L'ESPACE PRIVEE, SPACE X


En juin 2000, le multi millionnaire de l'Internet Elon Musk crée Space Exploration Technologies Corp, dans les locaux d'un magasin à El Segundo, en Californie. Le but de sa société, développer un lanceur capable de réduire d'un facteur de 10 le coût de l'accès en orbite.
Space X est la 3eme compagnie fondée par l'industriel millionnaire Elon Musk, après Paypall (1,5 milliards $) et le logiciel Zip2 (300 millions $). La firme a ses installations en Californie du Sud, près de l'aéroport de Los Angeles et au Texas pour la partie développement moteur et tests de structures. Avec les lanceurs Falcon 1, 5 et 9, Space X veut offrir un service de lancement de toute capacité, de l'orbite basse à la GEO, avec toute les inclinaisons possibles. 

Elon Musk est le CEO de Space X (Chief Executive Officer) autrement dit le n°1. En 2002, il propose d'acheter de vieux missiles balistiques pour 7 millions $ l'unité. En Russie, il propose d'acheter 3 missiles pour 21 millions $. La réponse ne se fait pas attendre: pour ce prix, il n'en aura qu'un ! Que cela ne tienne, Elon décide de fabriquer lui même sa fusée. Il embauche donc des vétérans de l'industrie aérospatiale, comme Tom Mueller, un expert en propulsion (ex TRW).

En 2002, Elon Musk, 3e en partant de la droite lançait Space Exploration sur un air de mariachi. Tom Muller est à gauche.

Les versions Falcon 5 et 9 sont les seuls lanceurs US réutilisables. Falcon 1 n'a que son premier étage récupérable. C'est est un lanceur à propergol liquide utilisant du kérosène et de l'oxygène liquide LOX. Son premier étage équipé d'un moteur Merlin est récupérable après son vol par parachute. Le second étage  utilise un moteur Kestrel, dérivé de celui qui équipait le LM Apollo. Le lancement du Falcon est prévu depuis Vandenberg AFB en Californie du SLC 3W (ancien Atlas) et l'île de Omelek, dans le Pacifique. Le SLC 36 de Cap Canaveral est aussi envisagé. La charge utile du Falcon 1 est de 670 kg en LEO (430 en SSO) avec un prix de lancement de 6,7 millions $. Space X prévoit 6 tirs d'ici 2008 pour lancer FalconSat 2, TacSat 1-Celestis 05, Razaksat 1, Cassiopé 1 entre autres .

LE LANCEUR FALCON 1 
LE LANCEUR FALCON 5
LE LANCEUR FALCON 9
LES INSTALLATIONS SOL
 2003 falcon logo.jpg (618734 octets)    2003 falcon structure.jpg (644155 octets)
 Visite des installation de Space X en Californie en été 2003
2003 falcon.jpg (851507 octets)    2003 space X outside.jpg (861384 octets)

Le développement du Falcon commence très rapidement. Le premier test du moteur Merlin a lieu au Texas chez Mc Gregor Cie en mars 2003 suivit du moteur Krestel. La fabrication du lanceur prototype démarre en parallèle. Le 3 décembre, après un voyage de plusieurs milliers de kilomètres, le prototype est livré sur sa remorque à Washington DC, devant les locaux de la FAA. Pendant les cérémonies, Elon Musk déclare que Falcon 1 sera suivit de Falcon 5, d'un diamètre de 3,7 m propulsé par 5 moteurs Merlin. Le coût de développement est estimé à 12 millions $, contre 6 pour Falcon 1. 

 

Eté 2004

CLIENT DATE DE LANCEMENT
LANCEUR
PAD
STATUS
US Defense Dept Q4 2004 Falcon I Vandenberg Conclut
US Defense Dept
Q2 2005 Falcon I îles Marshall En cours
International Gouvernment Q4 2005 Falcon I îles Marshall Conclut
Bigelow Aerospace Q4 2005 Falcon V Vandenberg Conclut
International Commercial Q3 2006 Falcon V Cape Canaveral En cours

Septembre, Space X lancera des satellites pour le DARPA depuis l'atoll de Omelek dans le Pacifique. Le contrat prévoit le lancement de TacSat 1 pour la NAvy et un test avec le ballon gonflable orbital de Bigelow Aerospace. 

Le premier véhicule de vol est fabriqué durant l'année 2004 dans les usines d'El Segundo puis transporté sur la base de Vandenberg AFB. Le 5 octobre, Falcon 1 est mis en position sur le SLC 3W.  La charge utile sera assemblé quelques jours avant le lancement (TacSat 1). Le lanceur reste sur son transporteur mobile. Pour le compte à rebours, le lanceur est relevée et placé à la verticale. Un autre camion amène le centre de contrôle.

       

Même si le développement est rapide, les difficultés sont nombreuses, notamment dans la mise au point des moteurs Merlin. Des tubulures en fonte se fissurent lors des essais nécessitant leur remplacement par des tubulures en Inconel, plus résistant. Les moteurs n'ayant pas l'efficacité demandée, leur poussé a été augmenté pour palier le manque d'impulsion spécifique. Le nouveau moteur Merlin est testé dans le second semestre de l'année.

falcon 1 krestel test 01.jpg (60670 octets)

Test du moteur Krestel

 

2005

Le développement du moteur Merlin se termine le 14 janvier 2005, avec le premier essai de qualification. Le développement du lanceur se termine le 31 mars, avec une série de test de qualification de structure. Le moteur Merlin est intégré avec le premier lanceur de vol en avril et mis à poste sur le pad SLC 3.  Un tir statique de 5 secondes a lieu à 9 heures du matin le 25 mai qui est un succès. Les deux précédentes tentatives avaient avorté suite à une panne de senseurs d'allumeur et à un défaut de pression d'hélium. Le premier lancement est prévu à l'automne après le départ du Titan 4 de l'USAF depuis le pad voisin. Space X ne peut pas lancer son Falcon avant le lancement du Titan 4. Après cet essais, le lanceur est remis à l'horizontale et rentré dans son hangar. Le moteur Merlin est démonté et renvoyé pour inspection à l'usine au Texas. Space X pense lancer Falcon 1 le plus rapidement possible vers la mi juillet, après le départ du Titan 4 sur le SLC 4.

   

En juin 2005, après le report du lancement du Titan 4 de Vandenberg, Space X décide de déménager temporairement sur l'atoll de Kwajalein loué à l'USAF (Ronal Reagan Ballistic Missile Defense Test Site, le Reagan Test Site RTS). L'Atoll de Kwajelein est essentiellement un énorme récif dont certaines parties émergées forment diverses îles. La plus importante est l'îles de Kwajalein habitée principalement par le personnel de l'USAF. L'USAF a utilisé ses îles pour des tests avec des petites fusées jusqu'en 1996. Politiquement, l'atoll fait partie de la république des îles Marshall, mais louées par l'armée US en tant que centre de lancement de missiles et stations de communication. L'atoll est équipé du plus radar au monde et du système de communication le plus puissants du monde. 

Musk dans les atelier de Space X, devant la Falcon 1

LES INSTALLATIONS SOL: SLC3 et OMELEK ISLAND

Space X s'installe dans l'île Omelek, située à mi chemin vers le haut de la chaîne du coté oriental, localisé par 9,5°N et 167°E, ce qui permet des lancements en orbite GEO, contrairement à cap Canaveral situé à 28°N. sur le site se trouvent les anciennes installations de l'USAF, le port de débarquement, un bâtiment générateur d'énergie, un bâtiment communication, une cantine et  une zone de stockage carburant. Sur ce site de 32000 m2, Space X construit ses installations aidées par l'USAF, le pad de tir (12 x 12 m)et le véhicule érecteur, un hangar pour le lanceur, le MAB (12 x 30 x 3 m), la tour ombilicale, le système de pressurisation hélium, le système de purge azote, les réservoirs de stockage LOX et RP1, une unité de fabrication de LOX, les générateurs électriques, les bureaux, le système de communication par fibre optique entre Omelek et Kwajalein, le système de caméras télécommandé, et une salle blanche pour les charges utiles. 

L'acheminement du lanceur de Californie aux îles Marshall prendra 30 jours par bateau. Un lanceur de secours sera également transporté.

Septembre, Space X repousse une nouvelle fois le lancement du Falcon 1 au plus tôt à la fin octobre. L'annonce survient après l'échec du moteur Merlin. La panne s'est produite au niveau de la chambre, lors d'un essai au sol pas vraiment anodin servant pour la qualification et la validation.

Le 18 novembre, Space X annonce un lancement pour le 25. Le 25 novembre, tout est prêt pour la première tentative prévu à 21 heures TU. La charge utile n'est pas le TacSat de la DARPA mais un petit satellite de l'USAF Academy appelé Falcomsat 2. FalconSat-2 est un petit milsat de l'US Air Force et de la DARPA de moins de 20 kg. Il sera placé sur une orbite de 450 km d'altitude et incliné de 39°. Il étudiera le plasma qui entoure la Terre, un phénomène qui peut affecter gravement les communications spatiales entre l'espace et la Terre. On pense aux satcoms militaires et civils mais également aux satellites de positionnement (GPS).

FalconSat-2 doit notamment mesurer les effets de ce plasma sur les satellites de positionnement de la constellation américaine GPS. Bien que ce système soit ouvert et librement utilisable, il s'agit avant tout d'un système militaire et l'on comprend mieux l'intérêt de l'US Air Force à s'assurer du bon fonctionnement de sa constellation.

Le 24 novembre, le lancement est ajourné de 48 heures par le Army Space and Missile Defense Command (SMDC), le 26 à 21 heures TU.

Le 26 novembre, le tir est retardé à 22 heures. Un problème durant le compte à rebours ajourne le tir. Une valve ne s'est pas refermé causant la perte de LOX destiné à pressurisé un réservoir d'hélium.  

Le 11 décembre, Space X annonce un tir pour le 19 décembre. Un avion C17 va amené deux containers de LOX à Hawai pour être remplit et assurer le vol du Falcon 1.

Le 18 décembre, le lancement est prévu à 19 heures TU, mais il est ajourné à T - 15 minutes à cause de la vitesse du vent. Au moment de la vidange des réservoirs du premier étage, une soupape de pressurisation reste fermée suite à un problème électrique. La dépression à l'intérieur du réservoir provoque son écrasement. 

2006

Janvier, Space X a décidé de modifier son lanceur et d'améliorer son pad de tir afin d'éliminer les contraintes de vents qui ont conduit au report de tir l'année dernière. Un nouveau premier étage est amené par avion C5A de Californie et bateau en remplacement de celui endommagé qui sera renvoyé pour être réparé. Le problème originel a été causé par un défaut électrique dans une des valves de pressurisation du réservoir de carburant. C'est le second défaut électrique constaté sur Falcon 1. Lors de la première tentative, l'ordinateur de bord a rebooté juste avant le report à cause d'un défaut de puissance. 
Aucun tir n'est espéré avant le 8 février. Space X va changer les plots qui maintiennent le lanceur sur son pad pour qu'il supporte des vents plus forts. Les nouveaux "Hold Down Post" se rétractent au décollage éliminant tous risques de collision avec le lanceur. De plus, afin d'éviter une trop importante évaporation de l'oxygène liquide pendant le compte à rebours, le premier étage sera recouvert d'une isolation cryogénique attachée avec des bandes de Velcro arraché au décollage. 

Le 9 février, nouvel essai statique du moteur du premier étage. Le compté a rebours est arrêté à T -0 juste avant la mise à feu puis reprend à T-15 mn pour s'arrêté de nouveau, ce qui repousse l'essai au lendemain.  Le 10, après avoir vérifier les allumeurs du moteurs Merlin, le compte à rebours reprend. Le moteur a fonctionné pendant environ 3 secondes à la poussée maximale prévue pour la commande autonome du vecteur de poussée. 

Le 24 février, Space X annonce un lancement entre le 20 et le 25 mars, le temps que les réserves d'oxygène liquide arrivent d'Hawai et de remplacer le second étage. Une fuite a été découverte récemment.

Fin février, le lancement prévu le 23 mars est repoussé le 24 mars à 22h00 (heure de Lyon), sans raison particulière. 

Le 15 mars, Falcon 1 est amené sur son pad et mis à la verticale. Tout est Ok pour un nouvel essai statique du moteur du premier étage le 17 ou le 18 avec un lancement entre le 20 et le 25 mars. 

   

Le 21 mars second essai statique du Falcon 1 sur son pad. 

Le 24 mars, nouvelle tentative pour lancer Falcon 1. Le compte à rebours est suspendue suite à la mauvaise position en mer du bateau chargé de récupérer le premier étage. A 21 h TU, Space X annonce un tir pour 22 h 30, le temps de laisser passer la station ISS en orbite. Après remplissage des réservoirs en LOX et kérosène, le décompte se termine sans problème. Falcon 1 décolle à 22 h 30. La caméra de bord permet de voir les premières images puis la liaison est coupée. Après quelques minutes minutes, Space X annonce la perte du lanceur et sa retombé dans le Pacifique. Les images de la caméra embarqué montrent un soucis avec le détachement de la protection thermique du premier étage qui semble gêner le fonctionnement du moteur.  

Dans les heures qui suivent, les premières analyses montrent que le lanceur a parfaitement fonctionné pendant les 20 secondes de son vol propulsé (moteurs, contrôle d'attitude, avioniques, logiciels,...) A T+25 secondes, une flamme est visible sur le moteur Merlin, dans sa partie supérieure. L'incendie coupe le système pneumatique alimenté en hélium qui sans pression referme les valves à ressort des turbopompes du moteur qui s'arrête à T+29 secondes. Privée de poussée, Falcon retombe en mer à T+41 secondes. 

2006 mars lancement 03.jpg (95046 octets)    2006 mars lancement 04.jpg (44802 octets)

En mer, les ingénieurs de Space tentent de récupérer le maximum de débris du lanceur. Il est retombé en mer à quelques 80 m du pad. Le mini satellite a suivit une trajectoire haute avant de retomber à travers le toit d'un bâtiment des installation sol, atterrissant presque intact sur le plancher. Space X ne prévoir pas de lancement d'ici 6 mois. Le second Falcon emportera le satellite expérimental de l'US Naval Research Laboratory TacSat du SLC3 de Vandenberg.

Le 6 avril, au National Space Symposium, Elon Musk annonce qu'un problème sur le pad est responsable de la fuite de carburant sur le premier étage du Falcon 1. La fuite a démarré 4 minutes avant le décollage, mais elle aurait pu être empêché si l'écrou sur la canalisation qui avait été desserré la veille pour une intervention sur une boite électronique avait été resserré par la suite. La fuite pourrait également avoir été repérée pendant le compte à rebours si les mesures appropriées avaient été surveillées.

L'enquête qui suit du DARPA montre que l'écrou avait été convenablement serré, mais qu'il avait quand même fuit parce qu'il s'était coupé en deux à cause de la corrosion. L'écrou est en aluminium et il a peut être réagit avec l'acier de la canalisation ou il a été éraflé et a réagit avec l'air chaud du climat tropical du site. Pour les prochains vols, l'écrou sera réalisé en acier inoxydable. 

8 septembre, Space X et Rocketplane-Kistler (RpK) gagne la compétition COATS Commercial Orbital Transportation Services lancée par la NASA pour la desserte d'ISS après 2010. Space X reçoit 278 millions $ pour trois vols de démonstration du Falcon 9 pour lancer le vaisseau spatial Dragon en 2008-2009. Ce cargo rejoindra ISS et reviendra sur terre. Le contrat prévoit aussi le vol de 7 personnes dans une version habitée du Dragon vers ISS. Si ces opérations sont des succès, Space X recevra le marché de la desserte d'ISS avec 500 millions $ par an. 
2006 dragon cargo.jpg (144389 octets) 2006 falcon 9 dragon.jpg (17577 octets)
2006 dragon manned.jpg (171659 octets)

Space X prévoit le second vol de démonstration pour le DARPA en novembre. Cependant, étant donné que le nombre de système avorte a été augmenté par un facteur de 30, il y a une probabilité très forte qu'il y est des alarmes fausses pendant le compte à rebours retardant le lancement à décembre. Le moteur Merlin 1A a été modernisé et a passé ces tests d'acceptance en septembre. Il est monté sur le premier étage qui sera envoyé aux îles Marshall en octobre par avion. Le prochain point sera l'acceptance de l'étage supérieur.
Les 3eme et 4eme lanceur Falcon 1 sont en production à Los Angeles pour des lancements en 2007.

8 décembre, la majeure partie des éléments du second Falcon 1 a été amené sur les îles Marshall. 

 

Janvier 2007 Omelek DemoSat
Mai 2007 Omelek TacSat-1
Juin 2007 Omelek RazakSAT
Novembre 2007 Omelek Mars Gravity Biosatellite
Mi 2008 Vandenberg AFB Varié
Fin 2008 Vandenberg AFB  
Fin 2009 Vandenberg AFB  

 

2007

Remerciements et sources: Space X , Kwajalein atoll & rockets