d’après Elon Musk mais à l’identique de la Falcon Heavy, il faudra au moins une décennie avant d’espérer avoir autre chose et bien qu’elle n’ait pas encore volé, elle reste le meilleur moyen d’accéder à l’espace pour les prochaines années (côté SpaceX s’entend). On comprend mieux par contre le fait que son développement semble avoir été plus ou moins figé avec par exemple l’abandon des rétro-fusées. Il en est de même avec l’annonce que le block5 de la Falcon 9 serait à priori la dernière évolution. On semble manifestement vouloir réellement mettre beaucoup plus de moyens dans autre chose que ces deux projets donc à priori ce serait ce fameux BFR !

De quoi sera fait l’avenir ? Je ne suis pas devin mais si Elon Musk réussi son pari de BFR d’ici 2030, ça représentera à priori la plus grosse évolution dans le domaine spatial depuis les années 60 !

D’ici là, il faudra résoudre une multitude d’équations. Techniquement, on pourrait presque dire que chaque point pris séparément est réaliste car basé sur de l’existant mais là il s’agit d’un projet puissance X, bien que la Falcon 9 permette une maîtrise du retour du 1er étage on parle ici de récupérer 100% du lanceur + vaisseau, le tout mesurant autant qu’une Saturn V mais permettant de lancer encore plus en orbite. Le vaisseau quand à lui ferait faire un bond de 1 à 10 en terme de passagers transportés (à la louche, entre une Navette Spatiale US et le projet BFR). Il faudrait résoudre le problème du frottement lors de la rentrée dans l’atmosphère et une réutilisation rapide du vaisseau malgré tout, il faudra aussi se pencher sur la sécurité de l’équipage en cas de problème … un des points épineux s’il en est. Je ne suis pas certains que les autorités se contentent d’une fiabilité annoncée comme excellente pour les premières années au minimum … !

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