Le 22 décembre a eu lieu un événement qui pourrait entrer dans l'histoire de l'astronautique mondiale. La société américaine SpaceX a effectué un autre lancement réussi du lanceur Falcon 9 avec une charge utile sous la forme de plusieurs engins spatiaux, après quoi son premier étage est revenu sur terre et a effectué un atterrissage régulier. Ainsi, pour la première fois dans l'histoire du programme Falcon, il a été possible non seulement de mettre en orbite une charge utile, mais aussi de réussir à faire atterrir le premier étage d'un lanceur. On s'attend à ce qu'à l'avenir, cela réduise considérablement le coût du lancement de la cargaison en orbite et entraîne ainsi une véritable révolution dans le domaine spatial.
Le lancement de la fusée Falcon 9, modification v1.2, a eu lieu le 22 décembre à 01h29 GMT depuis la rampe de lancement SLC-40 du cosmodrome de Cap Canaveral. La fusée transportait 11 satellites de la série Orbcomm-G2. Selon les rapports, le lancement a eu lieu en mode normal. Le premier étage a amené la fusée à une altitude prédéterminée, après quoi elle s'est séparée et est revenue au site correspondant du cosmodrome. Le deuxième étage a ensuite placé la charge utile sur une orbite à une altitude de 620x640 km. A noter que des lancements réussis de missiles Falcon 9 avec des charges utiles, y compris sous forme de maquettes, sont réalisés depuis 2010, mais cette fois pour la première fois il a été possible d'effectuer un vol selon un programme pleinement répond aux exigences initiales du projet. L'objectif principal du lancement était de ramener le premier étage au sol, après quoi il devrait être utilisé pour construire un nouveau véhicule de lancement.
140 secondes après le lancement, le premier étage a soulevé la fusée porteuse à une altitude d'environ 72 km, tandis que la vitesse de vol atteignait 6000 km/h. Après cela, les moteurs du premier étage ont été éteints et déconnectés du reste des unités de fusée. A la quatrième minute du vol, la commande est passée au début de la manœuvre avant de revenir au sol. Trois moteurs fournissaient une étape de virage pour passer à la trajectoire souhaitée. À la neuvième minute du vol, la scène a commencé à pénétrer dans les couches denses de l'atmosphère, après quoi le freinage à l'aide de moteurs a commencé. Juste avant l'atterrissage, les moteurs ont redémarré en mode freinage, tandis que les appuis d'atterrissage étaient relâchés. Après 9 minutes 44 secondes après le lancement, le premier étage du lanceur s'est posé avec succès sur la piste d'atterrissage n°1 du cosmodrome de Cap Canaveral.
Préparation du pré-lancement du lanceur Falcon 9 v1.2, 21 décembre
Rappelons que le lanceur Falcon 9 v1.2 est la dernière modification de la famille, qui diffère de ses prédécesseurs par un certain nombre d'innovations. L'objectif principal du projet était d'assurer le retour du premier étage épuisé lors du lancement de la charge utile sur n'importe quelle orbite. Les changements ont affecté la conception et la capacité des réservoirs de carburant, les éléments de puissance du premier étage ont été renforcés, etc. L'augmentation des performances a conduit à une augmentation de la taille et du poids de la fusée. Sa masse au lancement est passée à 541,3 tonnes et sa longueur à 70 m. La masse de la charge utile est restée la même.
L'innovation la plus importante du projet Volume 1.2 était l'utilisation de moteurs Merlin 1D modernisés, qui diffèrent de leurs prédécesseurs par une poussée accrue. Il est à noter que cette version des moteurs développe toute la poussée permise par la conception. Dans le cas des moteurs précédents, il y avait une limitation de poussée intentionnelle. Dans la nouvelle configuration, neuf moteurs du premier étage fournissent une poussée de 6806 kN au niveau de la mer, tandis qu'un seul moteur du deuxième étage fournit une poussée d'environ 930 kN. En modifiant la poussée, le temps de fonctionnement des moteurs du premier étage a été réduit à 162 s, le temps de fonctionnement maximal du moteur du deuxième étage était de 397 s.
Au cours des dernières années, SpaceX a travaillé sur les algorithmes de retour et d'atterrissage du premier étage. Initialement, des atterrissages simulés sur l'eau ont été effectués, après quoi il est devenu possible de commencer des tests à part entière avec des atterrissages sur des sites terrestres ou des navires de mer spéciaux. Plusieurs lancements qui ont permis de mettre la charge utile en orbite ne se sont pas soldés par un atterrissage réussi: les premiers étages des lanceurs étaient régulièrement endommagés ou détruits. Ce n'est que le 22 décembre 2015 qu'il a été possible d'effectuer le freinage, la descente et l'atterrissage sans aucun problème. L'étage de rentrée a effectué avec succès toutes les manœuvres nécessaires et a effectué un atterrissage en douceur sur le site assigné.
La société de développement de fusées Falcon 9 est ravie de son succès. Le récent lancement s'est terminé avec la réussite de toutes les tâches définies et confirme la possibilité fondamentale de mettre en œuvre les plans existants. SpaceX entend non seulement créer un projet, mais aussi commencer l'exploitation complète d'un nouveau lanceur. Il y a assez longtemps, les spécialistes de la société de développement ont parlé des avantages de l'architecture de fusée proposée et des avantages du premier étage récupérable. En remettant au sol le premier étage, équipé de neuf moteurs assez complexes et coûteux de la famille Merlin, il est prévu de réduire considérablement le coût de lancement des fusées et ainsi de réduire le coût de livraison de la cargaison en orbite.
SpaceX étudierait maintenant le premier étage récupéré. Le résultat de cette étude devrait être une évaluation de la performance des unités et la détermination de la possibilité de leur réutilisation. De plus, il sera donc nécessaire d'effectuer un autre lancement, ce qui aidera à prouver la possibilité de réutiliser un étage déjà volé. Le moment exact de la relance n'a pas encore été précisé. Le prochain lancement de la fusée Falcon 9 est prévu pour janvier de l'année prochaine, mais on ignore encore si elle utilisera le premier étage déjà testé.
La société de développement affirme que l'utilisation de premiers étages réutilisables permettra de réduire considérablement les coûts de démarrage. La possibilité d'un tel travail n'a pas encore été confirmée par des tests, mais les auteurs du projet sont optimistes quant à l'avenir. De plus, le calendrier approximatif de lancement des fusées Falcon 9 avec l'une ou l'autre charge utile a été déterminé pour les prochaines années. Parallèlement aux lancements pratiques, diverses études seront menées en vue d'atteindre les objectifs fixés.
Lancement de fusée, le 22 décembre (heure locale du 21 décembre)
Comme vous pouvez le voir, on est encore loin du début de l'exploitation à part entière des lanceurs avec des premiers étages réutilisables. Néanmoins, le premier pas réel vers la réalisation de cet objectif a déjà été franchi. Il est difficile de dire combien de temps prendra l'ensemble du processus de maîtrise des nouvelles technologies. Il est probable que de vrais résultats seront obtenus d'ici la fin de cette décennie. Ainsi, dans un avenir très proche, une véritable révolution pourrait s'opérer dans l'astronautique.
Le lanceur Falcon 9 v1.2 n'a jusqu'à présent que partiellement résolu la tâche: un seul lancement réussi a été réalisé avec le retour et l'atterrissage normal du premier étage. Néanmoins, étant donné le rythme de développement et de mise en œuvre du projet, il est déjà nécessaire de faire des prévisions pour l'avenir et d'essayer de prédire les résultats qu'aura l'émergence d'un système de fusée réutilisable pleinement fonctionnel pour la cosmonautique mondiale. On peut supposer que l'achèvement du projet Falcon 9 pourrait également affecter le programme spatial russe, qui est l'un des principaux au monde.
Dans la configuration actuelle, le lanceur Falcon 9 est capable de lancer une charge utile pesant jusqu'à 13, 15 tonnes sur une orbite basse de référence. Pour une orbite de géo-transfert, ce paramètre est de 4,85 tonnes. Ainsi, en termes de paramètres de base, les derniers lanceurs étrangers ne sont pas inférieurs aux systèmes russes existants d'une classe similaire ou même supérieurs à eux. Compte tenu de la réduction promise des coûts de lancement, le projet Falcon 9 pourrait constituer une menace pour l'avenir de la famille de missiles Soyouz-2 et des versions légères de l'Angara.
Ainsi, dans un avenir prévisible, les principaux lanceurs russes, y compris les plus récents, pourront maintenir leurs positions sur le marché du lancement d'engins spatiaux sur des orbites avec des paramètres différents. Dans le cas d'une perspective plus éloignée, la situation peut sembler pire. Avec les caractéristiques existantes et la possibilité de réduire le coût des lancements, la fusée Falcon 9 dans les versions actuelles ou nouvelles est en mesure de regagner une certaine part de marché, repoussant à la fois ses homologues russes et étrangers. Il est tout à fait possible qu'à un certain stade, le volume de lancements de tels missiles ne soit limité que par les capacités de production de la société de développement.
Néanmoins, la cosmonautique russe est tout à fait capable de conserver certains des secteurs de marché développés, ainsi que d'y accroître sa présence. À l'heure actuelle, notre pays dispose d'une fusée porteuse lourde "Proton-M", capable de livrer jusqu'à 23 tonnes de fret à LEO et environ 6, 75 tonnes au GPO. De plus, un nouveau projet "Angara-A5" est en cours de développement. Une fusée prometteuse sera capable de soulever au moins 24 tonnes sur une orbite de référence basse et 5,4 tonnes sur une orbite de géo-transfert - jusqu'à 12 tonnes.
SpaceX, en parallèle des travaux sur le lanceur moyen Falcon 9, conçoit un système Falcon Heavy lourd aux performances accrues. Il est avancé que cette fusée sera capable de transporter environ 53 tonnes de fret sur une orbite de référence basse et jusqu'à 21,2 tonnes sur une orbite de géo-transfert. Le développement du projet Falcon Heavy a été annoncé en 2011, et le premier lancement était initialement prévu pour le 13. À l'avenir, le calendrier du premier lancement, ainsi que le coût, ont été ajustés à plusieurs reprises. Pour le moment, le premier lancement est prévu pour mai 2016. Le lancement de 6, 4 tonnes sur une orbite de géo-transfert est estimé à 90 millions de dollars américains.
Dans le projet d'une fusée lourde, il est censé utiliser les développements sur le Falcon 9, à savoir les éléments de structure ramenés au sol. C'est pour cette raison qu'il est proposé de réduire les coûts de lancement et de mise en place de diverses cargaisons sur certaines orbites.
Dans le cadre du projet Falcon Heavy, il est prévu de créer un lanceur avec des caractéristiques exceptionnellement élevées, mais jusqu'à présent, ce ne sont que des intentions, non étayées par des résultats pratiques. Le premier prototype d'une fusée prometteuse décollera au plus tôt à la fin du printemps de l'année prochaine, après quoi il faudra un certain temps pour élaborer divers éléments du projet. En conséquence, le moment de la réception effective des caractéristiques maximales déclarées n'a pas encore été déterminé. De plus, ils peuvent considérablement se déplacer vers la droite en raison de problèmes à un moment ou à un autre liés à la nécessité de retourner certains des modules de fusée.
On peut supposer que les perspectives d'avenir du programme Falcon, mis en œuvre par SpaceX, ne semblent pas tout à fait sans ambiguïté, mais généralement positives. La fusée Falcon 9 de milieu de gamme existante livre déjà avec succès du fret en orbite, bien qu'elle ne réussisse pas très bien à ramener au sol le premier étage épuisé. Sur les nombreux vols au programme desquels cette procédure était prévue, un seul a réussi. Il n'est pas encore tout à fait clair s'il sera possible de répéter ce succès dans un avenir prévisible. Néanmoins, on peut déjà parler de l'émergence d'un nouveau lanceur compétitif, capable d'évincer d'autres systèmes et de prendre sa place sur le marché.
Atterrissage de la première étape après le vol
Quant au projet Falcon Heavy, ses perspectives sont encore floues. Si les plans existants sont réalisés, ce système est vraiment capable de gagner une part de marché significative et de prendre des commandes d'agences spatiales d'autres pays. Cependant, le développement de ce projet n'est pas encore terminé et, apparemment, elle fait face à certaines difficultés. En conséquence, les dates de lancement d'une telle fusée ont été décalées à plusieurs reprises, et les travaux ultérieurs seront compliqués à la fois par les caractéristiques de conception du lanceur lourd et par les exigences de retour des unités avec une réutilisation ultérieure.
Quant aux perspectives de l'industrie spatiale nationale à la lumière des réalisations de SpaceX, la situation dans ce domaine peut être associée à certains problèmes. Un concurrent prometteur a émergé sur le marché du cargo spatial, qui est tout à fait capable de conquérir une part importante de clients dans le secteur des engins spatiaux légers et moyens. De plus, ce concurrent entend se faire une place dans le secteur lourd, pour lequel il développe une fusée correspondante.
Heureusement pour les entreprises nationales et étrangères de l'industrie spatiale, dans la lutte pour le marché, SpaceX devra faire face à de nombreux concurrents face à des leaders reconnus du marché en provenance de Russie, des États-Unis et d'Europe. Par conséquent, il est peu probable que la lutte pour le marché soit simple, et cela s'appliquera à la fois aux secteurs moyens et lourds. De plus, il ne faut pas oublier que tous les problèmes majeurs ne sont pas résolus, c'est pourquoi le programme Falcon n'a pas encore les avantages escomptés par rapport à ses concurrents.
Néanmoins, malgré toutes les questions de division du marché, force est de constater que le récent lancement est bel et bien un événement marquant dans l'histoire de l'astronautique mondiale. Il montre que les entreprises privées de l'industrie spatiale sont vraiment capables non seulement de construire de nouveaux équipements, mais aussi de résoudre certains problèmes, devant les leaders reconnus en la matière, tels que les agences gouvernementales et autres structures. Le 22 décembre, une entreprise privée a réussi non seulement à mettre la cargaison en orbite, mais aussi à assurer le retour du premier étage du lanceur sur la piste d'atterrissage. Alors que les perspectives d'avenir des fusées et du marché peuvent encore faire l'objet de controverses, presque personne ne serait en désaccord avec le fait qu'une nouvelle ère s'ouvre dans l'histoire de l'industrie spatiale.
