La folie d’Artemis
(idlewords.com)- Artemis 3 de la NASA vise un alunissage d’astronautes américains fin 2026, mais adopte une architecture bien plus coûteuse et complexe, mêlant SLS/Orion, HLS, NRHO et Gateway, pour un résultat scientifique inférieur à Apollo 17
- Le SLS a une poussée au premier étage supérieure à celle de Saturn V, mais ne peut envoyer que 27 tonnes vers la Lune contre 49 tonnes pour Saturn V ; le poids d’Orion et les limites de propulsion ont conduit au choix du NRHO plutôt qu’à une orbite lunaire basse
- Le NRHO est une orbite adaptée aux limites de SLS/Orion, mais elle allonge les temps d’atterrissage et de retour, et complique les scénarios d’interruption (
abort), réduisant la marge de sécurité par rapport à Apollo - Gateway a été jugé inutile pour l’alunissage d’Artemis 3, mais reste l’élément à assembler pour les missions suivantes, renforçant la pérennité du programme via les partenaires internationaux et les coûts irrécupérables
- Les HLS de SpaceX et Blue Origin reposent sur des technologies non éprouvées, comme le ravitaillement en orbite et la gestion des ergols cryogéniques ; si cela fonctionne, la nécessité de SLS/Orion s’affaiblit, et si cela échoue, il ne reste pratiquement à la NASA que l’assemblage de Gateway
Le point de départ d’Artemis face à Apollo
- Apollo 17 est revenu dans le Pacifique Sud le 19 décembre 1972, devenant la dernière mission humaine à être allée au-delà de l’orbite terrestre basse
- Artemis 3, tel que présenté par la NASA, vise un alunissage fin 2026 : deux personnes descendraient sur la Lune, collecteraient des roches, puis rejoindraient environ une semaine plus tard leurs coéquipiers restés en orbite avant de rentrer sur Terre
- Apollo 17 a été lancé par une fusée unique et a coûté 3,3 milliards de dollars en dollars de 2023, alors que le premier alunissage d’Artemis dépend d’environ 12 à 20 lancements de grandes fusées
- La NASA ne donne pas de chiffre global, mais un vétéran du budget de l’agence l’estime entre 7 et 10 milliards de dollars
- L’inspecteur général de la NASA estime à 4,1 milliards de dollars la seule partie SLS/Orion d’un alunissage
- La Lune n’a pas changé depuis les années 1960 et les technologies concernées ont fortement progressé, mais la NASA, 20 ans et 93 milliards de dollars après avoir annoncé en 2004 son objectif de retour sur la Lune, semble encore loin du but
- La critique ne signifie pas que l’approche Apollo soit la seule valable, mais part de l’idée qu’Apollo, avec la technologie rudimentaire du début de l’ère spatiale, a réussi 6 alunissages sur 7 et devrait constituer la ligne de base minimale d’une mission lunaire moderne
SLS et Orion : un premier étage puissant, des performances de mission faibles
- Le Space Launch System (SLS) est une grande fusée réutilisant du matériel dérivé de la navette spatiale ; sa poussée au premier étage dépasse celle de Saturn V, mais son étage supérieur ICPS est trop faible, ce qui réduit fortement les performances globales
- Saturn V pouvait envoyer 49 tonnes vers la Lune, contre seulement 27 tonnes pour le SLS
- Avec ce niveau de performance, une architecture d’alunissage de type Apollo est impossible, et cela permet tout juste Artemis 2, qui enverra Orion faire une boucle autour de la Lune sans atterrisseur
- La NASA veut remplacer l’ICPS par l’Exploration Upper Stage, mais le projet a subi des retards, avec près d’un milliard de dollars de dépassement sur le pas de tir, et même cette amélioration resterait inférieure aux performances de Saturn V
- Le SLS est la fusée sur laquelle la NASA insiste pour transporter des astronautes, mais il fonctionne en mode « one and done », avec environ un lancement tous les deux ans, pour un coût présenté à environ 4 milliards de dollars par tir
- Si la NASA retient officiellement une cadence d’un lancement par an, cela donne 2,1 milliards de dollars par lancement ; à un lancement tous les deux ans, on monte plutôt dans une fourchette de 4 à 5 milliards
- La réutilisation de matériel de la navette alourdit encore la structure de coûts du SLS
- Adapter un Space Shuttle main engine au SLS coûte 40 millions de dollars par moteur
- Le SLS jette à chaque vol quatre moteurs conçus à l’origine pour être réutilisables
- Une fois les moteurs restants épuisés, Aerojet Rocketdyne doit en produire de nouveaux, à un prix unitaire annoncé de 145 millions de dollars
- Les propulseurs d’appoint à poudre sont estimés à 266 millions de dollars pièce, et le projet de remplacement du revêtement en amiante est passé d’un budget de 4,4 millions à 250 millions de dollars
- Le rythme de lancement lent a aussi des effets sur la sécurité
- À l’époque de la navette, les responsables de la NASA estimaient qu’il fallait 3 à 4 vols par an pour maintenir un niveau de compétence sûr
- Avec un système comme le SLS, fabriqué presque à la main et lancé tous les deux ans, il faut pratiquement réapprendre les procédures à chaque fois
- Lors d’Artemis 1, le bouclier thermique d’Orion a montré des problèmes importants d’écaillage, presque jusqu’à la perforation, et tester en vol une correction demanderait plusieurs années de délai
- Orion offre un volume intérieur supérieur de 50 % à celui du module de commande Apollo, avec des ordinateurs modernes et davantage de confort, mais il est resté cloué au sol pendant 20 ans tout en consommant 1,2 milliard de dollars par an
- Un court vol d’essai a eu lieu en 2014, puis Artemis 1 a fait voler Orion autour de la Lune en 2022 avec des mannequins instrumentés
- Le premier vol habité est prévu avec Artemis 2 en 2025
- Orion dépend de l’European Service Module (ESM), qui n’a pas été conçu pour les missions lunaires et manque de propergol
- Le budget de delta-V d’Orion/ESM est de 1 340 m/s
- L’insertion et la sortie d’une orbite lunaire basse équatoriale demandent environ 1 800 m/s, et une orbite polaire encore davantage
- Orion avait d’abord été conçu pour 6 personnes, puis l’exigence est tombée à 4 sans réduction de taille, ce qui le rend presque deux fois plus lourd que le module de commande Apollo
- Une grande capsule exige un grand Launch Abort System, et le SLS doit ainsi transporter près de l’orbite 7 tonnes de masse inerte
- Renforcer la capsule pour supporter les vibrations du système d’abandon la rend encore plus lourde, et augmente aussi les contraintes sur les parachutes et le bouclier thermique
NRHO et Gateway : une infrastructure orbitale qui passe avant la surface lunaire
- Comme SLS et Orion ne peuvent pas atteindre efficacement une orbite lunaire basse, la NASA a choisi la Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO)
- Un vaisseau en NRHO boucle autour de la Lune tous les 6,5 jours, passant à 1 000 km au-dessus du pôle Nord lunaire au plus près et s’éloignant jusqu’à environ 70 000 km au plus loin
- L’entrée et la sortie de la NRHO nécessitent au total environ 900 m/s de delta-V, ce qui reste dans le budget de 1 340 m/s d’Orion/ESM
- La NRHO offre une ligne de visée permanente avec la Terre, évite le passage dans l’ombre terrestre et reste relativement stable, mais elle est défavorable aux alunissages
- L’atterrisseur doit être lancé sans équipage un à deux mois avant Orion et attendre en NRHO
- Une fois Orion amarré à l’atterrisseur, deux personnes y passent pour descendre vers la surface lunaire en une journée, tandis que les deux autres restent en NRHO
- Apollo laissait le module de commande en orbite lunaire basse, au-dessus du site d’alunissage toutes les deux heures, ce qui permettait à l’équipage au sol de rejoindre relativement vite le vaisseau orbital en cas d’interruption
- En NRHO, selon le moment où l’interruption survient, il peut falloir plus de trois jours à l’atterrisseur pour rattraper Orion
- Dans le pire des cas, l’équipage peut devoir attendre plusieurs heures à la surface après la décision d’interrompre, puis encore plusieurs jours avant le retour vers la Terre une fois tout le monde revenu à bord d’Orion
- Ces temps d’interruption très longs peuvent rendre mortelles, dans Artemis, des situations auxquelles Apollo aurait pu survivre
- La NRHO allonge aussi la durée totale de mission
- Artemis 3 consacre 24 jours au transit, contre 6 jours pour Apollo 11
- Le séjour de surface doit lui aussi être un multiple de la période orbitale de 6,5 jours, ce qui impose même aux premières missions de rester environ une semaine au minimum
- L’environnement thermique du site d’alunissage place le Soleil juste au-dessus de l’horizon, chauffant un côté de l’atterrisseur ; sans les contraintes de la NRHO, il est jugé peu probable qu’Artemis 3 resterait plus d’un ou deux jours à la surface
- Gateway est une petite station spatiale modulaire à construire en NRHO ; elle a été jugée inutile pour Artemis 3, mais reste au centre des missions Artemis suivantes
- La NASA estime que si deux vaisseaux peuvent se rejoindre en NRHO, alors le premier alunissage peut se faire sans un troisième élément comme Gateway
- Les trois missions suivant le premier alunissage se concentrent surtout sur l’assemblage de Gateway
- Dans les premiers plans d’Artemis 4, l’alunissage n’apparaissait même pas
- Techniquement, Gateway ajoute coûts et complexité à Artemis, tout en imposant des manœuvres d’amarrage supplémentaires et une charge en propergol accrue aux astronautes qui vont vers la Lune
- Robert Zubrin a qualifié Gateway de « péage de l’espace »
- La critique rejoint l’idée qu’un vaisseau conçu pour être convenable à tout finit, comme SLS et Orion, par manquer de finalité claire
- Le rôle de Gateway tient davantage à la politique et à la pérennité du programme qu’à la technique
- Les partenaires internationaux sont amenés à fournir du matériel coûteux, créant des coûts irrécupérables et des liens diplomatiques qui rendent l’annulation du programme plus difficile
- Gateway donne une destination au SLS, des contrats d’approvisionnement à l’industrie privée, du travail au corps des astronautes, et une continuité au vol spatial habité après que l’ISS sera devenue inhabitable dans les années 2030
- Son assemblage risque de repousser aux années 2040 les projets lunaires de surface comme un habitat ou un rover pressurisé
HLS et ravitaillement en orbite : la partie la plus ambitieuse et la moins éprouvée
- L’atterrisseur lunaire est l’élément techniquement le plus ambitieux d’Artemis, et la NASA l’appelle le Human Landing System (HLS)
- SpaceX doit assurer les alunissages d’Artemis 3 et 4, et Blue Origin celui d’Artemis 5, envisagé pour 2030
- Les missions suivantes doivent être attribuées par appel d’offres concurrentiel
- Le HLS de SpaceX est un concept expérimental dérivé de Starship, une gigantesque fusée qui décolle et atterrit sur sa queue comme dans la science-fiction des années 1950
- Cette structure haute comme un immeuble de 15 étages doit se poser sur une surface lunaire mal éclairée, sur des débris de composition inconnue, à plus d’une seconde-lumière de la Terre
- L’équipage se retrouve très haut au-dessus de la surface et doit descendre grâce à un système d’ascenseur repliable
- Bien qu’il s’agisse d’un atterrisseur à usage unique, sa charge utile à la descente comme à la remontée est inférieure à celle du petit Lunar Module d’Apollo 17
- Le HLS repose sur une seule fusée qui descend puis remonte avec les mêmes moteurs
- D’autres concepts d’atterrisseur utilisent un étage de descente séparé pour réduire les besoins en propergol et protéger le moteur de remontée des projections à grande vitesse pendant l’atterrissage
- Avec le HLS, des moteurs frappés par sable et débris à l’atterrissage doivent impérativement se rallumer une semaine plus tard
- Le contrat NASA n’exigeait pas à l’origine de démonstration de décollage lunaire, mais selon des déclarations récentes de la NASA, SpaceX aurait volontairement ajouté l’étape de remontée à la démonstration d’alunissage
- Il n’existe toujours pas d’exigence imposant qu’une démonstration sans équipage de l’alunissage et de la remontée soit réalisée avec exactement le même design d’atterrisseur que la mission habitée réelle
- Le NASA Aerospace Safety Advisory Panel estime déjà à 1:75 la probabilité de perte d’équipage pour la seule partie Orion/SLS d’une mission lunaire, sans même inclure le HLS
- Pour envoyer le HLS jusqu’en NRHO, il faut le ravitailler en orbite terrestre basse
- Le transfert de grandes quantités de propergol entre fusées en orbite n’a encore jamais été tenté
- Les propergols cryogéniques bouillent à une température environ 100 degrés plus basse que celle des conduites, et en microgravité, liquide et gaz se mélangent en trois dimensions, ce qui complique jusqu’à la mesure de la quantité d’ergols dans les réservoirs
- Le concept d’exploitation du HLS par SpaceX consiste à lancer d’abord en orbite terrestre basse un Starship jouant le rôle de dépôt de propergol, puis à lancer plusieurs Starship à la suite pour y transférer leur propergol restant, avant que le HLS ne s’y ravitaille pour partir vers la NRHO
- Elon Musk a dit que 4 lancements pourraient suffire, Lakiesha Hawkins de la NASA a parlé d’un nombre dans les « high teens », et Kathy Lueders de SpaceX a avancé le chiffre de 15 lancements
- Le nombre réel dépendra de la quantité de propergol que Starship peut emporter jusqu’en orbite terrestre basse, de la part réellement transférable par pompage, du taux d’évaporation cryogénique du dépôt, et de la cadence de lancement de SpaceX
- Pour que ce plan fonctionne, Starship doit décoller de plusieurs sites à environ un rythme de 6 jours
- La navette spatiale a volé 9 fois en un an avant l’accident de Challenger, Saturn V 3 fois en quatre mois et demi en 1969, et Falcon Heavy 6 fois en 13 mois à partir de novembre 2022
- Starship devrait dépasser ces records d’environ un ordre de grandeur
- Il a fallu 10 ans à Falcon 9 après son premier vol orbital pour atteindre une cadence hebdomadaire, et Starship est bien plus grand et plus complexe
- Pour respecter le calendrier officiel d’Artemis, SpaceX devrait faire alunir un prototype HLS sans équipage au début de 2026, ce qui impliquerait de commencer les vols de ravitailleurs fin 2025
- Ce calendrier suppose d’inventer puis d’industrialiser le ravitaillement orbital, d’en améliorer l’efficacité, de résoudre les problèmes d’évaporation, d’assurer la fiabilité de Starship, de commencer à récupérer les boosters, de construire des sites de lancement supplémentaires, d’atteindre une cadence hebdomadaire, et de concevoir puis tester tous les autres systèmes du HLS
- Le calendrier de l’atterrisseur Blue Origin pour 2029 est jugé encore plus irréaliste
- Le design impose de transférer plusieurs tonnes d’hydrogène liquide entre engins en orbite lunaire
- L’hydrogène liquide est volumineux, bout près du zéro absolu et fuit très facilement
- La fusée Blue Origin censée tester cela n’a encore jamais quitté le sol
- L’idée qu’un alunissage en 2026 soit difficilement réalisable fait de plus en plus consensus
- La NASA pourrait devoir repousser une nouvelle fois l’échéance, comme en 2021, 2023 et au début de 2024
- Si Artemis existe encore à cette date, un alunissage habité avant 2030 paraît difficile à imaginer
Un programme contradictoire qu’il réussisse ou qu’il échoue
- Le fait que la NASA prenne de grands paris technologiques n’est pas en soi le problème, et le contrat HLS à prix fixe est peut-être l’élément le plus sain d’Artemis
- Si SpaceX ou Blue Origin parvient à rendre pratique le ravitaillement cryogénique en orbite, ce sera une avancée majeure pour l’exploration spatiale
- Et si la technologie échoue, ce constat aura au moins été payé en grande partie avec l’argent de Musk et Bezos
- Le vrai problème d’Artemis est de ne pas tenir compte des conséquences de son propre succès
- Si l’infrastructure de ravitaillement orbital fonctionne, SLS et Orion deviennent inutiles
- Équipages et fret pourraient alors être lancés le week-end sur des fusées commerciales bon marché, ravitaillés en orbite terrestre basse, puis envoyés vers la Lune, au lieu d’attendre tous les deux ans une fusée à 4 milliards de dollars
- Gateway lui-même pourrait être construit sur Terre en un seul bloc puis lancé, ou remplacé par un unique Starship envoyé en NRHO
- À l’inverse, si SpaceX et Blue Origin ne parviennent pas à maîtriser le ravitaillement cryogénique, la NASA n’a aucun Plan B pour l’alunissage
- Tout ce qu’Artemis peut encore faire, c’est assembler Gateway
- Promettre la Lune au contribuable pour ne livrer qu’un ISS Jr. ne constitue ni un grand récit national convaincant, ni une base solide pour enthousiasmer le Congrès à propos de Mars
- Artemis est comparé à quelqu’un qui met la moitié de son salaire dans des billets de loterie et l’autre moitié dans une retraite par capitalisation
- Si la loterie gagne, le plan retraite était inutile
- Si la loterie échoue, le seul plan retraite ne suffit pas pour prendre sa retraite
- Les deux stratégies, mises ensemble, manquent de cohérence
- L’argument réaliste selon lequel « il n’existe pas de programme spatial parfait, mais Artemis est le premier qui ait une chance d’aller au-delà de l’orbite terrestre basse » pose deux problèmes
- D’abord, traiter le vol spatial habité selon des critères différents des missions scientifiques de la NASA perpétue un dysfonctionnement ancien
- L’Exploration Systems Development Mission Directorate, chargée du spatial habité, est critiquée comme étant incapable de produire même un grille-pain pour moins d’un milliard de dollars
- Avant de consacrer la moitié du budget d’exploration de la NASA à un troisième projet de type « white elephant », il faudrait mesurer ce qu’on obtient en échange
- Le problème le plus grave est une culture institutionnelle du mensonge
- La NASA est accusée de se raconter à elle-même et de raconter au public des choses inexactes sur les calendriers, les capacités, les coûts, les bénéfices et les risques
- La pensée de groupe, l’obésité managériale, la pression de calendriers impossibles et la fabrication de justifications d’ingénierie pour faire voler du matériel dangereux, pointées par le Rogers Report et le Columbia Accident Investigation Board, seraient toujours présentes dans Artemis
- La conclusion est qu’il n’est pas nécessaire d’attendre une nouvelle tragédie et un nouveau rapport de commission présidentielle pour voir qu’Artemis est un programme défaillant
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Avis de Hacker News
Il est facile de passer à côté de l’ingéniosité de la structure de mission d’Apollo.
La Lune n’est pas très loin en distance, mais comme il n’y a pas d’atmosphère pour freiner, il faut effectuer un atterrissage propulsé ; du point de vue du Δv, elle est donc très éloignée.
Certains astéroïdes géocroiseurs sont plus faciles à atteindre que la surface lunaire, et Mars ou Venus peuvent aussi exploiter la gravité lunaire, donc ce n’est pas forcément beaucoup plus difficile.
Les premiers plans d’exploration lunaire de Wernher von Braun incluaient plusieurs lancements et une station spatiale, comme dans https://www.scribd.com/doc/118710867/Collier-s-Magazine-Man-....
Mais la prise de conscience qu’un aller-retour était possible avec 7 étages — les 1er, 2e et 3e étages de Saturn V, le Service Module, le Command Module, puis les étages inférieur et supérieur du Lunar Module — a été l’élément clé qui a rendu réaliste l’objectif de Kennedy d’« aller sur la Lune dans la décennie ».
L’alunissage serait probablement resté un fantasme si l’on n’avait pas choisi la seule approche viable.
Tous les pays qui voudront à l’avenir poser des humains sur la Lune seront confrontés aux mêmes lois de la physique.
Si la NASA se retrouve enfermée dans une architecture complexe, ce n’est pas à cause d’une vision grandiose, mais parce qu’elle doit utiliser un legacy system incapable de soutenir une campagne à la Apollo.
Blue Origin comme SpaceX doivent réinventer le lancement spatial pour rendre Artemis viable ; ce n’est pas mauvais en soi, mais la NASA ne semble pas l’avoir clairement expliqué au public.
La formule selon laquelle le matériel est « fabriqué artisanalement à la main par des employés qui veulent rentrer avant que les embouteillages ne deviennent trop importants » fait assez mal.
Ce n’est pas que je sois en désaccord, mais je me demande si cela veut dire que, pour qu’un projet avance « correctement », il faut des horaires extrêmes et brûler les gens comme du charbon.
Surtout s’il s’agit d’envoyer des humains en sécurité jusqu’à la Lune, ce serait plutôt le signe que la planification et le budget ne sont pas correctement établis.
Si l’on s’inquiète de la motivation des équipes, relier clairement la rémunération à la réussite de l’entreprise peut déjà avoir un effet considérable.
Où était fabriqué l’ancien Shuttle Booster, et où était fabriqué l’orange tank ?
Parmi les 535 membres du Congrès, seuls 10 sont ingénieurs, quel que soit le domaine, et il y a probablement encore moins de scientifiques.
Tout le monde sait qu’il existe un point où ajouter davantage de personnes à un problème ne le résout pas, et dans un produit complexe et fortement intégré, ce nombre peut être assez bas.
Un budget illimité peut donc ne pas aider.
La planification aiderait, mais ce type de projet a peut-être surtout besoin d’une cadence de lancement élevée.
Si plusieurs années séparent les missions, on peut avoir oublié à la cinquième mission ce qu’on avait appris à la troisième ; avec seulement quelques mois d’intervalle, ce ne serait peut-être pas le cas.
Certaines choses gagnent peut-être à être menées à haute fréquence avec relativement peu de personnes, et les produits innovants complexes et intégrés pourraient bien faire partie de cette catégorie.
Quand elle grandit, la rémunération des employés n’est plus directement liée à la réussite réelle ; et une fois ce lien rompu, il ne reste plus que les KPI.
Il y a deux raisons d’aller sur la Lune.
D’abord, parce qu’on veut y établir une base plus permanente, ce que la NASA résume par « nous y allons pour rester ».
Ensuite, pour envoyer la première personne de couleur et la première femme sur la Lune, ce qui est un objectif explicite de la mission Artemis.
Le temps dira si ces deux objectifs en valaient vraiment la peine.
Par ailleurs, ce n’est pas que les concepteurs du SLS aient « décidé » de réutiliser du matériel de la navette : le SLS a dès le départ été conçu et financé pour utiliser ce matériel.
Avant même les deux objectifs mis en avant dans les médias, l’un des objectifs initiaux d’Artemis était d’exploiter le matériel de la navette.
Le SLS est quelque chose que les responsables politiques ont imposé à la NASA, et la conception d’Artemis ressemble à une architecture destinée à financer la prochaine étape du vol spatial privé tout en faisant semblant de ne pas rendre le SLS complètement obsolète.
On appelait souvent la navette un camion ; avec ses pièces, ils ont fabriqué quelque chose qui ressemble, en comparaison, à une Ford Model T.
Dire « si l’on veut une base permanente sur la Lune, il faut aller sur la Lune » ressemble à peu près à dire « si l’on veut un PhD, il faut s’inscrire à l’université ».
Aucun des deux objectifs ne vaut les ressources énormes qu’on brûle pour les atteindre.
Quel objectif précis exige une présence humaine permanente sur la Lune et ne pourrait pas être accompli par des robots ?
S’il faut y installer quelque chose, pourquoi ne pas envoyer des robots, des laboratoires automatisés et des baies de réparation ?
La Lune n’a qu’environ 2 secondes de latence, donc le télépilotage est possible.
Je ne vois pas ce que des humains y feraient que des robots ne pourraient pas faire.
Et l’on pourrait aussi demander aux femmes qui effectuent du travail de soin mal payé et aux personnes de couleur vivant dans des zones mal desservies ce qui contribuerait le plus à leur sentiment d’égalité : consacrer des centaines de milliards de dollars à des services sociaux comme des retraites correctes pour le travail de soin, la garde d’enfants, des programmes de contrôle des discriminations au travail et un meilleur système éducatif ; ou bien faire brûler de l’argent par des milliardaires de l’espace pour qu’un vieux politicien puisse dire en conférence de presse : « on l’a fait ».
Je n’ai pas vécu directement les débuts du programme spatial, mais à lire des choses récemment, je suis surpris de voir à quel point les programmes Sputnik et Vostok de la NASA et des Soviétiques étaient progressifs
Les premiers vols Mercury consistaient à placer une capsule avec un humain au sommet d’un ICBM pour voir ce qui se passait en altitude et lors de la rentrée, puis Mercury a ensuite expérimenté les techniques de désorbitation
Avec Gemini, on a appris des choses comme le séjour de plusieurs semaines dans l’espace, le rendez-vous et l’amarrage, ainsi que les sorties extravéhiculaires, tandis que les premiers Apollo se concentraient sur la résolution du vol multi-étages sans équipage
Apollo 7 a vérifié que le module de commande était suffisamment au point pour tenter quelques orbites autour de la Lune, ce qu’Apollo 8 a fait, mais l’atterrisseur était encore en attente d’achèvement
Apollo 9 a répété toute la procédure d’alunissage en orbite basse, et Apollo 10 a répété la même procédure en orbite lunaire
Du point de vue du programme, Apollo 11 ressemblait encore à une nouvelle expérience répétant Apollo 10, mais visant à voir s’il était possible de se poser brièvement quelque part à la surface de la Lune puis d’en repartir, tandis qu’Apollo 12 était une expérience ajoutant l’atterrissage de précision
Ce n’est qu’autour d’Apollo 14/15 que l’objectif principal des missions a commencé à basculer vers l’exploration scientifique lunaire
En somme, il y a eu environ 25 vols habités, à chaque étape du développement, destinés à apprendre en élargissant peu à peu un ou deux éléments des futures missions lunaires
Grâce aux stations spatiales, beaucoup d’aspects nous sont encore familiers aujourd’hui, mais beaucoup ne le sont pas, et miser tout sur un petit nombre de gros lancements paraît donc un peu étrange
Par exemple, Apollo 8 a été la première mission à envoyer la Saturn V et le module de commande jusqu’à la Lune, et en plus avec équipage
Comme il n’y avait pas d’atterrisseur, si le module de commande avait eu un problème, il n’y avait aucune solution de secours ; si l’explosion d’Apollo 13 s’était produite sur Apollo 8, l’équipage serait mort dans l’espace et ne serait jamais revenu
Apollo 8 n’était pas sur une simple trajectoire de retour libre, mais a tourné autour de la Lune ; le module de commande a donc effectué pour la première fois une injection en orbite lunaire, et, plus important encore, pour la première fois aussi la manœuvre permettant d’en sortir
À l’origine, Apollo 8 devait inclure le module lunaire, et tout le monde se sentait plus en sécurité avec ce « canot de sauvetage »
Mais à cause des retards de l’atterrisseur, il fallait soit repousser Apollo 8 et risquer de manquer l’objectif de la décennie ainsi que la possibilité du premier alunissage, soit voler sans atterrisseur
Le choix sûr était de retarder, mais la NASA a choisi le risque
La magie de l’époque Apollo tient au fait qu’elle donne l’impression que tout a été fait si facilement qu’on en oublie à quel point c’était difficile
La tragédie d’Apollo 1 montre que même une chose apparemment simple comme tester une nouvelle capsule au sol était extrêmement dangereuse
Apollo 6, le deuxième vol sans équipage de Saturn V, a lui aussi frôlé la catastrophe : l’instabilité des moteurs a fait vibrer violemment le booster, et deux moteurs du deuxième étage se sont arrêtés prématurément
Pourtant, le vol suivant a embarqué un équipage, ce qui reviendrait à mettre des humains à bord du prochain tir d’essai Starship IFT-4
Si le calendrier paraît progressif, c’est parce que les dates manquent
Mercury 1, c’était en 1961, et le premier alunissage seulement huit ans plus tard
À l’inverse, SLS a commencé son développement en 2011 et utilisait des moteurs de Shuttle ainsi que des moteurs-fusées à propergol solide existants, mais le premier alunissage sera probablement difficile avant 2028
Les dirigeants de la NASA des années 1960 le savaient clairement, mais ce ne semble plus être le cas aujourd’hui
C’est sans doute le symptôme d’une culture plus large
Dans les années 1960, les grandes industries étaient au milieu de cycles d’amélioration à grande échelle, de nombreux ingénieurs avaient appris leur métier pendant le boom de la R&D de la Seconde Guerre mondiale, et la fabrication restait encore locale
C’était un environnement parfait pour une amélioration rapide de l’ingénierie
Aujourd’hui, la plupart de cela a disparu, et les grandes technologies physiques comme l’automobile, l’électroménager ou les technologies de fabrication sont globalement résolues, avec des améliorations surtout incrémentales
Si l’on interrogeait 100 ingénieurs de l’aérospatiale, il est probable que seule une minorité aurait une expérience de R&D repoussant réellement les limites, la plupart travaillant surtout à documenter des changements et à effectuer de petits ajustements
SpaceX est une exception évidente
Sinon, les Soviétiques auraient rempli les grands intervalles entre des lancements rares avec leurs propres succès progressifs
Passer d’un monde où personne n’était allé dans l’espace à un alunissage en moins de 10 ans est incroyablement rapide
De nombreux projets devaient avancer en parallèle et tous fonctionner au moment de l’intégration ; si un seul échouait, il n’y avait pas d’« alunissage en moins de 10 ans »
Le programme Artemis a été défini à une époque où les entreprises spatiales privées étaient encore très récentes, ce qui rend la situation compréhensible
SpaceX va bientôt approcher un niveau où elle pourra techniquement accomplir presque toute la mission sans Artemis
SpaceX a reçu de l’argent de la NASA et l’a utilisé pour financer le développement de Starship, et il y avait sans doute d’autres raisons
Résultat : au moment où Starship pourra se poser sur la Lune, il sera peut-être possible de réaliser toute la mission sans Artemis, ce qui pourrait rendre Artemis inutile
L’objectif compte bien sûr, mais dépenser des milliards de dollars dans certains États en est aussi une grande partie
Ces représentants et sénateurs restent très bruyamment sceptiques vis-à-vis des fournisseurs de lancement commerciaux comme SpaceX, qui ont pourtant fait leurs preuves, probablement pour la même raison
Cela dit, l’argument de l’article sur la difficulté de poser Starship sur la Lune puis de le faire redécoller quelques jours plus tard est valable
Faire atterrir une fusée sur sa queue est impressionnant si l’échec signifie seulement qu’elle ne sera pas réutilisable, mais cela paraît vraiment terrifiant quand des vies humaines sont en jeu
Il est aussi possible que les moteurs soient endommagés pendant l’atterrissage, ou qu’une perte d’ergols empêche le redécollage
Seriez-vous satisfait d’acheter aujourd’hui quelque chose de plus cher qu’en 1970, mais moins performant ?
Qu’il y ait autre chose dans le monde ou non, Artemis est un désastre
L’objectif est d’établir une base lunaire, et ceci n’est que la première étape
Starship finira par transporter énormément de fret vers la Lune à cette fin
Emmener des gens quelques jours puis les ramener est un objectif très court terme
Je pense qu’il est trop lourd pour revenir
La présentation de Destin, de Smarter Every Day, qui traite beaucoup de ces problèmes, était assez intéressante
https://youtu.be/OoJsPvmFixU
Mais je ne pense pas que les personnes réellement impliquées veuillent revenir au passé
Les gens de la NASA veulent aller construire une base permanente sur la Lune ; cela peut être pour devancer la Chine, ou être réellement utile, mais c’est en tout cas l’objectif affiché
SpaceX veut aller sur la Lune comme moyen d’obtenir des financements pour développer Starship afin d’aller sur Mars
Lockheed Martin, Aerojet Rocketdyne et les autres veulent simplement gagner de l’argent, donc je les mets à part ici
Ces motivations ne sont pas satisfaites par la méthode employée par Apollo
Un profil de mission plus simple, avec un seul lancement de Saturn V pour aller sur la Lune et en revenir, était possible et a effectivement été réalisé six fois
Mais on ne peut pas construire une base lunaire avec quelques lancements de Saturn V
En 2024, l’opérateur de lancement le plus capable, SpaceX, n’a rien à gagner à faire des choix plus pratiques si l’objectif se limite à la Lune, comme construire un HLS plus petit ou ne pas utiliser de methalox
SpaceX ne s’intéresse pas vraiment à la Lune elle-même
Un profil de mission optimisé pour la Lune ne lui serait donc pas très utile
Dans l’ensemble, je suis d’accord pour dire qu’Artemis ressemble à une benne à ordures en feu côté dépenses, mais pointer Apollo du doigt n’est pas, à mon avis, l’argument décisif que ses critiques imaginent
Le terme « traite » sous-entend souvent une réfutation
Le seul point de l’article avec lequel je ne suis pas d’accord est l’affirmation selon laquelle SpaceX sait « quelle quantité d’ergols Starship peut emporter jusqu’en orbite basse »
SpaceX est en train d’améliorer Starship par itérations
Au départ, Falcon 9 avait une capacité d’emport en orbite basse de 10,4 tonnes, mais la version actuelle est montée à 22,8 tonnes
Plusieurs indices laissent penser que la charge utile de Starship est actuellement inférieure aux attentes, mais SpaceX dispose de nombreux leviers d’ajustement pour l’augmenter
Il faut essayer et le découvrir, et on ne peut pas savoir aujourd’hui ce qui fonctionnera ni dans quelle mesure
Par conséquent, personne ne sait actuellement combien de lancements de ravitaillement seront nécessaires
La NASA aurait-elle dû miser définitivement sur cette architecture avant que le problème soit résolu ? Non, mais je pense que le Congress l’a mise dans une position impossible, si bien qu’elle n’avait pas d’autre choix
Cela dit, ce risque intervient au début de la mission, avant que les astronautes ne montent à bord ; si ça ne marche pas, il suffit d’arrêter
Ce n’est pas comme l’atterrissage lunaire
Et les lancements rapides ainsi que le ravitaillement en orbite sont des choses que SpaceX continuera de faire beaucoup, indépendamment d’Artemis
Contrairement à l’atterrissage lunaire
Elle attribuait un contrat pour un montant supérieur à ce que le Congress avait alloué, puis repoussait le calendrier vers la droite jusqu’à obtenir suffisamment d’argent
Tous les grands contrats de la NASA ont fonctionné ainsi, et le contrat avec SpaceX aussi
Commercial Crew, c’est-à-dire Crew Dragon, a aussi pris plusieurs années de retard au début à cause d’un manque de financement
L’offre HLS à 3 milliards de dollars de SpaceX a brisé cette convention implicite
Pendant ce temps, le programme lunaire chinois continue d’avancer régulièrement
Il a déjà réussi des atterrissages robotisés et des retours d’échantillons, et le deuxième atterrisseur avec retour d’échantillons, Chang'e 6, est actuellement en orbite lunaire en préparation de son atterrissage[1]
Cette fois, il y a aussi un rover lunaire robotisé
La Chine prévoit un alunissage habité autour de 2030, puis de passer ensuite à une base lunaire
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_6
Au début, je pensais que c’était un jeu de mots entre la romanisation chinoise « Chang » et l’anglais « Change », mais en réalité le vaisseau tire son nom de Chang'e, la déesse chinoise de la Lune[1]
C’est un excellent nom pour un vaisseau lunaire chinois
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e
Si SpaceX et Blue Origin n’arrivent pas à maîtriser le ravitaillement cryogénique, la NASA trouvera quelqu’un qui le pourra
Le ravitaillement cryogénique est le véritable objectif d’ingénierie de ce projet
Se poser sur la Lune dans les années 2020 n’a, en soi, plus rien de si impressionnant
Le programme Artemis consiste officiellement à aller sur la Lune, mais il s’agit en réalité d’habiter au-delà de l’orbite basse, de faire du ravitaillement en orbite, de construire des habitats à la surface d’autres corps planétaires et, à long terme, d’extraire des ressources locales et de ravitailler à la surface
Si la mission se résumait à un alunissage, une copie du programme Apollo suffirait
Mais cette mission vise à prouver qu’on peut faire ce qui est nécessaire pour aller sur Mars et en revenir
Au sol, on fait ça chaque fois qu’on remplit une fusée
Ce sera plus difficile dans l’espace, mais je ne comprends pas précisément pourquoi ce serait le véritable objectif d’ingénierie, plutôt que des problèmes comme la réutilisation
Northrop ? Lockmart ?
Même dans le scénario le plus optimiste, cela ajouterait bien 10 ans au calendrier
C’est beaucoup plus logique
Ce n’est toujours pas optimal, mais ce n’est pas aussi mauvais qu’à première vue
Vu le rythme lent de Blue Origin, il ne me semble pas probable qu’ils surmontent cette difficulté et disposent d’un atterrisseur opérationnel assez vite pour être pertinent pour Artemis
La tolérance à la perte d’équipage n’est plus celle d’autrefois
Les astronautes d’Apollo acceptaient environ 10 % de risque de ne pas revenir, et Apollo 13 y a échappé de très peu
À l’époque, c’était un niveau acceptable
Dans le contexte politique actuel, je pense que la tolérance à l’échec d’une mission est aussi bien plus faible
Armstrong a également dit qu’il estimait probablement à 50/50 les chances de réussir réellement l’alunissage
Si on allait jusqu’à la Lune et que quelque chose se passait mal au point de ne pas pouvoir se poser, les appels à couper le budget de la NASA retentiraient
C’est pour cela qu’on paie le double, et à ce niveau-là je trouve que c’est plutôt bon marché
Ce chiffre n’inclut pas l’atterrissage, Gateway, ni l’aller-retour vers la surface lunaire
En posant l’hypothèse raisonnable que l’atterrissage est aussi dangereux que le trajet aller-retour, on arrive à une probabilité de décès de l’équipage de 1 sur 30
L’estimation du risque de perte d’équipage à la fin de la navette était de 1 sur 90, et deux administrations ont jugé cela intenable
Le critère pour les missions vers l’ISS est de 1 sur 250
Si l’objectif d’Artemis est de respecter les normes de sécurité modernes, on en est très loin
Passer une semaine autour de la Lune pour compenser les limites du matériel n’a rien d’encourageant
Globalement, on dirait qu’on aura de la chance si la plupart des composants utilisés cette fois-ci ont été testés au moins une fois en conditions réelles avant d’embarquer des astronautes
Comme l’article le montre douloureusement, SLS augmente fortement les risques