Si le vol est une réussite, Falcon Heavy deviendra de loin la fusée la plus puissante actuellement en service.

Direction: planète Mars

Si jamais l’être humain pose le pied sur Mars, ou s’il retourne un jour sur la Lune, cela pourrait être dans ce modèle de fusée-là : une «Falcon Heavy» comme celle que le milliardaire Elon Musk (l’homme derrière les voitures électriques Tesla) s’apprête à faire voler pour la toute première fois, mardi. À quoi peut-on s’attendre ? Que regarder ? À quoi cela servira-t-il ? Petit guide pour s’y retrouver…

La clef du vol-test de mardi sera l’atterrissage, conviennent les experts que Le Soleil a consultés. Jusqu’à tout récemment, les autres fusées orbitales étaient conçues pour ne servir qu’une seule fois et se détruire en rentrant dans l’atmosphère. La Falcon Heavy, elle, doit revenir sur le plancher des vaches (sa partie inférieure du moins, voir l’image ci-contre) et se poser sans heurt. Tout le modèle d’affaire de SpaceX, l’entreprise de M. Musk, repose d’ailleurs là-dessus : réutiliser les mêmes fusées plusieurs fois afin de réduire les coûts.

Il a fallu de nombreux essais (et plusieurs fusées détruites) avant de finalement y parvenir avec la fusée Falcon-9, en décembre 2015. La version «lourde» qui s’envolera pour la première fois est essentiellement trois Falcon-9 attachées ensemble. «Mardi, ils sont supposés faire atterrir les trois parties (deux simultanément à Cap Canaveral, et la partie centrale sur une barge en pleine mer, ndlr), dit David Saussié, chercheur à l’École polytechnique et spécialiste des systèmes de contrôle de la trajectoire des fusées. C’est surtout ça qui sera intéressant de regarder. À priori, ils sont bien partis pour réussir puisqu’ils l’ont déjà fait plusieurs fois avec des fusées, une par une.»

Mais d’un autre côté, poursuit-il, «ils ont aussi reporter ce vol-là plusieurs fois», signe que ce n’est pas parce qu’on est capable de lancer et rattraper une balle qu’il est facile de le faire avec trois en même temps. L’astronaute canadien Jeremy Hansen abonde d’ailleurs dans le même sens (voir autre texte). 

Si le vol est une réussite, Falcon Heavy deviendra de loin la fusée la plus puissante actuellement en service, pouvant amener près de 64 tonnes en orbite basse (là où se trouve la Station spatiale internationale), contre à peine 23 tonnes pour la Delta-4 Heavy. Mine de rien, c’est le plus puissant engin (en termes de charge utile) depuis la Saturn-5 qui a amené les missions Apollo sur la Lune et qui reste l’engin le plus puissant de l’histoire. La NASA travaille en ce moment sur un modèle encore plus fort, mais SpaceX revendique l’avantage du coût : alors que la Delta revient à 400 millions $ par lancement, la Falcon Heavy couperait la facture des deux tiers, sinon des trois quarts, compte tenu du fait qu’elle est réutilisable.


Si tout se passe bien, alors on pourra envisager de construire une base sur la Lune ou envoyer des sondes sur Mars qui seraient beaucoup plus lourdes que ce qu’on peut faire présentement
Giovanni Beltrame, École polytechnique de Montréal

Maintenant, à quoi toute cette puissance et ces économies serviront-elles ? On ne doit pas s’attendre à une révolution dans le monde des satellites, puisque la miniaturisation nous permet déjà de contourner les contraintes de poids. «Dans le marché des satellites en ce moment, il y a beaucoup d’entreprises qui vont faire des petites fusées pour lancer des satellites miniaturisés, indique Giovanni Beltrame, un spécialiste des systèmes de données aérospatiales de l’École polytechnique de Montréal. Falcon Heavy, ce n’est clairement pas pour ce marché-là, c’est plus pour des missions lunaires ou vers Mars. Et le vol d’essai de mardi est une étape importante pour aller plus loin parce que si tout se passe bien, alors on pourra envisager de construire une base sur la Lune ou envoyer des sondes sur Mars qui seraient beaucoup plus lourdes que ce qu’on peut faire présentement.»

Et c’est ici, d’ailleurs, que la capacité des fusées Falcon à atterrir et à redécoller devient particulièrement intéressante, indique M. Saussié. «Si on regarde les missions passées, on a réussi seulement sept atterrissages sur Mars jusqu’à maintenant. Chaque fois, c’était des charges de 1,5 à 2 tonnes, mais si on y envoie des humains, la masse sera beaucoup plus grande. Sur Mars, la gravité est trois fois moins forte que sur Terre, ce qui facilite un peu les choses, mais l’atmosphère est aussi beaucoup moins dense. Ça veut dire que le véhicule ralentit moins en descente et que des solutions comme les parachutes qu’on utilise sur Terre ne seront pas disponibles. C’est là que la solution de SpaceX devient intéressante : faire atterrir la fusée debout.»

Ne cachant pas ses ambitions martiennes, d’ailleurs, Elon Musk a décidé que le vol d’essai de mardi allait emporter une voiture Tesla Roadster «rouge pour la planète Rouge». La bagnole sera placée sur une orbite autour du Soleil qui touchera à l’orbite de Mars.

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TROIS QUESTIONS À l'ASTRONAUTE JEREMY HANSEN

Ancien pilote de chasse, Jeremy Hansen est astronaute à l’Agence spatiale canadienne depuis 2009.

Ancien pilote de chasse et astronaute à l’Agence spatiale canadienne depuis 2009, Jeremy Hansen se promet de regarder le vol d’essai de Falcon Heavy, mardi — peut-être même sur place, si son horaire le permet. Le Soleil a pu s’entretenir avec lui à ce sujet.

Q Je me souviens avoir lu que si l’on devait envoyer des humains sur la Lune demain matin, on aurait un peu de difficulté parce qu’il y a si longtemps qu’on l’a fait (1972) qu’on a perdu une partie de l’expertise nécessaire. Est-ce que c’est vrai ?

R Seulement en partie. C’est surtout qu’on n’a pas de véhicule pour se rendre jusque là-haut. On a toujours les connaissances qu’il faut, qui nous viennent du programme Apollo. Mais en ce moment, on n’a pas de fusée assez puissante pour le faire.

Q Et pourtant on envoie des fusées en orbite presque quotidiennement. Construire une fusée qui peut amener des humains sur la Lune, est-ce que c’est très différent de ce qu’on fait déjà, ou est-ce que cela revient à la même chose, mais en plus gros ?

R C’est essentiellement la même chose, c’est grosso modo la même technologie que celle du programme Apollo. Dans le cas de SpaceX, cependant, il y a une différence majeure : ils font atterrir leur fusée. Pour moi, c’est un jalon important dans l’histoire des vols spatiaux, parce que ça devient un peu comme un avion : on ne jette pas un avion après un vol, et c’est maintenant la même chose avec les fusées de SpaceX.

Q Qu’est-ce que vous allez regarder en particulier lors du vol de mardi ?

R Cela promet d’être spectaculaire. (…) Elon Musk a tenté de diminuer les attentes. En fait, ce vol-là est beaucoup plus difficile qu’il n’y paraît. Cela peut sembler anodin de faire voler trois fusées ensemble [ndlr : il s’agit de trois fusées Falcon-9 «collées», un modèle qui marche déjà très bien], mais même si elles sont solidement fixées ensemble, il y a une dynamique entre les trois qui est extrêmement difficile à modéliser. Il y a les sons et les vibrations émises par chacune, par exemple, qui peuvent entrer en résonance et causer une catastrophe. C’est un problème très difficile à résoudre, alors ce n’est pas pour rien qu’il n’y aura pas de cargaison, à part la voiture : ce sera vraiment un vol d’essai.

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LA FUSÉE, EN CHIFFRES

La tête

13 m de haut par 5m de large

C’est ici que la cargaison se trouve. Pour le vol d’essai, ce sera une voiture sport (la Tesla Roadster), mais la Falcon Heavy pourra (éventuellement) transporter bien plus lourd : jusqu’à près de 64 tonnes en orbite basse, et un peu moins de 17 tonnes s’il faut se rendre jusque sur Mars.

2e étage

Environ 15 m de haut

Une fois que les trois fusées du bas ont fait leur travail, cet étage se détache et un autre moteur se met en marche. Il a du carburant pour pousser pendant plus de 6 minutes afin d’atteindre les vitesses et les trajectoires finales. Cette partie n’est pas récupérée.

1er étage

40 m de haut, 12 m de large

Il s’agit de trois fusées Falcon-9 rivetées ensemble. Elles ont du carburant pour environ trois minutes de poussée et leur tâche principale est de fournir la première accélération. Ce sont ces trois fusées qui doivent revenir sur Terre et se poser.

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Précision : une version antérieure de ce texte mentionnait qu'il a fallu 20 essais avant que SpaceX parvienne à faire atterrir Falcon-9 à la verticale, ce qui est inexact. C'est à son 20e vol que l'exploit fut réussi, mais tous ces vols ne visaient pas forcément (ni ne tentaient) à la faire atterrir. Toutes nos excuses.