[SpaceX] Programme Starship et autres innovations

[TarpTent]

@J-B : je l’avais effectivement zappé, le B14. Comme quoi, les histoires politiques m’auront suffisamment éloigné de tout ça pour que je perde le fil

 

 

Le B15-2 vient d’effectuer son tir statique, a priori avec succès.

 

[TarpTent]

Une intervention intéressante de M. Gerstenmaier concernant le vol 10 entre autres. Il était l’ancien responsable de tous les programmes de vols habités de la NASA, avant de rejoindre SpaceX en 2020.
Cette intervention s’est déroulée lors de ’the American Astronautical Society's Glenn Space Technology Symposium’ à Cleveland.

 

’La maîtrise du bouclier thermique de Starship est essentielle pour l'avenir du programme. Le bouclier thermique doit être durable pour que Starship soit rapidement réutilisable. […]
SpaceX a besoin d'un bouclier thermique qui résiste aux rigueurs des vols spatiaux : vibrations intenses pendant le lancement, cycles thermiques extrêmes dans l'espace, chaleur torride de la rentrée atmosphérique et potentiel écrasement par les bras de réception de la rampe de lancement à la fin de chaque mission.
Musk a qualifié le bouclier thermique réutilisable du vaisseau de "plus grand défi technique" du programme Starship.’

 

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"Nous avons donc placé trois tuiles métalliques sur le côté du vaisseau pour voir si elles fourniraient un contrôle thermique adéquat, parce qu'elles seraient plus simples à fabriquer et plus durables que les tuiles en céramique. Il s'avère que ce n'est pas le cas", a déclaré M. Gerstenmaier.

Les tuiles métalliques de protection thermique ne sont pas une technologie nouvelle. La NASA les a testées en laboratoire dans les années 1970, mais ne les a jamais fait voler ⁽¹⁾.
"Je pense que nous avons beaucoup appris en les faisant voler, et nous avions encore suffisamment de protection en dessous pour qu'elles ne posent pas de problème", a déclaré M. Gerstenmaier. "Dans la plupart des tuiles, il y a des espaces assez larges, et c'est là que nous voyons la chaleur passer à travers et s'infiltrer en dessous."
[…]
Poursuivant sa présentation, M. Gerstenmaier a mis en évidence une tache blanche près de la partie supérieure du bouclier thermique de Starship. Selon lui, cette tache est due à la chaleur qui s'infiltre entre les tuiles et érode le matériau sous-jacent, une barrière thermique dérivée du bouclier thermique du vaisseau spatial Dragon de SpaceX. Les techniciens ont également retiré intentionnellement quelques tuiles près du nez de Starship pour tester la réaction du véhicule.

"Il s'agit essentiellement d'un matériau blanc que nous utilisons sur la capsule Dragon et qui s'ablate, ce qui crée un résidu blanc", a expliqué M. Gerstenmaier. "Ce que cela nous montre, c'est que la chaleur pénètre essentiellement dans cette région entre les tuiles, passe sous les tuiles, et que cette structure ablative s'abrase ensuite en dessous. Nous avons donc appris qu'il fallait sceller les tuiles".
[…]
Les ingénieurs ont observé plusieurs autres taches blanches plus bas sur le vaisseau, où la chaleur s'est également infiltrée entre les tuiles et a brûlé le matériau sous-jacent. ’

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[…] les responsables de SpaceX pensent avoir trouvé une solution. Près du sommet du vaisseau, au milieu de la tache blanche, les ingénieurs ont remarqué quelques zones plus sombres. Il s'agit des endroits où l'équipe au sol de SpaceX a installé un nouveau matériau expérimental autour et sous les tuiles.

Nous l'appelons "crunch wrap", explique M. Gerstenmaier. "C'est comme un papier d'emballage qui entoure chaque tuile, et ensuite... ces tuiles sont maintenues mécaniquement en place. Elles sont encliquetées par un robot. Lorsque nous enfonçons la tuile, ce petit papier d'emballage se place essentiellement autour des côtés de chacune des tuiles, puis nous le coupons à la surface".

L'utilisation de ce matériau "crunch wrap" permettrait de sceller les espaces entre les tuiles sans utiliser de produits de remplissage. Ces derniers, utilisés sur la navette spatiale, ajoutaient de la complexité au bouclier thermique et se délogeaient parfois en vol.

"C'est un peu ce que nous allons faire lors du prochain vol, le vol 11", a déclaré M. Gerstenmaier. "[…]nous allons essentiellement du Crunch Wrap partout, et nous verrons si nous pouvons obtenir une meilleure étanchéité et une meilleure performance des tuiles à l'avenir." ’

 

 

⁽¹⁾ Note : La Navette Spatiale était en aluminium, elle ne pouvait évidemment pas se permettre d’avoir des tuiles qui ne la protègent pas totalement. À l’inverse, l’alliage spécial en acier inoxydable utilisé par le Starship a lui un point de fusion bien plus élevé, ce qui permet au Starship de bien mieux résister aux dommages causés au bouclier thermique que ce n’était le cas pour la Navette Spatiale.

 

 

 

Par ailleurs, M. Gerstenmaier a mis en visibilité quelques jalons essentiels avec leur calendrier de réalisation souhaité par SpaceX :
- Vol 11 :
    - même trajectoire sub-orbitale similaire à tous les précédents vols.
    - simplification des tests pour se rapprocher de la configuration souhaitée pour l’année prochaine
    - le prochain vol pourrait avoir lieu en octobre
 

- Le premier vol de test du Starship v3, le vol 12, sera également un vol suborbital.
- En fonction de résultat, le suivant pourra être un vol orbital, donc au mieux réalisé par le vol de test 13.
- C’est seulement avec un vol orbital que le Starship sera en capacité de faire un tour du globe afin de pouvoir être rattrapé par la Tour. Donc dans tous les cas, tant qu’une mise en orbite ainsi qu’une rentrée atmosphérique consécutive controlée satisfaisante n’auront pas été effectuées, il n’y aura pas de tentative de rattrapage par la Tour.
- Opérationnellement, sur 2026, SpaceX ambitionne de réaliser ses 1eres mises en orbite de satellites, et de réaliser la 1er démonstration de ravitaillement orbital à grande échelle (plutôt fin 2026 quand même, pour ce dernier test)

 

Enfin, il y a eu un enseignement intéressant avec le Booster super-heavy, concernant l’écart entre la théorie et les essais en soufflerie, et ce qui a été constaté en comportement réel :

’ Les ingénieurs de SpaceX ont remarqué que les performances du lanceur lors de la descente en vol ne correspondent pas aux prévisions des modèles informatiques ou des essais en soufflerie. Lors des expériences au sol, le booster subit des vibrations instables lorsqu'il ralentit en dessous de la vitesse du son.

Sur la base de ces résultats, "[nous] ne devrions pas être en mesure de faire ce que nous faisons avec notre manœuvre en revenant avec un booster, mais nous avons été en mesure de montrer essentiellement en vol que nous avons plus de stabilité que ce que la CFD (Computational Fluid Dynamics) ou les souffleries montrent", a déclaré M. Gerstenmaier.

"La grande question qui se pose à la communauté des chercheurs est donc de savoir pourquoi nous constatons ces différences. "Nous nous doutions qu'il y aurait des différences, mais nous n'en étions pas sûrs à 100 %, et nous avons réussi à le faire avec brio. ’

 

Source : 

 

Modifié jeudi à 12:40 par TarpTent

[TarpTent]

Petit tir statique significatif : un Raptor v3 vient de maintenir une poussée au banc de test pendant 354 secondes, soit quasi 6 minutes.