SpaceX a levé le voile sur les causes des deux récents échecs de ses prototypes Starship, qui ont explosé respectivement lors du neuvième vol d’essai et durant un test statique sur leur pas de tir. La société d’Elon Musk, désormais autorisée à lancer un dixième vol le 24 août prochain, a détaillé les éléments techniques à l’origine de ces incidents et les solutions retenues pour les corriger. Décryptage des explications fournies par SpaceX.
Explosion du premier étage lors du neuvième vol (IFT-9)
Le 27 mai dernier (ou 28 mai en France), le neuvième vol d’essai de Starship a débuté sous de bons auspices. Après le décollage, la séparation des deux étages s’est déroulée normalement. Le booster « Super Heavy » 14-2 devait ensuite rallumer 13 moteurs Raptor sur les 37 embarqués, pour un retour contrôlé.
- Pour tester la robustesse de la structure, SpaceX avait opté pour un angle de rentrée particulièrement prononcé (environ 17 °), facteur déterminant d’une portance aérodynamique accrue.
- Environ 382 s après le décollage, 12 moteurs se sont effectivement rallumés, mais une « événement énergétique » (explosion) s’est produite à moins d’un kilomètre d’altitude.
- Les investigations ont révélé qu’une surpression due aux fortes contraintes aérodynamiques avait endommagé un tube de transfert de carburant, provoquant une fuite et la formation d’un mélange explosif de méthane et d’oxygène liquides.
En réponse, SpaceX entend désormais réduire l’angle de rentrée, limitant ainsi la poussée aérodynamique sur la structure du booster.
Défaillance du second étage (« Ship 35 »)
Après la destruction du booster, l’étage supérieur Ship 35 a poursuivi sa mission selon la trajectoire prévue, alimenté par six moteurs Raptor :
- Peu après l’allumage orbital, les capteurs ont détecté une chute de pression dans le réservoir principal et dans un réservoir auxiliaire avant.
- Les systèmes de contrôle automatique ont néanmoins compensé cette fuite en continuant à injecter du gaz pour maintenir la pression, ce qui a permis d’achever la séquence de vitesse planifiée.
- Lors de l’ouverture automatique de la vanne de « venting » pour évacuer le gaz, une perte de contrôle d’attitude s’est produite, empêchant l’ouverture du portillon de largage des prototypes de satellites Starlink.
Le venting, relancé par les propulseurs de contrôle, a repris avant que les caméras n’enregistrent l’entrée de méthane dans l’avant du vaisseau. Le système a alors déclenché la passivation des moteurs. Ship 35, devenu incontrollable, a amorcé sa rentrée atmosphérique dans un angle non nominal, avant d’exploser 46 minutes après le lancement, à 59 km d’altitude.
Incident sur le pas de tir : la rupture du COPV
Le 18 juin, lors d’un essai statique du booster et du vaisseau Ship 36 sur le pas de tir, une deuxième explosion s’est produite, cette fois au sol :
- Le composite overwrapped pressure vessel (COPV) contenant de l’azote gazeux a cédé sous la pression pendant le remplissage de la tuyauterie.
- La rupture brutale a provoqué une onde de choc, endommageant la structure voisine et mélangé le méthane et l’oxygène liquides, entraînant l’explosion finale.
Pour les prochains essais, SpaceX prévoit de réduire la pression de service dans les COPV afin d’éviter toute surcontrainte.
Correctifs et nouvelles procédures
Fortes de ces retours d’expérience, les équipes de SpaceX ont d’ores et déjà mis en place plusieurs actions :
- Refonte complète du tube de transfert de carburant et du diffuseur de pressurisation du réservoir principal, pour accroître leur résistance.
- Recalibrage de l’angle de rentrée des premiers étages, réduisant les sollicitations aérodynamiques.
- Réduction de la pression nominale dans les COPV lors des opérations statiques et en vol.
Chaque pièce ayant échoué a fait l’objet d’un test intensif à McGregor, au Texas, afin de reproduire les conditions de vol et de valider les solutions retenues.
Objectifs et nouveautés du dixième vol d’essai (IFT-10)
La Federal Aviation Administration (FAA) a donné son feu vert pour un dixième lancement, prévu le 24 août à 18 h 30 (1 h 30 du matin heure française) :
- Étages utilisés : Super Heavy Booster 18 en premier étage et Ship 37 en second.
- Mission de Ship 37 : largage de huit prototypes de satellites Starlink, allumage d’un moteur en orbite et amerrissage prévu dans l’océan Indien.
- Changements sur Booster 18 : aucun dispositif de capture par les bras de la tour, atterrissage planifié dans l’Atlantique, et coupure d’un des trois moteurs centraux lors de la rentrée pour valider un atterrissage à deux moteurs.
Ces modifications visent à tester la fiabilité du système de retour, tout en capitalisant sur les enseignements tirés des précédentes missions.