
L'ESPACE PRIVEE
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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.
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 .
Visite des installation de Space X en Californie en été 2003 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
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. 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. 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 2004, 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.
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 est le petit satellite
technologique de la DARPA et l'USAF 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). 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. 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. 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.
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. 8 décembre, la majeure partie des éléments du second Falcon 1 a été amené sur les îles Marshall.
2007 Space
X termine la première revue d'aptitude au vol de second Falcon 1 en
début d'année pour un lancement prévu le 21 janvier. Le lanceur a été
amené sur son pad de tir pour une simulation de décompte jusqu'à H-0.
Un tir statique est prévu le 18 janvier et le lancement interviendra vers
le 21-21 janvier. Une autre fenêtre sera disponible en février. La
charge utile du second Falcon est composée des satellites TacSat 1 et
Celestis 05. 17 janvier, le tir statique est reporté d'une journée au 20 janvier à 7 h 09, heure locale, soit 19 heures TU, 20 heures heure de Paris le 19. Le moteur sera allumé à T-3 secondes et marchera jusqu'à +3 secondes. Le lancement suivra le 22. 19 janvier, pendant les vérifications finales, une anomalie sur les vérins de contrôle du TVC (Thrust Vector Control) du second étage est découverte. Le lancement est donc repoussé à la mi février, le tir statique lui entre le 20 et le 23. La séquence ne sera pas retransmisse en direct. Elle permettra de tester l'allumage du moteur, l'acoustique sur le pad et les réponses du système en entier. Après cet essai, le lanceur sera démonté et rentré dans son hangar pour réparations. La fenêtre de tir se ferme le 23 janvier pour libérer le champ à un tir de missile Minutman. 25 janvier, Space X décide de ne pas réaliser le tir statique du Falcon ce mois de janvier. le lanceur a été rentré dans son hangar pour être démonté. Le tir statique n'aura pas lieu avant la mi février. Février, Flacon 1 lancera cet été un satellite de l'US Navy Research Laboratory et un satellite de la Malaisie en fin d'année. La construction d'un 4eme lanceur est en cours pour un éventuel 4eme tir. La base de Kwajalein Army Range ne sera pas opérationnel avant le mois de mars. Le tir du second Falcon est planifié pour le 9 mars. Le 16 mars, le second exemplaire du Falcon 1 réalise un test statique du moteur Merlin de son premier étage sur le pad de tir de Omelak. Le lancement reste prévu pour le 19 entre 23 h et 03 h TU malgré un petit soucis avec le système de localisation du lanceur GPS. le 19 mars, la première tentative de lancement est arrêté à 1 mn du décollage suite à un problème de décalage détecté par le système de logiciel sol entre les liaisons sol et radio lors de leur commutation pendant le décompte final. Une mise à jour du logiciel permet de tenter un n nouveau décollage le 20 mars à la même heure. Le 20 mars, le
lancement est repoussé à 23 h 30 puis 00 h 05. Au moment de l'allumage
du moteur, les ordinateurs le coupent, le lanceur reste au sol. La
pression dans la chambre de combustion est 0,1% trop basse. Le lanceur est
reconfiguré pour un lancement entre 00 h 28 et 01 h 14 TU. A 00 h
33, le plein en carburant est refait et le décompte reprend à T- 16 mn
pour un lancement à 01 h 10 TU. Au cours de la conférence qui suit Elon Musk déclare que quelques oscillations sont apparues sur le second étage ce qui a éteint le moteur prématurément. Le lanceur est retombé dans l'atmosphère. Malgré cela, c'est un "franc succès" pour Space X. il n'y aura pas d'autres vols d'essais. Le prochain lancement devrait mettre en orbite la charge utile militaire TacSat 1 cet été. La caméra embarquée montre que le premier étage touche la tuyère du moteur du second étage lors de la séparation.
A partir de 4 mn 30 s, des oscillations apparaissent sur le moteur.
Avril, Space X obtient de l'USAF l'autorisation d'utiliser les installations du complexe 40 des Titan 3 et 4 de Cap Canaveral pour lancer le Falcon 9. Ce lanceur sera utiliser pour lancer des charges utiles vers ISS et réaliser des vols de satellites commerciaux . Depuis avril 2005, Lockheed Martin et l'USAF ont décontaminé le site après le dernier tir d'un Titan 4. La NASA avait en projet de l'utiliser pour le lanceur Ares. Falcon 9 aura la capacité d'un Atlas 5 ou Delta 4 avec 24 tonnes en LEO. Space X prévoit de garder la base principale et la tranchée en béton ainsi que les mats anti foudre. La tour ombilicale devrait être conservé ainsi que la tour de service mais adaptée au Falcon 9. Septembre, SpaceX
a signé son premier contrat commercial en vue de lancer un satellite
sur une orbite de transfert géostationnaire avec Avanti Communications
Group. Un Falcon 9 lancera entre mars et décembre 2009 le satellite
HYLAS. Une option pour 3 lancements supplémentaires à été signée,
le tout pour 150 millions $. Le calendrier de Space X prévoit 5 autres vols du Falcon 1 de Kwajalein avec Razaksat (Maliasie), SpaceDev, MDA Corp (canada) et Swedish Space corp et 7 vols du Falcon 9 (NASA Costs, MDA Corps et Bigelow Space). 2008 Mai, Space X envisage le 3eme tir du Falcon 1 pour fin juin (probablement le 29 à 2h 00 TU) avec une petite charge pour l'USAF, Jumpstart chargée de démontrer la rapidité de construction, de développement et de tests d'un satellite militaire à bas prix en 5 mois. La fusée emporte aussi deux mini satellite PreSat et NanoSail-D, développés par la NASA. Juin, le lancement est repoussé à l'été, les militaires US indiquant qu'ils ne pourraient assurer le suivie télémétrique du lanceur à travers le Pacifique jusqu'à la fin juillet. Space X annonce que le 4emee vol du Falcon 1 est prévu pour septembre avec comme charge utile, un satellite Malaisien (Razaksat) ainsi que 3 CubeSat (California Polytechnic University) Le lanceur est terminé et sera envoyé à Kwajalein fin juillet. 25 juin, un essai de mise à feu statique du moteur du premier étage du Falcon 3 est réalisé à Omelek Island. Space X a amélioré son moteur, dénommé Merlin 1C depuis le second vol. La fenêtre de tir commencera le 29 juillet pour se terminer le 6 août, l'USAF assurant le suivie radar du lanceur à travers son réseau Reagan Test Site (RTS) sur le site du United States Army Kwajalein Atoll (USAKA). Une autre fenêtre s'ouvre du 29 août au 5 septembre.
Le
2 août, Space X annonce un lancement entre 16 et 19 h, heure locale sur
une fenêtre de 5 jours, avec une première tentative à partir de 23 h
TU.
Le 6 août, Space X annonce avoir découvert ce qui a causé la défaillance du vol 3, une erreur de conception de la tuyère du moteur Merlin du premier étage. Celle ci était refroidit par un matériau de type ablatif lors du vol précédent alors que pour ce vol elle était à refroidissement régénératif, c'est à dire par circulation d'ergols dans la tuyère. Lors du vol 2, le trou entre l'arrêt du moteur et la séparation était de 1,5 secondes, suffisant pour le moteur à tuyère ablative. Pour le vol 3, les résidus de propulsion à l'arrêt du moteur ont poussé l'étage vers le haut contre le second juste après la séparation. Il n'y a eu d'explosion, mais l'allumage du second a un petit peu brûlé le premier, détruisant le système de parachute destiné à le récupérer en mer. les essais menés au sol, avec une pression atmosphérique au niveau de la mer n'a pas permit de mettre cet effet en évidence.
Septembre, Space X annonce qu'elle prépare le 4eme vol du Falcon 1 pour la fin du mois. Un essai statique du moteur Merlin C du premier étage va être réaliser le 20 septembre avec un tir entre le 23 et 25. 20 septembre, le 4eme Falcon 1 subit un essai moteur sur son pad de tir. Après analyse des données, Space X décide de remplacer un composant sur le moteur du second étage. Le lancement reste prévu à partir du 28 septembre. Le
28 septembre, le lanceur Falcon 1 décolle de Omelek à 23h 15 GMT
après un compte à rebours sans problème. L'ascension est
"nominale". Après 70 secondes, le lanceur passe Max Q, puis
à 2 mn 40, le moteur Merlin s'arrête, l'étage de base se sépare et
le moteur Kestrel s'allume. A 3mn 12, la coiffe est larguée. Après 9mn
30 de vol, la mise en orbite est réalisé. Pour ce vol, il n'y a pas de
satellites seul l'étage est satellisé avec un lest de 150 kg. La
mission est un succès. Le
prochain lancement prévu d'ici la fin de l'année sera tout aussi
important car cette fois-ci le lanceur transportera dans l'espace un
satellite Malaisien RazakSat.
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Remerciements et sources: Space X , Kwajalein atoll & rockets,