Pourquoi SpaceX a dû gommer son lancement mercredi

EspaceX

Le 27 mai devait être un jour historique. Pour la première fois en près d’une décennie, des astronautes américains étaient censés se lancer dans l’espace à partir d’une fusée américaine sur le sol américain. Mais pratiquement à la dernière minute, le lancement a été annulé et reporté à samedi. Et tout cela se résumait au mauvais temps qui s’est éclairci dix minutes après la fenêtre de lancement. Malheureusement, dix minutes plus tard, c’est encore "trop ​​tard" et voici pourquoi.

Un lancement raté à cause de la météo

Si vous regardiez le lancement de SpaceX hier, vous en êtes probablement sorti déçu. À un peu moins de 17 minutes du lancement, la NASA a interrompu la mission. Avant de lancer une fusée, l’équipage surveille de près la météo.

À l’époque, les conditions météorologiques violaient trois conditions de lancement – la foudre naturelle, les moulins de terrain et l’enclume attachée. Les broyeurs de terrain sont une mesure de la charge électrique dans l’atmosphère, et les enclumes attachées indiquent les sommets des nuages ​​​​glacés associés aux orages.

Si SpaceX et la NASA avaient procédé au lancement, il y aurait eu une réelle chance que la fusée puisse déclencher un éclairage en plein vol. Cela aurait été catastrophique. Mais dix minutes après la fenêtre de lancement, le temps s’est suffisamment dégagé pour lancer. Dix minutes peuvent ne pas sembler longues, mais en science des fusées, c’est une éternité, et bien trop tard.

La science des fusées est compliquée

EspaceX

Il y a une bonne raison pour laquelle le vieil adage, "il est intelligent, mais ce n’est pas un spécialiste des fusées" existe. Lorsque vous voulez envoyer une fusée en orbite, vous devez déterminer exactement où elle va, combien pèse la fusée et combien de coups vous avez besoin pour soulever ce poids jusqu’à sa destination.

Mais attendez, il y a plus: vous devez également tenir compte des cibles mobiles. Parce que la Terre tourne, ce qui signifie que même si vous essayez de tirer sur un endroit vide dans l’espace, elle se déplace efficacement pendant que vous tirez. Et si vous visez un objet qui se déplace indépendamment de la rotation de la Terre, comme la Station spatiale internationale qui orbite autour de la Terre, cela ajoute un autre facteur à vos calculs.

Maintenant que vous avez tout ce calcul au carré, vous devez déterminer le carburant. Vous aurez besoin de suffisamment de carburant pour soulever votre poids (disons 3,5 millions de livres) en orbite, remportant le combat contre la gravité que vous échouez à chaque fois que vous faites un pas. Mais ajouter du carburant à une fusée ajoute du poids. Vous devrez donc ajouter un peu plus de carburant pour tenir compte du poids de votre carburant, ce qui ajoute plus de poids, ce qui complique tout.

L’équation canon du football

Le but ultime de la NASA et de SpaceX est de lancer une fusée de la manière la plus efficace possible en utilisant le moins de carburant nécessaire. Cela signifie un processus d’aller du point A au point B avec le moins de corrections de cap possible. Chaque fois que la fusée corrige sa trajectoire, cela nécessite plus de carburant. Pour cette raison, les lancements vers la Station spatiale internationale (ISS) nécessitent une "fenêtre de lancement instantanée".

Une "fenêtre de lancement instantané" signifie que vous devez lancer à "T-moins zéro", vous ne pouvez pas aller plus tôt ou plus tard.

Pensez-y de cette façon: imaginez que vous jouez à un jeu dans une foire locale. Vous avez un canon de football, et dans le jeu, une figure de joueur de football avec un trou au milieu court de côté sur un terrain. Votre objectif est de tirer le ballon de football à travers le trou. Mais vous ne pouvez pas tourner votre canon vers la gauche, la droite, le haut ou le bas. Vous ne pouvez tirer qu’à un endroit précis.

Comment gagnez-vous le jeu? Vous ne pouvez pas tirer le ballon de football lorsque la figurine du joueur est à l’endroit où le ballon va frapper. C’est trop tard; le joueur passera avant que le ballon n’arrive. Il faut donc tirer tôt. Mais tirez trop tôt ou trop tard, et le football manquera.

Imaginez maintenant que le joueur de football se trouve à 254 miles et se déplace à 17 150 miles par heure. C’est l’ISS, la cible prévue de mercredi. Comme l’a dit l’administrateur de la NASA, Jim Bridenstine, retarder le vol même de 90 minutes signifie que "la Station spatiale internationale ne sera pas près de là où nous en avons besoin".

Mais que diriez-vous de seulement dix minutes pour la météo mercredi? Eh bien, l’autre problème est le carburant.

Carburant froid pour l’efficacité

Si vous regardiez la tentative de lancement mercredi, vous avez été témoin d’une procédure inhabituelle par rapport aux lancements de fusées américains antérieurs. Dans le passé, les astronautes montaient à bord de la capsule après que les équipes aient chargé du carburant dans la fusée.

Mais mercredi, les astronautes sont montés à bord de la capsule SpaceX Dragon Crew avant le chargement du carburant. SpaceX attend environ une demi-heure avant le lancement pour charger du carburant. C’est un choix quelque peu controversé car le déplacement de propulseurs hautement explosifs comporte un certain danger d’explosion.

SpaceX utilise un propulseur extrêmement froid pour alimenter ses fusées, en particulier un propulseur à oxygène liquide maintenu à -340 degrés Fahrenheit. Cette température incroyablement basse augmente l’efficacité énergétique de la fusée SpaceX. Une meilleure efficacité énergétique facilite les calculs et réduit le coût de lancement.

Ce choix n’est cependant pas sans problèmes. Il y a quelques années, une fusée SpaceX a explosé lors d’essais. Après une enquête approfondie, SpaceX a déterminé qu’une série d’événements ont provoqué la transformation du carburant liquide froid en un solide, ce qui a provoqué l’explosion. La compagnie de fusées a mis en place des mesures supplémentaires pour empêcher une répétition.

Cela laisse SpaceX avec un problème différent qu’il ne peut pas résoudre – comme l’a expliqué la NASA lors de la diffusion du lancement, le carburant doit rester froid. Au fur et à mesure que le combustible liquide se réchauffe, il devient moins efficace. S’il fait trop chaud, il n’aura pas les performances nécessaires pour mettre la fusée en orbite. Ainsi, la fusée se lance beaucoup moins d’une demi-heure après le chargement du carburant ou pas du tout.

En fin de compte, cela signifie que le lancement n’a pas pu attendre dix minutes. Chaque minute signifie un carburant plus chaud et moins de performances, et les calculs impliqués laissent les marges les plus minces pour les besoins en carburant. Au lieu de cela, SpaceX tentera à nouveau le lancement le samedi 30 mars à 15h33, heure de l’Est. Espérons que cette fois la météo coopère.