Et si l'Europe ne développait pas le bon lanceur pour 2020 ?

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La société de lancement SpaceX bouscule l'Europe spatiale en matière de lanceurs réutilisables
La société de lancement SpaceX bouscule l'Europe spatiale en matière de lanceurs réutilisables (Crédits : JOE SKIPPER)
Face à l'audace de SpaceX, le développement d'un lanceur réutilisable apparaît comme l'un des défis majeurs de 2016 pour l'Europe spatiale.

Et si 2016 était l'année de tous les dangers pour la filière lanceur européenne. Quand s'ouvrira en décembre à Lucerne (Suisse) la conférence ministérielle de l'Agence spatiale européenne (ESA), il est très probable que les responsables européens se trouvent devant une situation urgente, voire très urgente en raison de l'avance technologique prise par SpaceX en matière de lanceurs réutilisables.

Car la société américaine de lancement de satellites du milliardaire Elon Musk, qui bénéficie du soutien technologique de la NASA, a bel et bien réalisé un exploit en récupérant en décembre le premier étage de son lanceur Falcon 9. A l'aide de moteurs qui ont ralenti sa descente, le premier étage a atterri en douceur 11 minutes après le décollage, en position verticale. "Je crois que c'est un moment révolutionnaire. Personne n'avait encore ramené intact sur Terre un lanceur de classe orbitale", avait expliqué le PDG de la société californienne.

SpaceX, un temps d'avance

Un exploit que l'Europe n'a pas réellement anticipé en dépit de la menace sérieuse que représentait déjà SpaceX en décembre 2014 lors de la dernière conférence ministérielle qui s'est tenue au Luxembourg, l'ESA a répondu au défi d'Elon Musk par un programme doté de... 3 millions d'euros. Bien sûr, SpaceX doit encore démontrer au marché commercial des opérateurs de satellites que le modèle économique des lanceurs réutilisables est viable avec des prix très attractifs.

C'est d'ailleurs le discours officiel des responsables européens, dont le président du CNES, Jean-Yves Le Gall. "L'étage récupéré doit repartir en vol à des coûts raisonnables", a-t-il à nouveau expliqué lundi lors de la présentation de ses voeux à la presse. Il a toutefois souligné que la récupération du premier étage de Falcon 9 a été "remarquable". En clair, le coût de sa remise à niveau devra être mis en balance avec celui de la production d'un nouvel étage.

Ariane 6 déjà dépassée?

Quoi qu'il en soit, si l'opération de SpaceX est concluante, l'Europe devra y apporter une réponse rapide. Devra-t-elle à la fois mener de front le développement d'Ariane 6, qui doit être mise en service dès 2021, et celui d'un lanceur réutilisable? Ou bien abandonner Ariane 6, qui pourrait être complètement dépassée par les lanceurs réutilisables de SpaceX? Ce sont là deux questions auxquelles l'Europe devra répondre en décembre prochain. Une chose est sure le débat risque d'être animé. Surtout, elle devra mettre sur la table des financements beaucoup plus sérieux que les 3 millions d'euros royalement accordés au programme de lanceur réutilisable en décembre 2014.

Derrière les discours défensifs des responsables européens pointent désormais une réelle inquiétude, y compris au sein du CNES. Car la récupération du premier étage de Falcon 9 a marqué les esprits. D'autant que l'étage n'a pas souffert de son retour dans l'atmosphère et qu'il était même prêt à être relancé, a annoncé Elon Musk dans un tweet posté le 31 décembre. Le président de SpaceX avait pourtant expliqué lors d'une conférence de presse le 21 décembre que cet étage ne revolerait pas. Et les discours défensifs sur le modèle économique des lanceurs réutilisables pourraient donc très vite voler en éclat si le milliardaire décidait de relancer le premier étage de Falcon 9.

Et Arianespace?

A très court terme, Arianespace n'a pas  trop à craindre de la concurrence des lanceurs réutilisables. La société de lancement européenne, qui va passer dans les mains d'Airbus Safran Launchers (ASL), a réalisé une superbe année commerciale en 2015. Son carnet de lancements (manifeste) est déjà plein jusqu'au début de 2018, selon des clients de la société de lancement. D'ailleurs la disponibilité des lanceurs préoccupent actuellement aussi bien Eutelsat que SES, les deux opérateurs de satellites européens.

Le succès d'Arianespace repose pour l'heure sur une situation commerciale avantageuse, avec seulement deux lanceurs sur le marché : Ariane 5 et Falcon 9 en dépit de son accident en juin 2015. De son côté, le lanceur russe Proton est jugé encore trop instable par les acteurs du marché commercial. Enfin, Ariane 5 démontre vol après vol une fiabilité remarquable avec 69 lancements consécutifs réussis, comme l'a rappelé lundi Jean-Yves Le Gall. Du coup, Arianespace a encore au moins deux à trois bonnes années devant elle pour amortir l'arrivée d'un lanceur réutilisable, qui casse les prix.

L'Europe bricole pour le moment

Faute de volonté et donc de budget, l'Europe "bricole" en ordre dispersé sur les lanceurs réutilisables. Le centre français de recherche aérospatiale, l'ONERA, a dévoilé début décembre le projet européen ALTAIR (Air Launch space Transportation using an Automated aircraft and an Innovative Rocket) dans le cadre de H2020, programme de financement de recherche et d'innovation de l'Union européenne. Avec six pays partenaires, l'ONERA développe un système de lancement aéroporté semi-réutilisable pour des satellites de 50 à 150 kg sur des orbites basses entre 400 et 1.000 km d'altitude.

Le CNES et l'ONERA ont lancé en octobre une étude de six mois sur la faisabilité d'un premier étage d'un lanceur réutilisable. Sur son site internet, l'ONERA a précisé que "pour que l'Europe puisse continuer à disposer sur le long terme d'un lanceur qui reste économiquement viable et donc d'un accès indépendant à l'espace, il est temps d'étudier et de préparer un lanceur qui permette de franchir une nouvelle étape dans la baisse des coûts, au-delà des progrès d'Ariane 6". En parallèle, le CNES travaille sur le programme Prométhée, un moteur oxygène liquide et méthane liquide, qui sera réutilisable.

Enfin Airbus Defence and Space a dévoilé en juin dernier ses projets de lanceur réutilisable baptisé Adeline (Advanced Expendable Launcher with INnovative engine Economy) et les Space Tugs pour la réutilisation de l'étage supérieur. Un projet sur le long terme à l'horizon 2025-2030 qui a pour ambition de "récupérer et de remettre en état de vol les moteurs principaux et l'avionique de la fusée qui représentent entre 70 et 80 % de sa valeur", selon Airbus DS. Adeline est basé sur un concept simple : le module de retour est placé en bas de la fusée, une fois détaché des étages supérieurs le module revient sur Terre en effectuant une rentrée atmosphérique.

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a écrit le 06/01/2016 à 10:52 :
Et si etc.? Pourquoi etc.? Comprendre en 5 points etc. Tous ces titres d'article de presse française font vraiment gamin de 8 ans (CM1). Alors que l'on parle de stratégie industrielle à long et moyen terme dans un marché concurrentiel. Quelles sont les forces, où sont les faiblesses? Les commentaires sont éloquents.
Réponse de le 06/01/2016 à 17:28 :
En effet, cela s'appelle du déni de réel.
a écrit le 06/01/2016 à 8:45 :
Avant de se poser cette question, il serait important de savoir ce que va coûter le reconditionnement de cet étage. Parce que je pense qu'il n'est pas près de revoler dans son état d'arrivé, même si c'est un "exploit".
"La Falcon 9 FT peut placer 6400 kg en GTO pour un tir simple ou 4850 kg si l'étage de base est récupéré" ce qui veut dire que ce ne serait pas systématique puisque ce procédé pénalise la charge utile de 1550 kg ! C'est donc surtout de la bonne communication (source : http://capcomespace.net/dossiers/espace_privee/SpaceX/falcon_9.htm).
Réponse de le 06/01/2016 à 17:20 :
Grotesque, tous les lanceurs sont toujours lancés avec le plein de carburant !
Il serait amusant que tu calcules "le gâchis de carburant" sur les deux prochains lancements d'Ariane 5 qui n'emporteront qu'un seul satellite faute de seconds satellites disponibles !
Réponse de le 06/01/2016 à 17:24 :
Grotesque, tous les lanceurs sont toujours lancés avec le plein de carburant !
Il serait amusant que tu calcules "le gâchis de carburant" sur les deux prochains lancements d'Ariane 5 qui n'emporteront qu'un seul satellite faute de seconds satellites disponibles !
a écrit le 05/01/2016 à 15:14 :
erreur : "un exploit en récupérant en décembre le premier étage de son lanceur Falcon 9 sur une barge."
le premier étage a atterrit sur la terre et pas sur une barge.
a écrit le 05/01/2016 à 12:01 :
Bien sûr que c'est une bonne voie. Space X n'a pas financé un developpement aussi complexe comme celui la pour épater la galerie avec cet exploit technique. Space X a fait son "business case" comme tout le monde.
La différence c'est qu'ils ont des idées et aussi c'est que Space X a un sacré patron.
Et pourquoi ne pas faire, en parallele, une version récupérable du premier étage d'ariane 6, puisque son développement commence tout juste ?
a écrit le 05/01/2016 à 11:00 :
C'est un question de prestige et c'est très beau du point de vue technologique. Cependant combien coûte la récupération d'un lanceur et sa remise en état par rapport au coût d'un lanceur neuf qu'on peut fabriquer "en série" ?
Coridalement
Réponse de le 05/01/2016 à 18:15 :
Il doit également y avoir un surplus de carburant à emporter pour ne pas s'écraser au retour ? Ça coûte et alourdit.
a écrit le 05/01/2016 à 10:36 :
Au delà du geste technique de la récupération due l'on peut légitimement saluer, le bémol et il est de taille s'appelle navette spatiale qui était déjà réputée "réutilisable" mais qui coûtait plus cher après chaque vol à remettre en état plutôt que d'en construire une neuve. Sans compter sa fiabilité (2 accidents mortels). Cet exploit est surtout destiné à marquer les esprits mais restera anecdotique pour l'heure.
Réponse de le 05/01/2016 à 13:40 :
Cet exploit sera suivi à court ou moyen terme (probablement une question de mois, au pire deux ou trois ans) de la ré-utilisation des étages récupérés. La navette nécessitait un démontage / révision des SSME après chaque vol, opération extrêmement couteuse, plus une révision des tuiles thermiques et d'un grand nombre d'éléments techniques soumis à rude épreuve.

Cela était dû à deux raisons principales. Les contraintes extrêmes du SSME (environ 190 bars dans la chambre de combustion, turbopompes à 450 bars) et également à une rentrée atmosphérique à vitesse orbitale (environ mach 23)

La chambre de combustion du Merlin 1D Full Thrust est autour des 100 bars, et la vitesse atteinte est seulement de mach 7, ce qui représente une énergie cinétique à dissiper de moins d'un neuvième de celle de la navette spatiale.

Ce facteur neuf (l'énergie cinétique est en fonction du carré de la vitesse) signifie que l'étage est soumis à des contraintes beaucoup beaucoup plus faibles que celle d'une navette, et ces contraintes sont encore diminuées par l'utilisation de la propulsion principale pour freiner l'étage au moment de la rentée atmosphérique. (alors que la navette n'utilisait à ce stade que des moteurs d'orientation)

En bref, le choix technique de récupérer le premier étage, au lieu de récupérer un véhicule après qu'il ait atteint la vitesse orbitale, ainsi que la conception de moteurs aux performances moindres, mais conclus pour fonctionner de longues heures sans révision, rends la ré-utilisabilité possible dans des brefs délais. SpaceX a fait des choix beaucoup plus judicieux que ceux des créateurs de la navette. Sans doute parce qu'il a tenu compte justement de cette expérience, et en a tiré les bonnes leçons.
a écrit le 05/01/2016 à 10:20 :
Faute de volonté et donc de budget, l'Europe "bricole" ...

Encore, et encore, et encore
a écrit le 05/01/2016 à 10:20 :
Faute de volonté et donc de budget, l'Europe "bricole" ...

Encore, et encore, et encore
a écrit le 05/01/2016 à 8:31 :
SpaceX a réussi la séquence décollage-vol orbital-atterrissage, mais dans l'état actuel de l'exploration spatiale, est-ce qu'on ne pourrait pas reprendre cette technologie pour une séquence vol orbital-atterrissage-décollage? Par exemple pour prélever des échantillons dans une mission martienne ou lunaire.
a écrit le 05/01/2016 à 7:53 :
Le coût de Falcon 9 pour SES 8 ( client privé) 55 millions de dollars.

http://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/aeronautique-defense/20131125trib000797653/espace-les-vrais-couts-d-un-lancement-par-la-fusee-falcon-9-de-spacex.html
a écrit le 05/01/2016 à 7:34 :
Et si SpaceX faisait plus de communication même si je suis redit bravo pour le retour du premier étage. Je reprends "D'autant que l'étage n'a pas souffert de son retour dans l'atmosphère et qu'il était même prêt à être relancé, a annoncé Elon Musk dans un tweet posté le 31 décembre." eh quand repart-il? Pour moi c'est de la communication tant que je le verrai pas redécollé. Pour cette année je ne suis pas sûr de le voir.



Falcon 9 pas cher? 82 millions $ pour Jason 3 nous sommes loin de 50 ou 60 Millions $ annoncé mais le client institutionnel (les contribuables) a un grand portefeuilles pour ce vol. Et le très juteux contrat CRS 1.6 Milliard $ pour 12 vols hors extension récente doit aider à maquiller le vrai coût d'une Falcon 9. Le très bas coût de développement des réacteurs et de la fusée en reprenant des technologie éprouvées aide aussi.


Vu le nombre de tir prévu sur plusieurs bases et plus pas de tir, nous verrons bien la qualité de service de SpaceX
Réponse de le 05/01/2016 à 14:15 :
Contrairement à cet article, Musk n'as pas dit que le lanceur était prêt a redécoller. Il a dit "ready to fire again": prêt a être mis a feu. Ils vont seulement refaire le plein, et mettre les moteurs a feu soit pendant quelques secondes, soit sur une durée comparable a un lancement.
Mais bon pour le reste, c'est sur, il faudra voir s'ils seront capable de refaire voler cette fusée, et a quel prix.

Et Falcon 9 est toujours moins cher: Orbital a reçu 1.9Milliard pour 8 vols pour le même contrat...
Réponse de le 07/05/2016 à 16:21 :
Le lancement de charges scientifiques, et plus encore militaires, implique des surcouts logistiques, administratifs et des couts d'assurance plus grand. Ces surcouts sont généralement de 10 à 30 % pour des lancements Nasa (surtout pour des sondes interplanétaires qui sont toutes des prototypes et dont les conditions de stérilité maximum exigés lors des procédures d'intégration avec le lanceur alourdissent grandement la facture du prestataire de lancement), et de 20 à 50 % pour les satellites militaires (coup du ultra secret quand au personnel admis et logistiques).
Le juteux contrat de 1,6 milliards pour 12 missions (soit 133 millions par lancement) que Stephane Israel a décrié, est en fait une excuse vu que Mr. Israel sait très bien qu'il ne s'agit pas d'envoyer 12 simples satellites commerciaux en orbite, mais d'envoyer 12 capsule cargos vers l'ISS (que quelqu'un doit payer!, en se rapellant que chaque capsule cargo ATV coute plus de 100 millions! et qui est destiné à servir de poubelle poubelle allant se désintégrer dans l'atmosphère et sans compter le lancement par une Ariane V spécial (env. 150 millions pour ce seul lanceur)et quelqu'un doit payer pour le suivi de mission pendant un mois, et que cette capsule est récupérable en mer avec les expériences rapportées de l'ISS. Tout cela se paye et Mr. Israel le sait bien, mais il se garde d'expliquer cela au publique et préfère l'excuse du dumping pour cacher que l'Europe s'est moquer de ce nouvel acteur et voit aujourd'hui le status quo prêt à voler en éclat par la force de volonté et d'innovation de SpaceX.
Bien sur, Space X doit faire un profit un peu meilleur sur les vols institutionnels que sur les vols commerciaux, mais avant de pouvoir dépenser cela en faisant du dumping, SpaceX doit dépenser l'argent dans le développement, sur ses fonds propres, de la Falcon Heavy, de la technique de réutilisation, de la famille des moteurs à méthane liquide Raptor, sur la fusée pour les missions martiennes BFR, les vaisseaux martiens MCT, la base de lancement de Boca Chica au Texas, la constellation de satellites internet et développer des missions d'essai à court terme comme le Red Dragon vers Mars ou d'autre vers le reste du système solaire (la rumeur parle d'une mission vers Europa). Alors, si après tout cela, il reste une miette pour faire du dumping, chapeau!

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