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Les missions lunaires du Starship nécessiteront plus de lancements que prévu

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Séparation de deux étages du Starship samedi 18 novembre. Crédits : SpaceX

Alors que SpaceX vient de clôturer le deuxième vol d’essai de sa fusée Starship, un responsable de la NASA a déclaré que l’utilisation de ce véhicule pour les atterrissages lunaires d’Artemis nécessiterait plus de lancements que prévu par l’entreprise. Voici pourquoi.

Un ravitaillement dans l’espace

Pour envoyer des humains vers la Lune, le Starship de SpaceX va devoir être ravitaillé dans directement l’espace. Concrètement, un premier vaisseau habité décollera pour se placer en orbite terrestre. Il se collera ensuite à un vaisseau-citerne qui se chargera de lui transférer le carburant nécessaire. Dès lors, le Starship habité s’envolera pour la Lune.

Cette approche est liée à des contraintes de masse. Les réservoirs de carburant pleins ajoutent en effet considérablement au poids de la fusée, ce qui rendrait difficile, voire impossible, le lancement de la charge utile souhaitée directement depuis la surface de la Terre. En optant pour une approche de ravitaillement en orbite, SpaceX pourra ainsi diviser la charge utile en plusieurs lancements, réduisant ainsi la masse que chaque lanceur Starship individuel doit transporter.

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Illustration d’un Starship ravitaillé en carburant par un vaisseau-cargo. Crédits : SpaceX

Combien de lancements du Starship seront nécessaires ?

Il y a quelques mois, SpaceX avait avancé que cette approche nécessiterait l’envol d’environ huit vaisseaux Starship pour satisfaire une mission lunaire, dont sept vaisseaux-cargo. En réalité, selon Lakiesha Hawkins, administratrice adjointe du bureau du programme Moon to Mars de la NASA qui a présenté ces détails lors d’une réunion du comité d’exploration et d’opérations humaines, le nombre de lancements nécessaires sera plutôt de près d’une vingtaine.

Le carburant stocké dans l’espace peut en effet subir une évaporation bien qu’elle ne se produise pas de la même manière que sur Terre dans le vide spatial. En l’absence d’une atmosphère dense comme sur notre planète, il n’y a pas de processus d’évaporation directe, mais plutôt un phénomène appelé sublimation.

La sublimation se produit lorsque les substances passent directement de l’état solide à l’état gazeux sans passer par l’état liquide intermédiaire. Dans le vide spatial, où il n’y a pratiquement pas de pression, les propulseurs cryogéniques, tels que le méthane et l’oxygène liquides (qui alimentent le Starship), peuvent sublimer lentement, c’est-à-dire se transformer directement de l’état liquide à l’état gazeux.

Pour éviter ce phénomène, l’idée serait donc de ravitailler progressivement le dépôt en orbite. Cela réduirait les pertes potentielles de carburant dues à la sublimation, assurant ainsi que le Starship dispose de suffisamment de carburant pour effectuer son voyage vers la Lune sans compromettre les performances de la mission. Cependant, une telle approche nécessiterait plus de lancements que prévu.