Pourquoi SpaceX a-t-il renoncé à « rattraper » les carénages qui tombaient ? Son VP du lancement explique

En grande pompe, SpaceX a commencé à faire atterrir ses fusées Falcon 9 en 2015 et a commencé à les réutiliser moins de deux ans plus tard. Le premier étage de la fusée Falcon 9, avec neuf moteurs et la majeure partie de la masse, représente environ la moitié du coût de fabrication d’une fusée, ce qui représente donc une économie considérable de temps et d’argent pour SpaceX.

Cependant, comme pour la plupart des autres propulseurs, la fusée Falcon 9 comporte deux autres composants principaux. Il existe le deuxième étage, qui propulse une charge utile en orbite, et, pour la plupart des missions, un carénage de charge utile qui protège le satellite pendant son transit dans l’atmosphère. SpaceX a brièvement étudié la récupération du deuxième étage du Falcon 9 mais a conclu que cela n’était pas réalisable sans des modifications majeures qui auraient considérablement réduit la capacité de charge utile de la fusée.

Mais qu’en est-il du carénage de la charge utile ? Ceux-ci sont construits en deux pièces grâce à un processus laborieux de pose de matériaux composites, semblable au papier mâché. La fabrication des carénages prend du temps et coûte environ 6 millions de dollars pour produire les deux moitiés.

Allez les chercher

Il y a plusieurs années, le fondateur de SpaceX, Elon Musk, a mis ses employés au défi d’aller attraper les carénages. « Vous avez six millions de dollars qui tombent du ciel », a déclaré Musk. Mais comment le faire?

À l’origine, l’équipe d’ingénierie de l’entreprise pensait qu’elle devait les attraper avec un filet avant de toucher l’océan, a déclaré Kiko Dontchev, vice-président du lancement chez SpaceX. Dontchev a parlé des efforts de récupération du carénage lors du programme « Summit At Sea » plus tôt cette année. Une vidéo de son discours est disponible sur YouTube.

La préoccupation des ingénieurs était que l’exposition du carénage et de ses composants électroniques délicats à l’eau de mer provoquerait une corrosion importante. Cela rendrait les moitiés de carénage inutilisables, pensaient-ils. L’équipe d’ingénierie de SpaceX a donc développé un processus de récupération complexe et l’entreprise a récupéré son premier carénage en janvier 2020.

« En gros, vous aviez cet algorithme vraiment génial, cette automatisation folle », a déclaré Dontchev. « Le carénage avait un parafoil et il se dirigeait tout seul, puis le bateau avait ce contrôle automatisé qui tournait et suivait. Et les deux se fermaient. Et c’est ainsi que vous les capturiez. Cela a fonctionné. Nous l’avons fait. »

Sauf que cela n’a pas fonctionné avec régularité, car la météo dans l’océan Atlantique a été un facteur majeur.

« La réalité est que la plupart du temps, c’est un désordre chaud et agité avec des vagues de 7 à 9 pieds, une période très courte et une tonne de vent », a déclaré Dontchev. « Donc, même si nous l’avons détecté une fois, notre taux de réussite réel pour ramener les carénages à la maison était assez faible. Il était inférieur à 50 pour cent, 40 pour cent. Notre capacité à préparer les carénages à voler étouffait notre taux de lancement. »

Simplifier le processus

Dans le cadre de son discours, Dontchev a parlé de « l’algorithme » que SpaceX utilise lorsqu’il conçoit de nouvelles technologies pour résoudre des problèmes. Essentiellement, il fournit une feuille de route pour innover.

« Lorsque vous innovez fondamentalement dans une nouvelle technologie, vous vous trompez », a-t-il déclaré. « Il s’agit simplement de savoir à quel point cela ne va pas. Parce que votre capacité à apprendre évolue constamment. Donc, où vous commencez n’est certainement pas là où vous allez finir. »

L’algorithme commence par deux étapes : « rendre les exigences moins stupides » et « supprimer la pièce ou l’étape du processus ». Cela signifie essentiellement que les ingénieurs doivent sortir des sentiers battus et remettre en question les exigences existantes. Ils devraient alors se demander s’ils résolvent le bon problème.

Dans le cas des carénages, le problème de leur capture avant qu’ils ne tombent dans l’océan était le faux problème. Le droite Le problème était de récupérer les carénages et de les remettre à neuf pour le vol le plus rapidement possible.

« Ce que nous avons découvert, c’est que les carénages flottent plutôt bien », a déclaré Dontchev. « Comme un voilier, ils sont en composite. Ce n’est en réalité qu’un gros bateau. Eh bien, avons-nous vraiment besoin de les attraper ? Nous avons remis en question cette exigence. Nous avons déplacé certaines parties sensibles vers la partie supérieure du carénage. » Cela permet à l’électronique du carénage de survivre, même si le carénage prend un peu d’eau.

Mettre tous ensemble

L’algorithme SpaceX comporte cinq étapes. Fondamentalement, a déclaré Dontchev, vous répétez les deux premières étapes autant de fois que nécessaire avant de passer aux trois dernières étapes : optimiser, accélérer et automatiser.

Avec les carénages, l’entreprise a finalement franchi la deuxième étape avec la récupération en mer. Il disposait d’un système beaucoup plus simple, avec un navire de récupération standard et une grue pour repêcher les moitiés du carénage hors de l’océan. Cela a permis à l’entreprise de passer d’un faible taux de réussite en matière de récupération des carénages à un taux de réussite de 99 % en matière de récupération. Ils pourraient être rapidement remis à neuf et transformés pour des lancements supplémentaires en quelques semaines.

Mais cela a créé une sorte de nouveau problème. Où les mettre tous ?

« Nous avons plus de carénages que d’espace », a déclaré Dontchev. « Les carénages sont une chose dont nous ne parlons même pas au moment du lancement. Ils sont toujours prêts, pas de problème. »