Quand Elon Musk de SpaceX tweete quelque chose d'intéressant, il génère une vague d'excitation. Ainsi, lorsqu'il a récemment tweeté que SpaceX pourrait travailler sur un moyen de récupérer les étages supérieurs de leurs fusées, il a déclenché une chaîne de réponses intriguées.

SpaceX tentera de ramener l'étage supérieur de la fusée de la vitesse orbitale à l'aide d'un ballon de fête géant

– Elon Musk (@elonmusk) 15 avril, 2018

SpaceX récupère et réutilise leurs étages inférieurs depuis un certain temps déjà, et cela a réduit le coût de lancement de charges utiles dans l'espace. Mais c'est le premier indice qu'ils peuvent essayer de faire de même avec les étages supérieurs.

Les répondeurs de Twitter voulaient savoir exactement ce que SpaceX avait en tête, et ce que pourrait être un "ballon de fête géant". Musk n'a pas encore élaboré, mais l'un de ses abonnés sur Twitter avait quelque chose d'intéressant à ajouter.

Quinn Kupec, un étudiant de la James Clark School of Engineering de l'Université du Maryland a tweeté à Musk :

Si vous proposez ce que je pense que vous êtes, un décélérateur à coefficient d'entrée balistique ultra bas, alors vous et @SpaceX devriez venir voir ce que nous avons au @UofMaryland . Nous travaillons dessus depuis un certain temps et venons de terminer quelques tests pic.twitter.com/nJBvyUnzaK

– Quinn Kupec (@QuinnKupec) 16 avril 2018

Universe Today a contacté M. Kupec pour voir s'il pouvait nous aider à comprendre où Musk voulait en venir. Mais d'abord, un peu de fond.

Un "décélérateur à coefficient d'entrée balistique ultra faible" est un peu une bouchée. Le coefficient balistique mesure dans quelle mesure un véhicule peut surmonter la résistance de l'air en vol. Un coefficient balistique élevé signifie qu'un véhicule de rentrée ne perdrait pas de vitesse rapidement, et atteindrait la Terre à grande vitesse. Un décélérateur à coefficient d'entrée balistique ultra bas perdrait rapidement de la vitesse, ce qui signifie qu'un véhicule circulerait à basse vitesse, vitesses subsoniques avant d'atteindre le sol.

Pour récupérer un booster d'étage supérieur, les faibles vitesses sont souhaitables, car ils génèrent moins de chaleur. Mais selon Kupec, il y a un autre problème qui doit être surmonté.

« Que se passe-t-il lorsque ces choses ralentissent pour atteindre les vitesses d'atterrissage ? Si votre centre de gravité est décalé de manière significative derrière votre centre de traînée, comme ce serait le cas avec un étage supérieur de retour, ça peut devenir instable. Si le centre de gravité du véhicule de rentrée est trop haut, il peut s'inverser, ce qui n'est évidemment pas souhaitable."

L'astuce consiste donc à réduire la vitesse du véhicule de rentrée au point où la chaleur générée par la rentrée n'endommage pas le booster, et de le faire sans que le véhicule ne se retourne ou ne devienne autrement instable. Ce n'est pas un problème pour les boosters de la scène principale que SpaceX récupère désormais régulièrement; ils ont leurs propres rétro-fusées pour guider leur descente et leur atterrissage. Mais pour les boosters de l'étage supérieur, qui atteignent des vitesses orbitales, c'est un obstacle qu'il faut surmonter.

"Mes recherches sont spécifiquement axées sur la hauteur à laquelle vous pouvez pousser le centre de gravité tout en maintenant la bonne configuration de vol, " a déclaré Kupec.

Mais qu'en est-il du « ballon géant de fête » dont Musk a tweeté ?

Musk pourrait faire référence, en termes colorés, à ce qu'on appelle une ballute. Le mot est une combinaison des mots ballon et parachute. Ils ont été inventés dans les années 50 par Goodyear Aerospace. Ils peuvent arrêter la descente des véhicules d'entrée et assurer la stabilité pendant la descente.

Universe Today a contacté le professeur Dave Akin de l'Université du Maryland pour avoir un aperçu du tweet de Musk. Le professeur Akin travaille sur les systèmes de rentrée depuis plus de 2 décennies.

Dans un échange de courriels, Le professeur Akin nous a dit, "Des concepts ont été proposés pour déployer un gros ballon sur un câble qui est remorqué derrière vous à l'entrée. Le ballon abaisse votre coefficient balistique, ce qui signifie que vous décélérez plus haut dans l'atmosphère et que la charge thermique est moindre." La clé est donc de ralentir votre vitesse avant de vous rapprocher de la Terre, où l'atmosphère est plus épaisse et génère plus de chaleur.

Mais selon le professeur Akin, ce ne sera pas forcément facile à faire. "Pour obtenir les deux ordres de grandeur de réduction du coefficient balistique dont Elon a parlé, le ballon devrait avoir un diamètre de 120 pieds, et constitué d'un tissu haute température, donc ça ne va pas être si facile."

Mais les antécédents de Musk montrent qu'il ne craint pas les choses qui ne sont pas faciles.

Récupérer les étages supérieurs des fusées ne consiste pas uniquement à réduire les coûts de lancement, il s'agit aussi de débris spatiaux. L'Agence spatiale européenne estime qu'il y en a plus de 29, 000 morceaux de débris spatiaux en orbite autour de la Terre, et une partie de cette ordure est dépensée dans les boosters de l'étage supérieur. Il y a déjà eu des collisions et des accidents, certains satellites étant poussés sur des orbites différentes. En 2009, le satellite de communication Iridium 33 et le défunt satellite de communication russe Cosmos 2251 sont entrés en collision, détruire les deux. Si SpaceX peut développer un moyen de récupérer ses boosters d'étage supérieur, cela signifie moins de déchets spatiaux, et moins de collisions potentielles.

Il existe un précédent clair pour l'utilisation de ballons pour gérer la rentrée. Avec des gens comme le professeur Akin et Quinn Kupec qui y travaillent, SpaceX n'aura pas à réinventer la roue. Mais ils auront encore beaucoup de travail à faire.

Musk a tweeté une autre chose peu de temps après son tweet "ballon de fête géant":

Et puis atterrir sur une maison gonflable

– Elon Musk (@elonmusk) 16 avril, 2018

Aucun mot encore sur ce que cela pourrait signifier.