Développée par SpaceX, la fusée Starship doit révolutionner le voyage spatial et permettre d’emmener jusqu’à 100 personnes par voyage sur Mars. Le Starship poursuit le rêve du fondateur de SpaceX, Elon Musk et doit ainsi permettre de faire de l’espèce humaine, une espèce multiplanétaire. Le Starship depuis les prémices de sa conception poursuit donc ce but très ambitieux du PDG de SpaceX. 

La réalisation du rêve de voyager sur Mars nécessite un véhicule adapté à cette tâche. C’est là qu’entre en jeu le Starship, un mélange de fusée et de vaisseau spatial qui pourrait transporter plus de 100 personnes à la fois vers la planète rouge.

Ce système a été conçu pour être entièrement et rapidement réutilisable, ce qui signifie que les principaux éléments matériels ne seront pas jetés dans l’océan ou brulés lors de la rentrée atmosphérique, comme cela arrive souvent avec d’autres systèmes de lancement. Au lieu de cela, ils retourneront sur le sol pour être utilisés de nouveau.

La réutilisabilité rapide est un véritable avantage du Starship. Après son retour de l’espace, il peut être rempli de carburant en un rien de temps et être prêt à être lancé à nouveau, comme un avion. Cette caractéristique réduit le coût de l’ensemble de l’entreprise.

Le Starship

Le Starship est un vaisseau spatial qui sera lancé au sommet d’une fusée appelée Super Heavy, formant ainsi un système combiné de 120 mètres de hauteur. Le vaisseau spatial ressemble aux fusées de l’âge d’or de la science-fiction, avec son nez en forme de cône et ses ailettes d’atterrissage en acier inoxydable. À l’arrière du vaisseau se trouvent six moteurs Raptors hautement efficaces, qui ont été développés sur une décennie par SpaceX pour réduire la quantité de propergol gaspillé.

Les réservoirs de propergol du vaisseau alimentent les moteurs Raptor en méthane liquide et en oxygène liquide, produisant une combinaison appelée methalox. Bien que le choix du carburant soit inhabituel pour les moteurs de fusée, le méthane est un choix judicieux pour les projets de colonisation de Mars de Musk. En effet, le CH4 pourrait être synthétisé à partir des ressources martiennes, offrant une certaine autosuffisance pour les voyages de retour vers la Terre.

Le Starship dispose d’un compartiment de charge utile énorme à l’avant, pouvant transporter des cargaisons importantes ou des personnes vers des destinations dans l’espace lointain.

La fusée Super Heavy, mesurant 70 mètres de long, est remplie de methalox cryogénique et propulsée par environ 33 moteurs Raptors, générant plus de 70 méganewtons de poussée maximale. Cette fusée sera capable de soulever entre 100 et 150 tonnes de charge utile en orbite terrestre basse, ce qui en fera la fusée la plus puissance au monde devant l’immense lanceur Saturn V utilisé pour les missions lunaires Apollo.

Lancement et ravitaillement

Après le lancement, le Starship s’inclinera vers l’orbite prévue. Lorsque l’étage supérieur se séparera dans l’espace, Super Heavy basculera en tombant vers la Terre. Les ailettes de grille en acier attachées aux côtés du booster aideront à diriger la fusée vers son pas de tir afin qu’elle puisse être réutilisée.

SpaceX compte récupérer le booster en utilisant la tour de lancement « Mechazilla ». La tour donne aux ingénieurs et aux membres d’équipage un accès au vaisseau spatial et à la fusée. Des bras en acier s’étendront depuis la tour de lancement pour attraper la fusée.

Pendant ce temps, l’étage supérieur du Starship pourra être placé en orbite de « stationnement » après la séparation, ce qui permettra de le remplir à nouveau de carburant. Elon Musk a expliqué que si Starship était envoyé en orbite sans ravitaillement, il serait limité à une charge utile de 150 tonnes en orbite basse de la Terre, sans carburant pour aller ailleurs. Cependant, si des ravitailleurs étaient envoyés pour faire le plein en orbite, les réservoirs pourraient être remplis jusqu’au maximum, permettant ainsi de transporter une charge utile de 150 tonnes jusqu’à Mars. Pour se ravitailler en orbite, le vaisseau spatial se connecterait à un autre Starship qui ne sert qu’à stocker du carburant.

Les missions du Starship

Elon Musk a des projets ambitieux pour son vaisseau spatial Starship, qui pourrait transporter des humains vers Mars et la Lune, lancer des satellites et même devenir un moyen de transport pour le tourisme spatial.

Pour les voyages aller-retour vers Mars, Musk prévoit d’installer environ 40 cabines dans la zone de charge utile près de l’avant de l’étage supérieur. La baie de charge utile comprendrait également des espaces communs, des espaces de stockage, une cuisine et un abri pour se protéger des tempêtes solaires.

Le Starship jouera également un rôle clé dans le programme Artemis de la NASA, qui vise à établir une présence humaine à long terme sur la Lune. SpaceX a remporté un contrat de 2,89 milliards de dollars pour développer le Starship en un atterrisseur capable de transporter des astronautes jusqu’à la surface lunaire. La version adaptée aux vols Artemis ne possédera pas le bouclier thermique ni les volets nécessaires pour un voyage de retour vers la Terre. Au lieu de cela, le Starship resterait dans l’espace après son lancement initial depuis la Terre, de sorte qu’il pourrait être utilisé pour plusieurs voyages entre l’orbite lunaire et la surface de la Lune.

La version non habitée ou cargo de Starship présente une baie de charge utile qui s’ouvre, ce qui lui permet de lancer des satellites. Enfin, Musk affirme que Starship pourrait éventuellement transporter des personnes vers des destinations dans le « grand système solaire », y compris les géantes gazeuses comme Jupiter, mais cela reste un objectif à long terme.

L’atterrissage du vaisseau

Le Starship utilise une méthode d’atterrissage différente des autres vaisseaux spatiaux. Au lieu d’utiliser des parachutes ou d’atterrir sur une piste, le vaisseau se « couche sur le ventre » lorsqu’il ré-entre dans l’atmosphère terrestre à un angle de 60 degrés.

Cette méthode de descente repose entièrement sur l’atmosphère pour ralentir la descente, ce qui rend le Starship intrinsèquement instable. Pour contrôler la descente, le vaisseau est équipé de quatre volets d’atterrissage en acier, semblables à ceux utilisés par un parachutiste pour contrôler sa chute libre. Une fois que le vaisseau approche du sol, il effectue une combustion des moteurs pour se remettre en position verticale, puis utilise ses rétrofusées pour guider le vaisseau jusqu’à un atterrissage sûr sur ses pattes d’atterrissage.

Elon Musk a déclaré que cette méthode pourrait être utilisée pour faire revenir le Starship en toute sécurité sur n’importe quelle surface planétaire du système solaire. À terme, les vaisseaux pourraient même être capturés par les bras en acier de la tour de lancement, comme c’est déjà le cas pour le booster Super Heavy, évitant ainsi l’utilisation de pattes d’atterrissage.

Les tests

Ces dernières années, SpaceX a effectué des essais de plusieurs prototypes de l’étage supérieur de Starship sur son site de Starbase à Boca Chica, au Texas. En 2019, l’entreprise a commencé avec un Starship nommé Starhopper d’une hauteur de 39 mètres, et l’a fait voler à 150 mètres au-dessus du sol.

Le premier prototype comportant un nez conique et des volets, le numéro de série de Starship (SN8), a volé à une altitude de 12,5 km en décembre 2020, avant de tomber sur le ventre sur Terre, permettant à SpaceX de recueillir des données d’ingénierie précieuses sur la partie du retour du véhicule. Malheureusement, SN8 est arrivé un peu trop vite et trop fort sur la zone d’atterrissage, ce qui a causé sa chute et son explosion. Trois autres prototypes ont également subi le même sort avant que Starship SN15 ne réussisse un atterrissage en douceur en mai 2021.

En février, les ingénieurs de SpaceX ont effectué un test crucial sur le système de fusée, appelé « essai à feu statique », en allumant simultanément 31 des 33 moteurs situés à la base du segment inférieur du véhicule. Le feu n’a duré que quelques secondes, tout étant fixé en place pour éviter tout mouvement. M. Musk a tweeté que l’équipe avait éteint un moteur avant le test et qu’un autre moteur s’était arrêté de lui-même, laissant 31 moteurs en marche au total. Mais, a-t-il ajouté, c’était « encore suffisant pour atteindre l’orbite ».

Le développement de la fusée Starship se poursuit donc.