Comment la nouvelle mégafusée de la NASA se compare à son prédécesseur légendaire
« C’est une super camionnette. Je suis content que nous l’ayons construit. Et je suis prêt à voler. »
Lorsque la NASA a fait exploser sa fusée colossale vers la lune en juillet 1969, les habitants de la Terre ont regardé le monstre de 363 pieds de haut sur les téléviseurs des grands magasins, sur un écran géant à Central Park et dans les salons de Tokyo et de Paris. Aujourd’hui encore, c’est la fusée la plus puissante jamais pilotée avec succès.
Cette fusée, la Saturn V, pourrait propulser le poids de quelque quatre autobus scolaires vers la Lune. Il a envoyé des astronautes sur la surface lunaire crayeuse à six reprises. Et il a transporté la première station spatiale américaine, Skylab, en orbite autour de la Terre.
Aujourd’hui, un demi-siècle plus tard, la NASA est sur le point de lancer sa nouvelle mégafusée puissante sur la Lune, une classe de fusées que l’industrie aérospatiale appelle un « lanceur super lourd ». En effet, cette fusée, le Space Launch System (SLS), devrait remplacer Saturn V en tant que véhicule le plus puissant jamais lancé dans l’espace. Pourtant, ce n’est pas une « meilleure » fusée. Il est conçu pour faire des choses différentes et sans précédent. À savoir, la NASA a l’intention que SLS transporte les ressources et les personnes nécessaires pour établir une présence permanente sur la lune, et peut-être même faire exploser des astronautes sur Mars.
« C’est une super camionnette. Je suis content que nous l’ayons construit. Et je suis prêt à voler », a déclaré John Blevins, l’ingénieur en chef de la fusée SLS de la NASA, à Indigo Buzz.
(Mise à jour du 14 novembre 2022 : après plusieurs retards cette année, la NASA tentera de lancer la fusée SLS lors de sa première mission, appelée Artemis I, à 1 h 04 HE le mercredi 16 novembre. L’événement historique sera diffusé en direct.)
Retourner sur la lune est crucial pour la future exploration humaine de l’espace plus profond. Un problème d’exploration imminent est de savoir comment le corps humain fragile résistera aux rayonnements spatiaux et à l’isolement. Les missions sur la lune informeront la NASA sur la manière d’assurer la sécurité des personnes et d’assurer leur survie dans un monde inhospitalier où les astronautes devront probablement récolter de la glace d’eau dans les cratères ombragés de la lune.
« C’est une excellente camionnette. Je suis content que nous l’ayons construit. Et je suis prêt à voler. »
« Ce sont des leçons cruciales avant de les mettre sur une fusée et de les envoyer sur Mars », a déclaré Paula do Vale Pereira, professeure adjointe d’ingénierie aérospatiale au Florida Institute of Technology, à Indigo Buzz.
Pourquoi ne pas ressusciter Saturn V ?
Après la fin des légendaires missions Apollo de la NASA, l’agence spatiale n’avait plus besoin d’une fusée lunaire colossale. Au lieu de cela, la NASA s’est efforcée de construire la Station spatiale internationale et a construit la navette spatiale pour amener les astronautes et les infrastructures sur l’orbite terrestre, à environ 250 miles au-dessus de la surface.
Mais la NASA s’est tournée vers l’exploration humaine de l’espace lointain dans les années 2000, et ils ont envisagé de reconstruire une fusée Saturn V ou d’utiliser des pièces de fusée intégrales de l’ère Apollo. Saturn V, bien sûr, a déjà fait ses preuves. Il avait déjà fait le travail.
« Nous avons envisagé de ressusciter cela », a déclaré Blevins de la NASA.
« Il valait mieux passer à autre chose. »
Pourtant, reconstruire Saturn V aurait nécessité de remonter plusieurs décennies dans des technologies et des matériaux de fusée qui n’existaient plus. La NASA et ses sous-traitants devraient ressusciter des pièces et des processus. L’agence a donc abandonné tous les plans de Saturn V. « Il valait mieux passer à autre chose », a déclaré Blevins.
Au lieu de cela, l’agence a conçu le SLS avec des composants clés éprouvés – notamment les moteurs – de la navette spatiale. Après tout, les ingénieurs de la NASA comprennent ces moteurs mieux que tout autre. Et ils sont très puissants.
SLS n’est pas qu’une fusée
Saturn V était une conception de fusée unique avec une mission globale principale : amener en toute sécurité les astronautes de la NASA sur la lune et en revenir sans tuer personne.
Mais SLS peut être reconfiguré de six manières différentes pour six missions différentes. La fusée, par exemple, transportera parfois des astronautes sur la lune ; et à d’autres moments, il transportera des marchandises, telles que des pièces pour une base lunaireà la surface lunaire.
« Nous ressemblons plus à une flotte de fusées », a expliqué Blevins. « SLS est une plate-forme. Saturn V était une mission ciblée. »
« Nous ressemblons plus à une flotte de fusées. »
Les différentes configurations SLS sont conçues autour du propulseur de fusée central orange de 212 pieds de haut, appelé «étage central». C’est la colonne vertébrale du véhicule. La majorité d’une fusée est composée de réservoirs de carburant géants, et le SLS n’est pas différent. Sa grande étape de noyau en aluminiumqui alimente quatre moteurs de la navette spatiale, contient 537 000 gallons d’hydrogène liquide et 196 000 gallons d’oxygène liquide.
L’étage de fusée orange tirera pendant plus de huit minutes avant que son carburant ne soit épuisé. D’ici là, il aura accompli son travail. Il aura propulsé sa précieuse cargaison – qu’il s’agisse du vaisseau spatial Orion ou d’une autre cargaison – dans l’espace.
Mais ce n’est pas la seule chose essentielle qui pousse SLS au-delà de la Terre.
Les deux boosters puissants
Contrairement au Saturn V, le SLS a deux propulseurs de fusée attachés sur le côté de sa colonne vertébrale. Ceux-ci sont appelés « propulseurs de fusée solides » – parce qu’ils utilisent des composés de combustible solide – et ils donnent au SLS une puissante poussée à travers l’atmosphère.
La NASA a créé ces boosters à partir de la conception de la navette. Mais sur le SLS, ils sont plus gros. Ces fusées de 17 étages transportent 25% de carburant en plus que celles de la navette et fournissent 75% de la poussée du SLS, ou force de poussée contre la Terre, pendant les deux premières minutes où le SLS traverse l’atmosphère.
« Nous prenons (les boosters) au maximum », a déclaré Blevins. « Ce sont les plus gros boosters solides jamais construits. »
Entre l’étage principal et les deux propulseurs, le SLS produira 8,8 millions de livres de poussée, soit 15 % de poussée de plus que le Saturn V. Cela permettra à la NASA d’envoyer des charges de cargaison et d’engins spatiaux à destination de la Lune, au-delà de l’orbite terrestre et en route vers la lune.
« Elle a tellement plus de poussée que n’importe quelle autre fusée qui a été envoyée dans l’espace », a déclaré l’ingénieur aérospatial do Vale Pereira.
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Pourquoi le SLS n’est pas réutilisable
Dans le monde des fusées modernes, la réutilisation est en vogue.
Et pour une bonne raison. Relancer des moteurs et du matériel coûteux permet d’économiser de l’argent, ce qui rend les vols spatiaux nettement moins chers. Mais la SLS, contrairement aux fusées comme la Falcon 9 de SpaceX qui atterrissent après avoir été lancées dans l’espace, est une fusée à usage unique (comme la Saturn V). Déjà les quatre premiers lancements de SLS, à la consternation de l’inspecteur général de la NASA, sont excessivement chers à 4,1 milliards de dollars par voyage. Une fusée réutilisable pourrait rendre le programme de vols spatiaux habités de la NASA plus durable.
Mais Blevins a souligné que la SLS, en tant que fusée à usage unique, est la bonne fusée pour cette mission spécifique vers la lune.
« J’aime la réutilisation », a déclaré Blevins. (Et, a-t-il noté, la NASA a construit les navettes spatiales réutilisables, qui ont effectué 135 missions avec équipage.) Mais aujourd’hui, a-t-il dit, l’objectif principal est de prouver que la NASA peut établir une présence sur la lune et ramener ses équipages en toute sécurité. La réutilisation, a-t-il souligné, est une analyse de rentabilisation importante pour des entreprises comme SpaceX qui lancent constamment des satellites ou des missions sur l’orbite terrestre. Le SLS, quant à lui, ne volera qu’environ une fois par an pendant sa première décennie environ. Créer une réutilisabilité pour ces missions lunaires plus rares nécessiterait la construction et l’entretien de plus d’infrastructures – comme des navires pour atterrir des fusées géantes – et signifierait la construction de boosters avec une structure et un poids supplémentaires (comme un train d’atterrissage) qui nécessiteraient de transporter encore plus de carburant. Cela n’a aucun sens financier, pour ces missions Artemis limitées, de construire une opération aussi réutilisable, a déclaré Blevins. Mais si la NASA effectuait six ou sept missions lunaires par an, « alors cela a du sens », a-t-il ajouté.
Et c’est peut-être ça l’avenir.
« Nous tombons amoureux des machines. Et ce que nous devrions faire, c’est tomber amoureux des missions. »
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En fin de compte, SLS, bien que certainement assailli par des contrats commerciaux problématiques et des dépassements de coûts, est une fusée qui, selon Blevins, est adaptée à ce travail. Pas un Saturn V remanié. Pas un SLS réutilisable. (Bien que le vaisseau spatial de SpaceX – qui est encore en phase de développement – dispose de propulseurs de fusée réutilisables qui lanceront des engins spatiaux d’atterrissage sur la lune pour les missions Artemis.)
« Nous tombons amoureux des machines. Et ce que nous devrions faire, c’est tomber amoureux des missions », a déclaré Blevins.
De plus, le SLS a l’avantage d’une technologie éprouvée, comme les moteurs de la navette spatiale. Bien sûr, ce n’est pas une technologie de nouvelle génération, mais c’est une fusée fiable et bien comprise. Cela présente des avantages majeurs, surtout lorsque la vie se déroule à bord d’une tour géante regorgeant de carburant.
« De nombreux composants du SLS ont fait leurs preuves dans les missions de la navette », a expliqué do Vale Pereira. « Cela me rend confiant que les choses n’exploseront pas. »
« Les chances que les choses tournent mal sont relativement faibles », a-t-elle ajouté.
Le premier lancement de la fusée SLS de la NASA est prévu pour le 16 novembre 2022. La fusée propulsera un vaisseau spatial Orion sans équipage sur la Lune, où il fera une boucle avant de revenir sur Terre.
Les plans redémarrés de la NASA pour l’exploration humaine dépendent en grande partie de ce test. Tout voyage vers la lune est un exploit formidable.
« C’est toujours difficile », a déclaré do Vale Pereira.
