Personne n'a visité la Lune depuis 1972. Mais avec l'avènement des vols spatiaux habités commerciaux, l'envie de revenir est résurgente et génère une nouvelle course à l'espace. La NASA a sélectionné la société privée SpaceX pour faire partie de ses opérations de vols spatiaux commerciaux, mais l'entreprise poursuit également son propre programme d'exploration spatiale.

Pour permettre les vols vers la lune et au-delà, La NASA et SpaceX développent de nouvelles fusées de transport lourd :le vaisseau spatial de SpaceX et le système de lancement spatial de la NASA.

Mais en quoi diffèrent-ils et lequel est le plus puissant ?

Vaisseau

Les fusées passent par plusieurs étapes pour entrer en orbite. En jetant les réservoirs de carburant usé en vol, la fusée devient plus légère et donc plus facile à accélérer. Une fois en fonctionnement, Le système de lancement de SpaceX sera composé de deux étages :le lanceur connu sous le nom de "BFR" (Big Falcon Rocket) et le Starship.

BFR est propulsé par le moteur-fusée Raptor, brûler une combinaison de méthane liquide et d'oxygène liquide. Le principe de base d'un moteur-fusée à carburant liquide est que deux ergols, – un combustible tel que le kérosène et un comburant tel que l'oxygène liquide - sont réunis dans une chambre de combustion et enflammés. La flamme produit du gaz chaud sous haute pression qui est expulsé à grande vitesse à travers la tuyère du moteur pour produire une poussée.

La fusée fournira 15 millions de livres de poussée au lancement, ce qui est environ deux fois plus que les fusées de l'ère Apollo. Au sommet du BFR se trouve le vaisseau spatial, lui-même propulsé par six autres moteurs Raptor et équipé d'une grande baie de mission pour accueillir des satellites, des compartiments pouvant accueillir jusqu'à 100 membres d'équipage et même des réservoirs de carburant supplémentaires pour le ravitaillement dans l'espace, ce qui est essentiel pour les vols spatiaux interplanétaires interplanétaires de longue durée.

Le vaisseau spatial est conçu pour fonctionner à la fois dans le vide de l'espace et dans les atmosphères de la Terre et de Mars, en utilisant de petites ailes mobiles pour glisser vers une zone d'atterrissage souhaitée.

Une fois sur l'aire d'atterrissage, le Starship bascule en position verticale et utilise ses moteurs Raptor embarqués pour effectuer une descente et un atterrissage motorisés. Il aura une poussée suffisante pour se soulever de la surface de Mars ou de la Lune, surmonter la gravité plus faible de ces mondes, et revenez sur Terre en effectuant à nouveau un atterrissage en douceur motorisé. Le vaisseau spatial et le BFR sont tous deux entièrement réutilisables et l'ensemble du système est conçu pour soulever plus de 100 tonnes de charge utile à la surface de la lune ou de Mars.

Le vaisseau spatial mûrit rapidement. Un récent vol d'essai du prototype Starship, le SN8, démontré avec succès un certain nombre de manœuvres nécessaires pour que cela fonctionne. Malheureusement, il y a eu un dysfonctionnement dans l'un des moteurs Raptor et le SN8 s'est écrasé à l'atterrissage. Un autre vol d'essai est prévu dans les prochains jours.

Système de lancement spatial de la NASA

Le Space Launch System (SLS) de la Nasa prendra la couronne de la Saturn V abandonnée en tant que fusée la plus puissante que l'agence ait jamais utilisée. L'incarnation actuelle (bloc SLS 1) mesure près de 100 mètres de haut.

L'étape de base SLS, contenant plus de 3,3 millions de litres d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide (équivalent à une piscine olympique et demie), est propulsé par quatre moteurs RS-25, dont trois ont été utilisés sur la précédente navette spatiale. Leur principale différence avec les Raptors est qu'ils brûlent de l'hydrogène liquide au lieu du méthane.

L'étage central de la fusée est complété par deux propulseurs à poudre, attaché à ses côtés, fournissant une poussée totale combinée de 8,2 millions de livres au lancement, soit environ 5 % de plus que le Saturn V au lancement. Cela élèvera le vaisseau spatial sur une orbite terrestre basse. L'étage supérieur est destiné à soulever la charge utile attachée - la capsule d'astronaute - hors de l'orbite terrestre et est un étage à combustible liquide plus petit alimenté par un seul moteur RL-10 (déjà utilisé par les fusées ATLAS et DELTA) qui est plus petit et plus léger que le RS-25.

Le système de lancement spatial enverra la capsule de l'équipage Orion, qui peut supporter jusqu'à six membres d'équipage pendant 21 jours, vers la Lune dans le cadre de la mission Artemis-1, une tâche que les fusées actuelles de la Nasa ne sont actuellement pas capables d'accomplir.

Il est prévu d'avoir de grandes fenêtres en acrylique pour que les astronautes puissent regarder le voyage. Il disposera également de son propre moteur et de son alimentation en carburant, ainsi que des systèmes de propulsion secondaires pour le retour sur Terre. Futures stations spatiales, comme la passerelle lunaire, servira de plaque tournante logistique, qui peut inclure le ravitaillement.

Il est peu probable que l'étage principal et les fusées d'appoint soient réutilisables (au lieu d'atterrir, ils tomberont dans l'océan), donc il y a un coût plus élevé avec le système SLS, tant au niveau des matériaux que de l'environnement. Il est conçu pour évoluer vers des scènes plus grandes capables de transporter des équipages ou des marchandises pesant jusqu'à 120 tonnes, qui est potentiellement plus que Starship.

Une grande partie de la technologie utilisée dans SLS est ce qu'on appelle "l'équipement hérité" en ce sens qu'elle est adaptée des missions précédentes, réduire le temps de recherche et développement. Cependant, plus tôt ce mois-ci, un tir d'essai de l'étage central SLS a été arrêté une minute après le début du test de huit minutes en raison d'une défaillance présumée d'un composant. Aucun dommage important n'est survenu, et le responsable du programme SLS, John Honeycutt, a déclaré :« Je ne pense pas que nous envisageons un changement de conception important. »

Et le gagnant est…

Alors, quel engin spatial susceptible d'atteindre transportera un équipage sur la lune en premier ? Artemis 2 est prévu comme la première mission en équipage utilisant SLS pour effectuer un survol de la lune et devrait être lancé en août 2023. Alors que SpaceX n'a ​​pas de date précise prévue pour le lancement en équipage, ils dirigent #dearmoon – un projet impliquant le tourisme spatial lunaire prévu pour 2023. Musk a également déclaré qu'une mission martienne en équipage pourrait avoir lieu dès 2024, utilisant également Starship.

En fin de compte, il s'agit d'une compétition entre une agence qui a eu des années d'essais et d'expérience mais qui est limitée par un budget fluctuant des contribuables et des changements de politique administrative, et une entreprise relativement nouvelle dans le jeu mais qui a déjà lancé 109 fusées Falcon 9 avec un taux de réussite de 98% et dispose d'un flux de trésorerie dédié à long terme.

Celui qui atteindra la lune le premier inaugurera une nouvelle ère d'exploration d'un monde qui a encore beaucoup de valeur scientifique.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.