Programme de développement de lanceurs réutilisables de SpaceX

Le programme de développement de lanceurs réutilisables de SpaceX (en anglais : SpaceX reusable launch system development program) est un programme financé par des fonds privés visant à développer un ensemble de nouvelles technologies pour un système de lancement orbital pouvant être réutilisé à plusieurs reprises de la même manière que les aéronefs. L'entreprise américaine SpaceX développe depuis plusieurs années les technologies nécessaires pour faciliter la réutilisation complète et rapide des lanceurs spatiaux. Les objectifs à long terme du projet incluent le retour en quelques minutes d'un premier étage de lanceur (aussi appelé booster) sur l'aire de lancement et le retour d'un second étage à la rampe de lancement après le réalignement orbital sur l'aire de lancement et la rentrée atmosphérique dans les 24 heures. L'objectif à long terme de SpaceX est que les deux étages de leur lanceur orbital soient réutilisables quelques heures après leur retour.

Le premier étage du Falcon 9 flight 20 (en) atterrit verticalement sur un sol ferme en décembre 2015.

Réutilisation des fusées Falcon

Le programme est annoncé publiquement en 2011. SpaceX a d'abord réussi à faire atterrir et à récupérer un premier étage en décembre 2015 (en). La première réutilisation d'un premier étage s'est déroulée le 30 mars 2017 (en), onze mois après son premier vol en avril 2016. La récupération des premiers étages est ensuite devenue une routine, 453 boosters ayant été réutilisés au 17 septembre 2025 (fusées Falcon 9 et Falcon Heavy confondues).

La technologie du lanceur réutilisable est développée et initialement utilisée pour les premiers étages de la famille de fusées Falcon. Après la séparation des étages, le processus de retour implique le retournement de celui-ci, une poussée (facultative) pour le ramener vers la côte, un rallumage de 3 de ses 9 moteurs pour réduire sa vélocité et ainsi l'échauffement dû aux frottements de l'air, le contrôle de l'attitude du véhicule à l'aide de panneaux cellulaires afin de le diriger vers une barge de récupération en mer ou une zone d'atterrissage terrestre si la configuration du vol le permet et finalement le rallumage du moteur central pour l'atterrissage.

Réutilisation du Starship

Afin de mener à bien les plans de colonisation de Mars du fondateur de SpaceX, Elon Musk, SpaceX travaille à la mise au point du lanceur super lourd à deux étages, Starship. Celui-ci a pour objectif de casser les prix d'accès à l'espace en misant sur une réutilisation complète et rapide de la fusée.

Super Heavy (Premier étage)

Rattrapage du booster 12 par Mechazilla, le 13 octobre 2024, Starbase, Texas, États-Unis.

Dans l’optique d’une réutilisation rapide, le premier étage du Starship est conçu pour revenir directement au pas de tir après la séparation des étages. Il est rattrapé par des bras mécaniques, ce qui permet de supprimer les pieds d’atterrissage présents sur la fusée Falcon 9 et ainsi de réduire la masse du lanceur. Le B12, lors du cinquième vol d’essai orbital du Starship, devient le premier booster récupéré par la tour de lancement le 13 octobre 2024. Lors du neuvième vol d’essai, le B14‑2 devient le premier booster à être réutilisé après son premier lancement lors du septième vol d’essai.

Starship (Deuxième étage)

SpaceX a l'intention (à partir de 2014 au moins) de développer une technologie permettant d'étendre la réutilisation de la fusée au deuxième étage, un défi technique plus complexe du fait que le véhicule se déplace à vitesse orbitale. Les premiers vols d'essai d'étage supérieur débutent en 2019 avec des vols de basse altitude du prototype Starhopper. Le 5 mai 2021, le prototype SN15 devient le premier prototype à se poser en douceur après un vol de haute altitude (10km). Le prototype SN10 avait réussi à se poser lors d’un test précédent, mais avait explosé quelques minutes plus tard en raison d’un atterrissage trop violent. Le bouclier thermique du deuxième étage est testé pour la première fois lors du quatrième vol d’essai orbital du Starship (première rentrée atmosphérique contrôlée), à la suite duquel il amerrit en douceur dans l’océan Indien malgré des dégâts visibles sur les ailerons du véhicule lors de la retransmission en direct de SpaceX.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « SpaceX reusable launch system development program » (voir la liste des auteurs).