Tout savoir sur la fusée Falcon 9 de SpaceX

Il ne se passe pas une semaine sans qu'on ait entendu parler d'un décollage d'un Falcon 9. Il est sans doute le lanceur qui décolle le plus actuellement. Mais comment est-il parvenu à une telle cadence? De ses débuts difficiles en 2010 aux cadences exceptionnelles de la réutilisation, en passant par ses deux échecs majeurs en 2015 et 2016, découvrez une merveille technologique de SpaceX


Genèse du projet


Crédits SpaceX

Il faut remonter à 2005 pour connaitre l'origine de Falcon 9. Après sa création en 2002, SpaceX lance le développement de sa première fusée Falcon 1 équipée d'un seul moteur Merlin puis de la Falcon 5 plus puissante que la précédente avec 5 moteurs Merlin. En septembre de la même année, Elon Musk annonce le développement d'un lanceur entièrement réutilisable: le Falcon 9. Cependant, il a fallu attendre jusqu'en 2008 pour voir un avancé majeur dans le développement du projet.

La sélection dans le programme COTS ou le coup de pousse de la NASA !

En 2006, la NASA lance le programme Commercial Orbital Transportation Services destiné qui consiste à confier à des acteurs privés le transport de frets et d’équipage vers l'ISS. SpaceX, avec son vaisseau cargo Dragon décroche en décembre 2008 un contrat de lancement de 12 vaisseaux d'ici 2015 avec la NASA dans le cadre de ce programme. Contrairement à ses concurrents qui confient la conception des systèmes de propulsion à des prestataires externes, SpaceX fabrique elle même presque entièrement tous les composants de son lanceur sur son site à Hawthorne en Californie. Ce contrat a réellement propulsé la construction du Falcon 9. Après avoir passé avec brio, les phases de tests et de mises à feu statique, le premier vol inaugural eu lieu le 4 juin 2010,depuis la base de lancement de Cap Canaveral. Le vol est un succès global.

L'examen de certification!

Même si Falcon 9 a volé avec succès, il lui faut avoir encore la certification de la NASA pour être opérationnel. Pour ce faire, il doit encore réaliser trois autres vols de démonstration de difficulté croissante. Après plusieurs reports, la première mission a eu lieu en décembre 2010 , Falcon 9 réussi à mettre en orbite le cargo Dragon. trois jours plus tard ,le cargo amerri dans l’océan pacifique. La mission est un franc succès. Une étape de passée! SpaceX décide alors d'effectuer un seul vol tout en regroupant les objectifs des deux vols qui étaient initialement prévus. Cette fois ci, Falcon 9 envoie la capsule Dragon alors chargé de frets sur l'ISS. Celle-ci va s'amarrer à l'ISS, y décharger son contenu puis embarquer de nouveaux produits avant de revenir sur terre. Tout se passe sans encombre et le duo Falcon/Dragon obtint finalement la certification de la NASA. Tout est enfin opérationnel!

Falcon 9 entre enfin en service

Une fois la certification acquise, la campagne de vols opérationnels débute. Le premier, CRS-1 est une mission de ravitaillement de l'ISS. La mission est un succès mais un dysfonctionnement d'un des moteurs empêche la mise en orbite d'un satellite qui était également embarqué. Il faudra attendre jusqu'au 1er Mars 2013 pour voir le prochain vol de Falcon 9.


Premiere configuration de Falcon 9, sans les pieds d'atterissage. Crédit SpaceX

En constante amélioration


Au départ, SpaceX avait opté pour une architecture simpliste coute à réduire les performances au profit d'un coup de lancement abordable. Dans sa version initiale de 2010, le premier étage de Falcon 9 était propulsé par 9 moteurs Merlin-1C et le second étage similaire au premier est lui équipé d'un seul moteur-1C adapté pour le vide(1C-VAC). Les ergols utilisés sont l’oxygène liquide et du kérosène RP-1. Mais très vite , confrontée aux problèmes de performances et aux exigences des clients, SpaceX abandonne l'idée de simplicité et optimise ses moteurs merlin jusqu'aux versions 1DV en 2016. On passe de même à une version supérieure de Falcon 9 : le Falcon 9 V1.1 . La fusée passe alors de 47.8m de haut et d'une capacité de 10t à 68.4m de haut et 13t de charge utile. La fusée commence alors à forcer l'admiration du public du fait de sa fiabilité. A partir de 2014, SpaceX démontre déjà qu'il est possible de réaliser un lancement toutes les 5 à 6 semaines.


Moteur Merlin. Credit SpaceX

Cette cadence sera malheureusement interrompue le 28 juin 2015, lorsque le second étage explose en plein vol lors de la mission CRS-7: ce fut le premier échec de SpaceX, échec sans doute vite oublié puisque seulement six mois plus tard , l'entreprise réalise un nouvel exploit. En effet, le 22 décembre 2015, une nouvelle version de falcon 9 1.1 plus puissante dénommé "full thrust" FT réussi la récupération du premier étage...

L'échec avant le grand "décollage"!

A partir de 2016, la version FT enchaine les vols et les succès, la cadence s’améliore, la fiabilité est au rendez vous. Puis le 1 septembre, survint une explosion du deuxième étage du lanceur, 2 jours avant la date prévue pour son lancement. En effet, le lanceur coiffé de sa charge utile Amos-6, est placé sur son pas de tir pour un ultime essai de mise à feu des moteurs. un dysfonctionnement provoque alors l'explosion du second étage causant la destruction du lanceur, sa charge utile et meme une partie de l'infrastructure de lancement. Une période difficile pour l'entreprise, qui peut néanmoins compter sur le deuxième pas de tir au Kennedy Space Center pour continuer les lancements.

Ainsi, après 3 années d’expérience de récupération et de réutilisation, SpaceX sort enfin la version finale de Falcon 9, la "block-5" , plus puissante et plus optimisé pour la réutilisation. Il effectue 21 lancement en 2018 mais avec le début du projet Starlink de l'entreprise en 2019, le record des vols explose les années suivantes: 26 en 2020, 31 en 2021 et déjà 36 lancement en aout 2022.


Retour sur terre du premier étage. Credits SpaceX

Même si la fusée Falcon 9 a connu des débuts mitigés et des échecs en cours de route, force est de constater qu'au cours de ces dernières années , elle s'est forgée une réputation incroyable en matière de fiabilité et de réutilisation. Il est devenue aujourd’hui le maitre incontesté des décollages de fusées dans le monde en seulement 12 ans.