SpaceX

Histoire

En 2001, Elon Musk a proposé un projet visant à faire atterrir une petite serre pour faire pousser des plantes sur Mars. Il a déclaré : "Ce serait le plus loin que la vie ait jamais parcouru", dans une tentative de regagner l'intérêt du public pour l'exploration spatiale et d'augmenter le budget de la NASA. Musk a essayé d'acheter des fusées bon marché à la Russie, mais il est revenu les mains vides après avoir échoué à trouver des fusées à un prix abordable. Plus tard, Musk a réalisé qu'il pouvait créer une entreprise capable de construire les fusées dont il avait besoin. Selon Steve Jurvetson, un des premiers investisseurs de Tesla et SpaceX, Musk a calculé que les matières premières nécessaires à la construction d'une fusée représentaient en fait 3 % du prix d'une fusée à l'époque. En appliquant l'intégration verticale, en produisant en interne environ 85% du matériel de lancement, et l'approche modulaire issue du génie logiciel, SpaceX pourrait réduire le prix de lancement d'un facteur dix tout en bénéficiant d'une marge brute de 70%.

Au début de l'année 2002, Musk cherchait des travailleurs pour sa nouvelle entreprise spatiale, qui s'appellera bientôt SpaceX. Musk a trouvé un ingénieur de fusée, Tom Mueller (plus tard directeur technique de la propulsion de SpaceX). Il accepte de travailler pour Musk. C'est ainsi que SpaceX est née. Le premier siège social de SpaceX se trouvait dans un entrepôt à El Segundo, en Californie. La société a connu une croissance rapide depuis sa création en 2002, passant de 160 travailleurs en novembre 2005 à 1 100 en 2010, 3 800 travailleurs et entrepreneurs en octobre 2013, près de 5 000 fin 2015 et environ 6 000 en avril 2017. En novembre 2017 ^{[mise à jour]}, la société avait atteint près de 7 000 personnes. En 2016, M. Musk a prononcé un discours au Congrès international d'astronautique, où il a expliqué que le gouvernement américain utilise la technologie des fusées comme une "technologie d'armement avancée", ce qui rend difficile l'embauche de non-Américains.

Véhicules de lancement, engins spatiaux et moteurs de fusée

Les premiers véhicules

Le Falcon 1 a été le premier véhicule de lancement de SpaceX. Il a été lancé cinq fois au total, mais seuls le quatrième et dernier vol ont été réussis. Falcon 1, comme son nom l'indique, fonctionnait avec un seul moteur Kestrel et pouvait emporter un maximum de 670 kilogrammes en orbite.

Un autre des premiers véhicules a été le Falcon 5, qui a été annulé, et qui a 5 moteurs Merlin sur sa première étape, et 2 Kestrel sur sa deuxième étape. Il a été annulé en 2007 lorsqu'il a été retiré du guide de l'utilisateur de la société.

Fusées de courant

Le Falcon 9 est une fusée en deux parties, fonctionnelle et réutilisable, qui est lancée en utilisant ses neuf moteurs Merlin dans sa première partie et un moteur Merlin spécial qui a été fabriqué pour les endroits où il n'y a pas d'air. Elle est alimentée par de l'oxygène liquide et un carburant destiné aux fusées appelées RP-1. Elle peut contenir jusqu'à 22 800 kilogrammes et peut également soutenir le véhicule Dragon de SpaceX. C'est la première fusée capable d'entrer en orbite et de ramener sa première partie sur terre.

Falcon Heavy est une autre fusée fonctionnelle et réutilisable, similaire à Falcon 9. Cependant, le Falcon Heavy est doté d'un système à trois noyaux pour sa première partie, au lieu de la conception à un seul noyau du Falcon 9. Avec les trois noyaux, la première partie de la fusée a 27 moteurs Merlin. La deuxième partie n'a toujours qu'un seul moteur Merlin (version à vide). Actuellement, le Falcon Heavy est la fusée opérationnelle la plus puissante du monde et la 4ème plus puissante fusée au monde. Cette puissance supplémentaire permet à la fusée de mettre 63 800 kg en orbite basse terrestre et 26 700 kg en orbite géosynchrone.

Le 6 février 2018, à 20h45 UTC, le Falcon Heavy a décollé pour la première fois du pad 39A au Centre spatial Kennedy, en Floride. Lors de cette mission, "Falcon Heavy Test flight", SpaceX a décidé d'utiliser la voiture d'Elon Musk (une Tesla Roadster de 2008) comme charge utile factice. Cette charge utile comprenait également, en dessous, une plaque des employés actuels de SpaceX, ainsi que des supports de caméra pour diffuser un flux en direct de la voiture sur youtube.

Dragon

Le vaisseau spatial Dragon est une capsule cargo conçue pour être remplie d'équipement et de fournitures pour les astronautes de l'ISS. La capsule est placée sur la fusée Falcon 9 (parce que le Dragon n'a pas de fusées assez grosses pour aller dans l'espace tout seul) et mise en orbite. Une fois en orbite, elle se sépare des boosters, puis la capsule utilise ses propres fusées plus petites pour atteindre l'ISS. Ensuite, la capsule est remplie de vieux équipements, de résultats d'expériences scientifiques et de déchets. Elle rentre ensuite dans l'atmosphère terrestre et est parachutée dans l'océan. Le premier vol de Dragon a eu lieu en juin 2010. Le dernier vol a eu lieu le 6 mars 2020, Dragon 2 étant prévu pour toutes les missions futures.

Dragon 2

Le 29 mai 2014, SpaceX a dévoilé une version prototype de Dragon V2, qui pourrait contenir à la fois des cargaisons et des astronautes. Autre caractéristique de cette version améliorée de Dragon, pour protéger la vie de l'équipage en cas de défaillance de Falcon 9, elle était équipée de propulseurs SuperDraco, qui repousseraient la capsule loin de la fusée. Cargo Dragon, une variante de V2, remplacera la version actuelle du dragon qui ne peut contenir que du fret.

Moteurs de fusées

Depuis le lancement de SpaceX en 2002, la société a créé trois types de moteurs-fusées : Merlin et le Kestrel, aujourd'hui à la retraite, pour la propulsion des lanceurs, et les propulseurs de contrôle Draco. SpaceX travaille actuellement sur deux autres moteurs de fusée : SuperDraco et Raptor. Merlin est une famille de moteurs-fusées fabriqués par SpaceX pour être utilisés sur leurs fusées. Le moteur Merlin a été conçu à l'origine pour la récupération et la réutilisation en mer. Le Kestrel est un moteur-fusée à oxygène liquide alimenté par pression de carburant de fusée et a été utilisé comme moteur principal du deuxième étage de la fusée Falcon 1. Les deux noms des moteurs Merlin et Kestrel proviennent d'espèces de faucons nord-américains : le faucon crécerelle et le merlin.

Les Draco sont des moteurs-fusées à propulsion liquide hypergolique qui utilisent un carburant à base de monométhylhydrazine et un oxydant à base de tétroxyde d'azote. Chaque propulseur Draco crée une poussée de 400 newtons (90 lbf). Ils sont utilisés comme propulseurs du système de contrôle de réaction (RCS) sur le vaisseau spatial Dragon. Les moteurs SuperDraco sont une version beaucoup plus puissante des propulseurs Draco, qui étaient initialement destinés à être utilisés comme moyen d'atterrissage et d'évacuation d'urgence de la capsule sur la version 2 du vaisseau spatial Dragon, Dragon 2. Le concept d'utilisation de ces moteurs SuperDraco pour l'atterrissage a été annulé en 2017 lorsqu'il a été décidé d'effectuer une descente en parachute traditionnelle et un atterrissage en mer.

Le Raptor est une nouvelle famille de moteurs au méthane qui sera utilisée dans ses futures fusées de vaisseau spatial. Des versions d'essai ont été mises à feu à la fin de 2016. Le 3 avril 2019, SpaceX a effectué un test réussi au cours duquel le moteur a été démarré mais la fusée a été maintenue au Texas sur son véhicule Starhopper, ce qui a mis le moteur à feu alors que le véhicule restait attaché au sol. Le 24 juillet 2019, SpaceX a effectué avec succès un vol d'essai à 20 mètres de hauteur de son véhicule d'essai Starhopper. Le 28 août 2019, le prototype Starhopper de SpaceX a effectué avec succès un vol d'essai de 150 mètres.

Falcon 9 sur la mission GRACE-FO


L'équipage des Dragon Docks se met en place pour sa mission Demo-1


Le moteur Merlin 1D, le moteur le plus prolifique de SpaceX, en cours d'essai dans le centre de développement et d'essai des fusées de SpaceX à McGregor, au Texas

Recherche et développement

Réutilisation

La mission secondaire de SpaceX est de réutiliser des fusées, comme dans un avion. Elle a commencé à tester la réutilisation avec un prototype appelé Grasshopper en 2012, ainsi que des atterrissages en douceur contrôlés dans l'eau lors des lancements de Falcon 9. En 2014, le Grasshopper a été remplacé par le F9R, qui était une version améliorée du Grasshopper comprenant un train d'atterrissage rétractable et 3 moteurs, par rapport au monomoteur du Grasshopper. Falcon 9 s'est posé en décembre sur une plate-forme au sol, suivi d'un atterrissage sur un drone l'année suivante. Actuellement, SpaceX a réussi à faire atterrir 48 boosters. Les capsules de dragon, ainsi que les farings, sont également réutilisés. La réutilisation des pièces de fusées réduit considérablement les coûts.

Internet par satellite

En janvier 2015, Elon Musk, PDG de SpaceX, a annoncé le développement d'une nouvelle constellation de satellites pour fournir des services Internet au monde entier. En juin 2015, la société a demandé au gouvernement fédéral la permission de commencer les essais d'un projet qui vise à construire un réseau de 4 425 satellites capables de transmettre l'Internet à l'ensemble du globe, y compris aux régions éloignées qui n'ont pas encore accès à l'Internet. Le service Internet utiliserait 4.425 satellites de communication interconnectés sur des orbites de 1.100 km. Il a commencé à être réalisé en 2015, et des satellites d'essai ont été lancés sur la mission SpaceX PAZ en 2017. L'exploitation initiale de la constellation pourrait commencer dès 2020. SpaceX a déposé auprès des autorités réglementaires américaines des plans pour mettre en service une constellation de 7 518 satellites supplémentaires sur des orbites non géosynchrones pour fournir des services de communication" dans une "constellation en bande V en orbite basse (VLEO)", elle serait composée de "7 518 satellites pour suivre les 4 425 satellites [précédemment] proposés qui fonctionneraient en bande Ka et en bande Ku". En février 2019, SpaceX a formé une société sœur, SpaceX Services, Inc. pour autoriser la création et le lancement de jusqu'à 1 000 000 de stations terrestres fixes de satellites qui communiqueront avec son système Starlink. En mai 2019, SpaceX a lancé le premier lot de 60 satellites à bord d'un Falcon 9 depuis Cap Canaveral, FL.

Starship et SuperHeavy

SpaceX est en train de créer une fusée super lourde, Starship. Starship est une fusée en deux parties qui peut être utilisée plusieurs fois. Il est prévu de remplacer toutes les fusées existantes de la société d'ici le début des années 2020.

SpaceX envisageait initialement un concept de système de transport interplanétaire (ITS) de 12 mètres de diamètre en 2016, qui n'était prévu que pour les voyages sur Mars et d'autres utilisations interplanétaires. En 2017, SpaceX a conçu une "grande fusée Falcon" de 9 mètres de diamètre pour remplacer toutes les capacités de lancement de SpaceX - missions en orbite terrestre, lunaire, interplanétaire et, potentiellement, même de transit terrestre - mais le faire sur un ensemble de véhicules entièrement réutilisables avec une structure de coûts plus faible. Une grande partie des composants du Starship sont fabriqués en acier inoxydable 301. Le passager privé Yusaku Maezawa a passé un contrat pour faire le tour de la Lune en 2023.

La vision à long terme de Musk pour l'entreprise est la création de technologies et de moyens adaptés à la colonisation humaine sur Mars. Il a exprimé son intérêt pour un voyage sur la planète un jour, en déclarant : "J'aimerais mourir sur Mars, mais pas à l'impact". Une fusée tous les deux ans environ pourrait fournir une base pour les personnes arrivant en 2025 après un lancement en 2024. Selon Steve Jurvetson, Musk pense que d'ici 2035 au plus tard, des milliers de fusées transporteront un million de personnes vers Mars, afin de permettre à une colonie humaine de s'auto-entretenir.

Première étape de la mission Es'hail-2 sur le droneship "Bien sûr que je t'aime encore

Contrats

Contrats de la NASA

COTS

En 2006, la NASA a déclaré que SpaceX avait remporté un contrat de la phase 1 des services commerciaux de transport orbital (COTS) de la NASA pour s'occuper de la livraison de fret à l'ISS, avec une option de contrat possible pour le vol de l'équipage. Ce contrat, conçu par la NASA pour fournir un "capital d'amorçage" par le biais des accords de la Space Act pour le développement de nouvelles opportunités spatiales, la NASA a versé 396 millions de dollars à SpaceX pour travailler sur la configuration de la cargaison du vaisseau spatial Dragon, tandis que SpaceX a dépensé plus de 500 millions de dollars pour développer le lanceur Falcon 9. Il a été démontré que ces accords du Space Act ont permis à la NASA d'économiser des millions de dollars en coûts de développement, rendant le développement des fusées environ 4 à 10 fois moins cher que si elles étaient produites par la seule NASA.

En décembre 2010, lors du lancement de la mission COTS Demo Flight 1, SpaceX est devenue la première entreprise privée à réussir le lancement, la mise en orbite et la récupération d'un vaisseau spatial. Dragon a été mis en orbite avec succès, a fait deux fois le tour de la Terre, puis a effectué un brûlage contrôlé pour un atterrissage sur l'eau dans l'océan Pacifique. Grâce à la récupération de Dragon en toute sécurité, SpaceX est devenue la première entreprise privée à lancer, mettre en orbite et récupérer un vaisseau spatial ; avant cette mission, seules les agences gouvernementales étaient capables de récupérer des vaisseaux spatiaux en orbite.

Le vol de démonstration COTS 2 a été lancé en mai 2012, au cours duquel Dragon s'est connecté avec succès à l'ISS, marquant la première fois qu'un vaisseau spatial privé a accompli cet exploit.

Cargo commercial

Les services commerciaux de réapprovisionnement (CRS) sont un groupe de contrats accordés par la NASA de 2008 à 2016 pour la livraison de cargaisons et de fournitures à l'ISS sur des vaisseaux spatiaux exploités commercialement. Les premiers contrats CRS ont été signés en 2008 et ont donné 1,6 milliard de dollars à SpaceX pour 12 missions d'envoi de fret, couvrant les livraisons jusqu'en 2016. Le CRS-1 de SpaceX, la première des 12 missions de réapprovisionnement prévues, lancée en octobre 2012, a atteint son orbite, s'est connecté à la station et y est resté pendant 20 jours, avant de rentrer dans l'atmosphère et de s'écraser dans l'océan Pacifique. Depuis lors, les missions CRS ont volé environ deux fois par an vers l'ISS. En 2015, la NASA a prolongé les contrats de la phase 1 en commandant trois vols supplémentaires de réapprovisionnement à partir de SpaceX. Après d'autres extensions fin 2015, SpaceX doit actuellement effectuer un total de 20 missions. Un deuxième groupe de contrats (connu sous le nom de CRS2) a été sollicité et proposé en 2014. Ils ont été attribués en janvier 2016, pour des vols de transport de fret débutant en 2019 et devant durer jusqu'en 2024.

Équipage commercial

Le programme de développement des équipages commerciaux (CCDev) vise à développer des engins spatiaux exploités commercialement et capables de transporter des astronautes vers l'ISS. SpaceX n'a pas obtenu d'accord au titre de la loi sur l'espace lors de la première phase (CCDev 1), mais lors de la deuxième phase (CCDev 2), la NASA a attribué à SpaceX un contrat de 75 millions de dollars pour poursuivre le développement de son système d'évacuation au lancement, tester une maquette des logements de l'équipage et faire progresser la conception du transport de l'équipage de Falcon/Dragon. Le programme CCDev est ensuite devenu Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap), et en août 2012, la NASA a annoncé que SpaceX avait obtenu 440 millions de dollars pour poursuivre le développement et les essais de son vaisseau spatial Dragon 2.

En septembre 2014, la NASA a choisi SpaceX et Boeing comme les deux sociétés qui seront financées pour développer des systèmes permettant de transporter les équipages américains vers et depuis l'ISS. SpaceX a remporté 2,6 milliards de dollars pour achever et certifier Dragon 2 d'ici 2017. Les contrats comprennent au moins un essai en vol avec équipage, avec au moins un astronaute de la NASA à bord. Une fois que Dragon 2 aura obtenu la certification de la NASA, le contrat prévoit que SpaceX effectuera au moins deux missions avec équipage, et jusqu'à six, à destination de la station spatiale. Début 2017, SpaceX a obtenu de la NASA quatre missions supplémentaires avec équipage à destination de l'ISS, pour des allers-retours d'astronautes de la navette. Au début de 2019, SpaceX a effectué avec succès un vol d'essai du Crew Dragon, qu'il a amarré (au lieu de la méthode d'amarrage de Dragon 1 à l'aide du Canadarm 2), puis s'est écrasé dans l'océan Atlantique.

En janvier 2020, SpaceX a effectué un test d'interruption de vol, qui a démontré la capacité à s'éloigner d'une fusée en cas de problème. À la suite de ce test, Elon Musk a déclaré qu'un vol avec des astronautes à bord pourrait avoir lieu entre début avril et fin juin. La date de fonctionnement actuelle de Demo-2 est le 7 mai 2020.

Le COTS 2 Dragon est amarré à l'ISS par le Canadarm2.


L'équipage du Dragon est testé avant le vol