SUSIE le nouveau concept de l’ESA, court après SpaceX

L’agence spatiale européenne a présenté son concept de SUSIE qui doit permettre de partir du sol de la Terre et d’y revenir après avoir mené une mission habitée dans l’espace.

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SUSIE le nouveau concept de l’ESA, court après SpaceX

Publié le 6 octobre 2022
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À l’IAC 2022 le Congrès Astronautique International qui s’est tenu du 18 au 22 septembre, Porte de Versailles à Paris, l’ESA1a présenté son concept de SUSIE (Smart Upper Stage for Innovative Exploration) qui doit permettre de partir du sol de la Terre et d’y revenir après avoir mené une mission habitée dans l’espace. C’est une révolution pour l’ESA mais simplement une tentative de rattrapage par rapport aux véritables innovations engagées il y a plusieurs années par SpaceX avec son Falcon 9 et son Starship.

SUSIE serait le dernier étage emporté par l’Ariane 64, une version améliorée (à 4 boosters) du lanceur Ariane 6 qui doit faire son premier vol en 2023 (après plus de deux ans de retard !)2. Il aurait 12 mètres de long, 5 mètres de diamètre, un volume utile de 43 m3 et pourrait placer en orbite basse terrestre (LEO) une charge utile de 11,5 tonnes. Il prendrait la place de la coiffe d’Ariane 6 avec le même diamètre. C’est en quelque sorte un petit Starship qui, lui, a un volume utile de 1100 m3, une hauteur de 50 mètres (dont 30 de « second étage » intégré) et un diamètre de 9 mètres. SUSIE serait lancé par l’équivalent d’un petit Falcon puisque la charge utile d’un Falcon 9 en LEO est de 22,8 tonnes contre 20,6 pour l’Ariane 64. Mais le vecteur actuellement le plus puissant de SpaceX, le Falcon Heavy, peut mettre 63,8 tonnes en LEO et il est bien réel comparé à l’Ariane 6.

Avant de continuer la lecture de cet article, il est essentiel de bien noter que SUSIE n’intègre pas le second étage du lanceur comme le fait le Starship. Il a cependant besoin d’un second étage pour atteindre son objectif, second étage qui aujourd’hui ne va pas l’accompagner plus loin que l’injection vers une cible en orbite terrestre ou dans l’espace profond. Ses moteurs et réservoirs embarqués seront ceux d’un troisième étage et ne lui permettront que des contrôles d’attitude et un freinage dans l’atmosphère, complétant celui du corps portant, pour revenir se poser sur Terre (à la verticale). Il serait donc incapable de revenir seul après s’être posé sur la Lune ou sur Mars.

Certes la comparaison SUSIE/Starship n’est pas tout à fait exacte puisque le lanceur du Starship, le SuperHeavy n’est pas encore opérationnel. Cependant le Starship SN15 a volé et le SuperHeavy qui reprend les principes du Falcon 9, est à un stade assez avancé de sa mise au point puisque ses premières mises à feu statiques ont réussi (on attend toutefois l’ignition de ses 29 ou 31 moteurs ensemble, ce qui n’est pas évident) et qu’on parle déjà (sans doute avec un peu d’optimisme) d’une mise sur orbite en octobre de cette année. Par ailleurs, le Falcon 9 fonctionne parfaitement puisque 180 vols ont été effectués depuis 2012 (31 en 2021 et 43 en 2022) et que deux seulement ont échoué, ce qui a fait s’écrouler la part de marché de l’Ariane 5 puisque le vol sans récupération et sans réutilisation de ces lanceurs européens est devenu totalement non compétitif. Il y a eu 113 vols d’Ariane 5 depuis 1996 (dont 5 échecs) dont seulement trois en 2021 et deux en 2022 !

En fait SUSIE serait un progrès par rapport à la capsule Dragon de SpaceX qui ne revient au sol que sous parachute et qui n’a pas un volume utile (pressurisé) aussi important (9,3 m3 pour le Crew Dragon). Mais le Crew Dragon existe et il ne manque que le SuperHeavy pour que la concurrence du Starship écrase SUSIE, surtout bien sûr pour les vols habités dans l’espace profond que d’ailleurs SUSIE ne vise pas car son but est de mener des missions dans l’espace proche, c’est-à-dire LEO et sans doute l’orbite géostationnaire. SUSIE est plutôt un successeur de l’Hermès, la navette européenne qui a failli voler à la fin des années 1980. Pour plus tard, on peut envisager de lui ajouter un complément, type ESM (European Service Module) que l’Europe a conçu et réalisé pour la capsule Orion du programme Artemis de la NASA et qui lui permettrait aussi d’aller jusqu’à la Lune, sans oublier bien sûr un deuxième étage propulsif l’accompagnant jusqu’au bout dans ce type de mission (ou un « Space Train » qui resterait en orbite et qui serait susceptible d’être réalimenté en ergols en orbite de parking comme cela a été évoqué lors de la présentation à l’IAC).

Parallèlement les Européens travaillent avec Prometheus à un moteur réutilisable que l’on espère pour 2025 (il doit être près de 10 fois moins cher que les moteurs actuels… ce qui en dit long sur la compétitivité de ces moteurs actuels !) qui pourrait propulser le premier et le second étages, et à un lanceur réutilisable, le IXV (programme Themis), pour un horizon encore vague. IXV est l’acronyme pour « Intermediate eXperimental Vehicle » et ce ne sera qu’un démonstrateur.

On ne peut pas reprocher à l’ESA de vouloir sortir de l’ornière où elle s’est progressivement volontairement enfoncée et on ne peut que féliciter son nouveau directeur général, l’Autrichien Joseph Aschbacher, d’avoir orienté son institution vers une évolution drastique ou, comme on dit, dans « un projet de rupture » : davantage de volume utile et surtout la récupération suivie de la réutilisation des éléments. Il faut aussi rendre hommage à Daniel Neuenschwander, directeur du transport spatial à l’ESA et ancien chef du Swiss Space Office, qui défend ce projet depuis le sommet spatial de Toulouse en février 2022, projet qui était à l’étude depuis environ un an par ArianeGroup. Mais on doit aussi dire que l’ESA est contrainte de le faire car les véhicules spatiaux d’Arianespace ne sont absolument pas compétitifs et ne bénéficient que de commandes forcées par des considérations politiques, la situation étant aggravée par le fait que le faible nombre de lancements ne permet aucune économie d’échelle.

On a bien l’impression que l’ESA court désespérément après un rétablissement de sa situation mais on n’a aucune assurance qu’elle réussira. Ce n’est pas qu’une question d’argent (budget 2022 de 7,15 milliards d’euros contre 24,4 pour celui de la NASA pour la même année). C’est aussi une question de capacité ingénieuriale. On ne répare pas en une année ni même en une décennie les conséquences de l’obstination à considérer pendant 15 ans le réutilisable comme une ineptie de cow-boy inculte (soit, plus clairement désigné, Elon Musk). SpaceX ne va pas attendre qu’on la rattrape. Ceci étant sans mentionner la Chine, la Russie et bientôt l’Inde, pays qui, à des degrés divers, ne sont pas aussi avancées que SpaceX mais qui n’en sont pas moins extrêmement déterminés à être concurrents bien réels des leaders, puisque n’étant pas du tout soumis aux mêmes contraintes de coût que les « Occidentaux ».

Ceci dit il faut encore que les états membres acceptent le projet SUSIE (qui se chiffre sans doute à peut-être quatre milliards d’euros). On verra ce qui se passera à la conférence interministérielle de l’ESA en Novembre puis au prochain sommet spatial en février 2023, à Toulouse. La simplicité et la souplesse du système de décision n’est pas ce qui caractérise l’ESA, d’où une grande partie de ses problèmes.

 

 

Liens :

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=57201.0

https://www.lecho.be/entreprises/defense-aeronautique/arianegroup-devoile-un-projet-de-vehicule-spatial-reutilisable/10414570.html?openGallery=0-0

https://www.youtube.com/watch?v=__NGg_nNoMo

https://www.usinenouvelle.com/article/le-premier-vol-d-ariane-reporte-en-2023-suite-aux-difficultes-lors-des-ultimes-tests-de-mise-au-point.N2016132

https://fr.wikipedia.org/wiki/Falcon_9

https://time.news/ariane-6-the-susie-project-a-turning-point-for-europe-in-space/

https://www.youtube.com/watch?v=B1viQWRn2dg

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/acces-espace-ariane-6-grand-entretien-daniel-neuenschwander-directeur-transport-spatial-esa-100756/

 

Sur le web

  1. Quand je parle de l’ESA, je parle aussi, pour simplifier, d’ArianeGroup et de sa filiale Arianespace qui est le principal constructeur des lanceurs et véhicules de l’ESA. A l’IAC 2022, SUSIE a été présentée par son concepteur Marco Prampolini, ingénieur (« System Architect for Advanced Concept ») d’ArianeGroup.
  2. Ce retard est d’autant plus « ennuyeux » que du fait du conflit qui oppose l’Europe à la Russie, l’ESA ne dispose plus des lancements de Soyouz depuis Kourou et qu’elle a des contrats à assumer qui supposent une capacité plus importante que celle dont elle dispose avec les Ariane 5 (ou évidemment les petits lanceurs Vega).

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