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[SpaceX] Programme Starship et autres innovations


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Il y a 5 heures, TarpTent a dit :

 

D’après l’article, ils s’attendent à ce que l’assemblage en soit terminé d’ici la fin du mois, avec une première mise à feu statique début mars.
 

En VO :

« It is understood that SpaceX is currently hoping to have the entire vehicle stacked and moved to the pad by the end of the month.

If all goes well, a static fire of the SN1 vehicle’s three Raptor engines could then occur in early March, potentially setting the stage for the 20 kilometer hop within a few weeks of the static fire. »

Ça parait tôt. La fin du mois c'est dans 5 jours.

Sinon je sais pas si c'est une impression, mais il me semble que le fuselage autour des réservoirs principaux est "mieux fini" que le 1er. Moins d'effet d'ondulation sur le métal.

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  • 4 weeks later...

SpaceX s’appuie sur la NASA pour enquêter sur ses 2 derniers incidents :

- lors du dernier lancement de Falcon9 au profit de Starlink, un réacteur du 1er étage qui en était à son 5ieme tir s’est arrêté trop tôt.

Le cas était prévu lors de la conception du lanceur, raison pour laquelle les autres moteurs ont compensé et que la mission s’est déroulée sans autre accroc.

« SpaceX, [...] n'avait rencontré qu'une seule panne du genre en 2012 (sur plus de 500 moteurs Merlin qui ont réussi leur mission) [...]»

La NASA dans tous les cas bénéficiera de lanceurs neufs pour ses tirs de Crew Dragon.

 

 

- plus embêtant, alors que les derniers tests de parachutes devant ramener Crew Dragon se déroulaient jusqu’ici sans problème à signaler, "lors d'un des trois derniers essais, l'hélicoptère a visiblement rencontré des conditions particulières. L'article de test simulant la capsule Crew Dragon est devenu instable, et le pilote de l'hélicoptère n'a eu d'autre choix que de larguer son chargement pour protéger sa machine et son équipage en évitant un drame. Or le système de parachute n'était pas en position « armé » et n'a pu être activé à trop basse altitude, l'article de test s'est donc crashé dans le désert."

Cela ne concerne bien évidemment pas les parachutes eux-mêmes, qui ne sont pas en cause, mais pourrait retarder le 1er vol, le temps que la campagne d’essais se termine.

"SpaceX et les inspecteurs du programme Commercial Crew tenteront de comprendre pourquoi l'hélicoptère s'est retrouvé dans une situation si délicate."

 

https://www.clubic.com/mag/sciences/conquete-spatiale/actualite-889917-nasa-enquete-spacex-incidents.html

Edited by TarpTent
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Faisant suite à un appel d’offres datant de 2019 pour le transport de fret à destination de la future station lunaire, SpaceX a été retenu pour cette desserte, sur sa propostion d’une capsule Dragon XL actuellement cours de développement.

« Dans le cadre de ce contrat, SpaceX devra proposer une capacité de transport de plus ou moins 5 tonnes dont au moins 3,4 tonnes dans un compartiment pressurisé et jusqu'à 1 tonne dans une partie non pressurisée. Il doit être également capable d'évacuer autant de déchets qu'il en emporte.».

 

L’annonce d’éventuels (et probables) autres fournisseurs n’a pas encore été faite.

Cette desserte n’aura pas lieu avant 2025 a minima, la date de mise en service de ladite  station ayant été repoussée au-delà de 2024.

 

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exploration-lunaire-cest-spacex-fera-livraisons-future-station-spatiale-lunaire-nasa-75954/

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Pour le premier vol ce ne sera pas le SN2 et le SN3  non plus puisqu'il vient de faire boom:

https://spacenews.com/third-starship-prototype-destroyed-in-tanking-test/

Sinon un contrat encore lointain mais qui pourrait aider le développement de la Falcon Heavy:

https://spacenews.com/third-starship-prototype-destroyed-in-tanking-test/

Les specs officielle du Spaceship:

https://www.spacex.com/sites/spacex/files/starship_users_guide_v1.pdf

Si les performances en orbite basse correspondent a celles annoncées (100t). Les performances en GTO sont par contre beaucoup plus modestes: 20t (vs 11,5t pour une Ariane 6 ou 26t pour une Falcon Heavy).

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il y a une heure, herciv a dit :

Mauvaise foi. Il s'est juste plié en plusieurs section !

En même temps, s’ils décident s’activer le mode « rangement » en plein remplissage du réservoir, c’est sûr qu’ils ont un souci de méthodologie de test...
 

Plus sérieusement, et contrairement aux 2 fois précédentes, cet incident est quand même bizarre, puisqu’il ne naît clairement pas d’une surpression.
 

Est-ce que c’est une fois le test achevé, en voulant vider le réservoir, qu’ils ont créé un phénomène de succion ? L’air n’aurait pas pu prendre la place ?

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Les specs officielle du Spaceship:

https://www.spacex.com/sites/spacex/files/starship_users_guide_v1.pdf

Si les performances en orbite basse correspondent a celles annoncées (100t). Les performances en GTO sont par contre beaucoup plus modestes: 20t (vs 11,5t pour une Ariane 6 ou 26t pour une Falcon Heavy).

Très intéressant. Pour la charge utile en orbite GTO, rien d'étonnant car un lanceur réutilisable doit aller de LEO à GTO puis retourner de GTO à LEO donc double pénalité ce qui réduit beaucoup plus la charge utile par rapport à un lanceur non-réutilisable qui doit que aller de LEO à GTO d'où le ravitaillement orbitale pour compenser.

Sinon d'après vous est-ce que c'était une bonne idée pour Space X de passer de la fibre de carbone à l'acier car certes l'acier est beaucoup moins cher et plus facile à usiner que la fibre de carbone mais ça a alourdit le starship de quasiment 50% au moins ce qui a réduit sa charge utile de 150t à +100t ?

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Il y a 12 heures, stormshadow a dit :

Très intéressant. Pour la charge utile en orbite GTO, rien d'étonnant car un lanceur réutilisable doit aller de LEO à GTO puis retourner de GTO à LEO donc double pénalité ce qui réduit beaucoup plus la charge utile par rapport à un lanceur non-réutilisable qui doit que aller de LEO à GTO d'où le ravitaillement orbitale pour compenser.

Sinon d'après vous est-ce que c'était une bonne idée pour Space X de passer de la fibre de carbone à l'acier car certes l'acier est beaucoup moins cher et plus facile à usiner que la fibre de carbone mais ça a alourdit le starship de quasiment 50% au moins ce qui a réduit sa charge utile de 150t à +100t ?

Je ne serais pas surpris que les soucis qu'ils rencontrent actuellement soient le fait de ces choix techniques. Perso je reste sceptique sur ce choix. J'ai l'impression que c'est plus une décision a court terme pour réduire les coûts de développement immédiat plus qu'un bon choix technique sur le long terme. Et je serais pas surpris de voir la version finale avec un retour vers des matériaux composites.

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Le 03/04/2020 à 15:13, TarpTent a dit :

En même temps, s’ils décident s’activer le mode « rangement » en plein remplissage du réservoir, c’est sûr qu’ils ont un souci de méthodologie de test...
 

Plus sérieusement, et contrairement aux 2 fois précédentes, cet incident est quand même bizarre, puisqu’il ne naît clairement pas d’une surpression.
 

Est-ce que c’est une fois le test achevé, en voulant vider le réservoir, qu’ils ont créé un phénomène de succion ? L’air n’aurait pas pu prendre la place ?

C'est très possible que le réservoir incriminé ce soit vidé, accidentellement ou non, sans compensation pour maintenir la pression à l’intérieur.

En tout cas c'est un problème de configuration lors du test si l'on en crois Elon, et pas un problème d'ordre structurel.

 

Le 04/04/2020 à 10:56, stormshadow a dit :

Très intéressant. Pour la charge utile en orbite GTO, rien d'étonnant car un lanceur réutilisable doit aller de LEO à GTO puis retourner de GTO à LEO donc double pénalité ce qui réduit beaucoup plus la charge utile par rapport à un lanceur non-réutilisable qui doit que aller de LEO à GTO d'où le ravitaillement orbitale pour compenser.

Sinon d'après vous est-ce que c'était une bonne idée pour Space X de passer de la fibre de carbone à l'acier car certes l'acier est beaucoup moins cher et plus facile à usiner que la fibre de carbone mais ça a alourdit le starship de quasiment 50% au moins ce qui a réduit sa charge utile de 150t à +100t ?

 

Le 04/04/2020 à 23:29, seb24 a dit :

Je ne serais pas surpris que les soucis qu'ils rencontrent actuellement soient le fait de ces choix techniques. Perso je reste sceptique sur ce choix. J'ai l'impression que c'est plus une décision a court terme pour réduire les coûts de développement immédiat plus qu'un bon choix technique sur le long terme. Et je serais pas surpris de voir la version finale avec un retour vers des matériaux composites.

 

Ce serait pratiquement un nouveau véhicule qu'il faudrait entièrement requalifier.

L'acier n'est pas un choix faute de mieux. J'explique pourquoi dans ce post que j'avais déjà écris en le comparant aux autres options disponibles. 

 

Citation

...

Sinon, l'utilisation de l'acier, même si c'est très contre-intuitif, est vraiment une très bonne idée !

Space X, en plus du prix, a eu du mal à se procurer les quantités nécessaires de fibres de carbone de qualité très élevé auprès de ses fournisseurs. La fibre de carbone en tant que matériau composite est un problème aussi, parce que son hétérogénéité rend difficile de prévoir/simuler son comportement dans des environnements aussi hostiles que l'espace et l’atmosphère de Mars, des années durant sans pouvoir inspecter la fusée. Plus spécifiquement, ce matériaux a une mauvaise résistance aux chocs sous lesquelles il "délamine" - en gros les fibres s'effilochent/se cisaillent dans l’épaisseur- et on peut penser aux impacts de micrométéorites. Tout ces paramètres liés à l'incertitude sur la tenu de la fibre de carbone et ses faiblesses, oblige les concepteurs à surdimensionner la taille des éléments, éliminant ainsi l’intérêt des gains en masse que son supposé apporter les composites, et la masse est quelque chose de critique sur une fusée -et à priori tout ce qui vole. Pour donner une idée, empiriquement, on estime qu'un surpoids de 1 kilo sur le 1er étage minore la charge utile de 100 gramme, et sur le second étage 1 kg de trop c'est 1 kg de perdu pour la charge utile.

 

Le second choix envisageable c'est naturellement  les alliages d'aluminium. Mais voilà, ces derniers on un gros problème qui est de facilement se fissurer lorsque la structure travaille. La structure du Starship sera inévitablement exposé à d'importants efforts en multipliant les rentrées dans les atmosphères martienne et terrienne, et à chaque décollage et atterrissage. Exit donc les alliages d'aluminium. 

 

On passera sur le titane qui est un must, mais fait un gros BOUM au contact avec l’oxygène liquide...

 

Il y a les superalliages à base de nickel et de chrome - d'où l'expression "c'est nickel chrome"- utilisé sur les parties chaudes des turbines. Les superalliages sont moins résistants à la chaleur que les céramiques ou les revêtements ablatifs genre PICA habituellement employés dans les bouclier thermiques ; mais ça reste suffisant pour ce cas-ci, et voilà pourquoi : le second étage de la BFR à vide sera très léger, ce qui lui permettra de commencer sa rentrée dans l'atmosphère plus tôt et plus haut avec un air moins dense qu'une capsule par exemple, plus dense et obligé donc de faire une rentrée dite "profonde". Cette rentrée précoce limite le flux thermique encaissé par la carlingue, et les températures sont d'autant plus limités que de par la forme arrondi de l'engin, il n'y a pas de point chaud où se concentre la chaleur qui est répartie de façon homogène sur la surface exposé.

Mais exit aussi les superalliages, car c'est hors de prix, mais surtout difficiles à mettre en oeuvre sur de grandes surfaces

 

Reste l'acier inoxydable. On pourrait penser que c'est trop lourds, mais même si c'est vrai qu'il est trois fois plus dense que l’aluminium il est aussi trois fois plus résistant aussi, donc c'est presque du pareil au même. L'aluminium garde un léger avantage pour de raison "géométrique" d'occupation de l’espace et de volume que je n'exposerais pas, mais sachez que vu qu'il faut en mettre plus - comme avec la fibre de carbone- pour compenser ses faiblesses, il perd ledit avantage face à l'acier.

Ce dernier est donc un choix logique de par sa très polyvalence, même si pas le plus évident. Il est pas cher, facile à manipuler, ne se fissure pas comme l'aluminium en travaillant, est assez ductile et tient mieux le choc que le carbone, et enfin il sert tout à la fois de structure que de barrière thermique (aidé de refroidissement actif). Quoi demander de plus ?

 

Juste pour dire à quel point ce choix astucieux (et audacieux) inspire mon respect. 

 

 

Edited by Shorr kan
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Le 05/04/2020 à 00:29, seb24 a dit :

Je ne serais pas surpris que les soucis qu'ils rencontrent actuellement soient le fait de ces choix techniques. Perso je reste sceptique sur ce choix. J'ai l'impression que c'est plus une décision a court terme pour réduire les coûts de développement immédiat plus qu'un bon choix technique sur le long terme. Et je serais pas surpris de voir la version finale avec un retour vers des matériaux composites.


En fait non, en ce qui concerne le dernier incident lors du test, la raison a été donnée :

Les réservoirs de méthane et d’oxygène sont superposés, le 1er étant en-dessous.

Lorsqu’ils ont fait le test de remplissage du réservoir d’oxygène, celui du méthane était vide. Ils l’ont donc pressurisé à l’aide d’azote pour qu’il supporte la charge du réservoir en cours de remplissage au-dessus de lui.
Ce qui se dit, c’est que SpaceX a mal évalué la pression qui était nécessaire pour qu’il supporte le poids sur sa tête.

 

Le prototype suivant, SN4, est déjà en cours de construction, pour des essais prévus d’ici quelques semaines.

Edited by TarpTent
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Il y a 7 heures, TarpTent a dit :


En fait non, en ce qui concerne le dernier incident lors du test, la raison a été donnée :

Les réservoirs de méthane et d’oxygène sont superposés, le 1er étant en-dessous.

Lorsqu’ils ont fait le test de remplissage du réservoir d’oxygène, celui du méthane était vide. Ils l’ont donc pressurisé à l’aide d’azote pour qu’il supporte la charge du réservoir en cours de remplissage au-dessus de lui.
Ce qui se dit, c’est que SpaceX a mal évalué la pression qui était nécessaire pour qu’il supporte le poids sur sa tête.

 

Le prototype suivant, SN4, est déjà en cours de construction, pour des essais prévus d’ici quelques semaines.

Ça reste quand même beaucoup de talonnements. Je reste avec l'impression initiale qu'ils ont prit une technos moins onéreuse qui leur permet de faire beaucoup d'essais a moindre cout mais que ça reste plus complique a mettre au point. On peut acheter la version SpaceX en disant que c'est un coup de génie moi pas. Car bien avant que les soucis de réservoir n'apparaissent il y avait déjà quelque rumeurs sur les surpoids lie a l'utilisation  de l'acier et les difficultés de tenir les specs annoncés. Et avec de soucis de reversoir on peut s'attendre a des renforcement et donc a un alourdissement du Starship. Et on sait qu'en matière de fusée, surtout réutilisable, le surpoids a de lourdes conséquences sur les performances finales. Bref je reste persuadé qu'ils reviendrons vers les matériaux composites tôt ou tard.

On verra si le SN4 arrive a passer les essais de réservoir. Je suppose que oui.

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Il y a 13 heures, TarpTent a dit :


En fait non, en ce qui concerne le dernier incident lors du test, la raison a été donnée :

Les réservoirs de méthane et d’oxygène sont superposés, le 1er étant en-dessous.

Lorsqu’ils ont fait le test de remplissage du réservoir d’oxygène, celui du méthane était vide. Ils l’ont donc pressurisé à l’aide d’azote pour qu’il supporte la charge du réservoir en cours de remplissage au-dessus de lui.
Ce qui se dit, c’est que SpaceX a mal évalué la pression qui était nécessaire pour qu’il supporte le poids sur sa tête.

 

...

Moi, plus je fait de recherche sur le sujet moins je comprend le déroulé de l'accident...

Un point qui m'interroge dans la conception c'est l'usage de ce qu'on appel une cloison commune qui met en contact direct les réservoirs d’oxygène et de méthane. Ce qui impose que la pression entre les deux soit en permanence équilibré au risque d'une défaillance catastrophique de la dite cloison et in fine la destruction du véhicule.

 

Il y a 5 heures, seb24 a dit :

Ça reste quand même beaucoup de talonnements. Je reste avec l'impression initiale qu'ils ont prit une technos moins onéreuse qui leur permet de faire beaucoup d'essais a moindre cout mais que ça reste plus complique a mettre au point. On peut acheter la version SpaceX en disant que c'est un coup de génie moi pas. Car bien avant que les soucis de réservoir n'apparaissent il y avait déjà quelque rumeurs sur les surpoids lie a l'utilisation  de l'acier et les difficultés de tenir les specs annoncés. Et avec de soucis de reversoir on peut s'attendre a des renforcement et donc a un alourdissement du Starship. Et on sait qu'en matière de fusée, surtout réutilisable, le surpoids a de lourdes conséquences sur les performances finales. Bref je reste persuadé qu'ils reviendrons vers les matériaux composites tôt ou tard.

On verra si le SN4 arrive a passer les essais de réservoir. Je suppose que oui.

ça reviendrai à refaire un tout nouvel appareil et ça n'aurais pas de sens. Et non seulement ça, mais il faut se rappeler que l'engin doit être fabriqué à des centaines d'exemplaires, parce-que comme l'a dit Robert Zubrin après avoir visité le site de Boca Chica, Elon Musk construit un chantier naval et l'acier facilitera grandement l'industrialisation de la fusée.

Et ce n'est pas parce-que c'est cheap que l'acier inoxydable est sous-performant dans l'usage prévu par rapport aux composites qui laissent encore pas mal de problèmes et dont la résolution n'était pas en vue à une échéance prévisible. 

Quant aux rumeurs de surpoids ce n'en est pas une car les tôles sont plus épaisses que nécessaire. Les prototypes seront ainsi "surconstruits" comme disent les ingénieurs, mais au final ce n'est pas nécessairement représentatif de l’épaisseur des tôles qui seront utilisés dans les véhicules de séries, ni même des procédés utilisés pour les assembler.

Enfin, les reversoirs ont déjà fait leurs preuves en résistant à 8.5 bars de pression soit avec un facteur de sécurité de 1.4 pour une pression d'utilisation courante de 6 bars nécessaire pour les vols habités, alors que 3 bars est la norme courante pour les fusées.

Edited by Shorr kan
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Il y a 2 heures, Shorr kan a dit :

Un point qui m'interroge dans la conception c'est l'usage de ce qu'on appel une cloison commune qui met en contact direct les réservoirs d’oxygène et de méthane. Ce qui impose que la pression entre les deux soit en permanence équilibré au risque d'une défaillance catastrophique de la dite cloison et in fine la destruction du véhicule.

C'est assez classique car on évite d'avoir deux parois pressurisés, donc de la masse et de la hauteur sur le lanceur. C'est le cas de tous les étages d'Ariane 5 par exemple.

Par contre, je suis étonné qu'il le fasse car Ariane 6 abandonne justement ce point pour le premier étage pour faire un lanceur moins couteux.

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  • 2 weeks later...

Lancement réussi. Le second étage avec sa charge utile est en orbite. Reste à déployer les satellites.

1er étage récupéré aussi malgré quelques sueurs froides quand la retransmission s'est coupé. Bonne nouvelle sachant que les 1er étages des deux dernières tentatives avaient été perdus.

 

Edit :  C'est fait ! Satellites déployés. La retransmission vient de se terminer.

Bonne nuit les loulous !

Edited by Shorr kan
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Le 28/04/2020 à 12:14, seb24 a dit :

Le SN4 a survécu a son test au sol:

https://spacenews.com/starship-passes-key-pressurization-test/

Pas de vol explosif. Prochainne étape un vol de 150m de haut.


La précédente version nous avait confirmé ou permis de pressentir 2 choses : ils étaient capable de produire rapidement un nouveau prototype, et ils étaient tout proche de réussir leur test de mise sous pression (en fait, sans le souci de pression dans le réservoir de méthane, ils auraient passé le test... qu’ils avaient déjà réussi en fait, au moment où la structure s’est effondrée sous le poids du réservoir).
 

Il ne manquait que la confirmation, c’est chose faite.
Comme cela fait un moment qu’ils travaillent sur l’intégration du raptor et le développement du système en parallèle, le 1er vol devrait logiquement ne pas trop se faire attendre (D’ici que début à mi-juin, ce serait logique).

 

EDIT : bon en fait cette fois, ils ont pressurisé à 4,9 bars, ce qui est très suffisant pour le 1er vol. Les 8,5 bars seront nécessaires pour les vols habités.
Même si je considère qu’ils ont déjà réussi à pressuriser à 8,5 bars lors du précédent test, je ne sais pas si c’est de la frilosité, la volonté de « réussir » cette fois ou des doutes techniques restants qui les ont motivé à ne pas réaliser le même test qu’avec les précédents démonstrateurs.

Edited by TarpTent
Tapé trop vite sans relecture. C’était moche.
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Il y a 12 heures, TarpTent a dit :


EDIT : bon en fait cette fois, ils ont pressurisé à 4,5 bars, ce qui est très suffisant pour le 1er vol. Les 8,5 bars seront nécessaires pour les vols habités.
Même si je considère qu’ils ont déjà réussi à pressuriser à 8,5 bars lors du précédent test, je ne sais pas c’est la frilosité, la volonté de « réussir » cette fois ou des doutes techniques restants qui les ont motivé à ne pas réaliser le même temps qu’avec les précédents démonstrateurs.

Oui j'ai vu ça. Bizarre.

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  • 4 weeks later...

On déserte un peu cette section et pourtant, il y aurait pas mal de choses à dire :

- La capsule Crew Dragon a été montée sur la Flacon 9, et l’ensemble a été dressé sur le pas de tir.

- La Nasa et SpaceX ont fait la revue technique d’usage, qui aura duré 2 jours au lieu d’un seul habituellement. (Non pas parce qu’ils ont rencontré des soucis mais juste par détermination à ne vraiment rien laisser au hasard, pour ce premier envoi d’astronautes depuis le sol américain depuis une décennie)

 

- le SN4 a fait l’objet d’un second test de pressurisation, avec succès, à 7,5 bars cette fois

- le Raptor a été monté dessus, et a déjà effectué de courtes mises à feu.

=> Bref, SN4 est quasiment prêt pour son 1er test de vol à 150m d’altitude.

 

- la poussée du Raptor est officiellement passée de 200 à 250 tonnes, et sa version optimisée de 250 tonnes à 300 tonnes.

 

- les SN5 et SN6 sont déjà en cours de construction, dont l’un vient d’ores et déjà de recevoir sa coiffe aérodynamique.

1590309590-e49cbece-aafa-49b2-8fbe-d54c8
 

 

La semaine qui vient s’annonce passionnante de ce point de vue là.

Edited by TarpTent
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