Historique du développement du vaisseau spatial SpaceX - SpaceX Starship development history

Alors que le programme Starship n'avait qu'une petite équipe de développement au cours des premières années et une plus grande équipe de développement et de construction depuis fin 2018, le PDG de SpaceX, Elon Musk, a fait de Starship la première priorité de développement de SpaceX après le premier vol spatial habité de Crew Dragon en mai 2020, sauf pour tout ce qui a trait à la réduction du risque de retour de l'équipage.

Les essais en vol du deuxième étage de Starship avec son nouveau moteur de fusée Raptor ont commencé en 2019 et se sont poursuivis en 2021. La phase initiale d'essais à haute altitude de 10 à 15 km (6,2 à 9,3 mi) du deuxième étage du Starship avait a réussi des descentes contrôlées dans la basse atmosphère et un atterrissage d'essai d'ici le deuxième trimestre de 2021. Un premier vol d'essai orbital de l'ensemble du système Starship à deux étages est prévu plus tard en 2021.

Fond

Le lanceur a été initialement mentionné lors de discussions publiques par le PDG de SpaceX, Elon Musk, en 2012 dans le cadre d'une description de l'architecture globale du système Mars de l'entreprise, alors connue sous le nom de Mars Colonial Transporter ( MCT ). Il a été proposé en tant que projet de développement à financement privé pour concevoir et construire un système de vol spatial de moteurs-fusées réutilisables , de lanceurs et de capsules spatiales pour éventuellement transporter des humains sur Mars et les ramener sur Terre . Gwynne Shotwell a mentionné que la capacité de charge utile serait peut-être de 150 à 200 tonnes en orbite terrestre basse .

Dès 2007, cependant, Musk avait déclaré un objectif personnel de permettre à terme l'exploration et la colonisation humaines de Mars . Des informations supplémentaires sur l'architecture de la mission ont été publiées en 2011-2015, y compris une déclaration de 2014 selon laquelle les premiers colons arriveraient sur Mars au plus tôt au milieu des années 2020, et SpaceX a commencé le développement du grand moteur de fusée Raptor pour le MCT avant 2014. .

Musk a déclaré dans une interview en 2011 qu'il espérait envoyer des humains à la surface de Mars d'ici 10 à 20 ans et qu'à la fin de 2012, il envisageait l'arrivée des premiers colons au plus tôt au milieu des années 2020.

En octobre 2012, Musk a pour la première fois formulé publiquement un plan de haut niveau pour construire un deuxième système de fusée réutilisable avec des capacités nettement supérieures à celles de la flotte SpaceX Falcon 9, pour laquelle la société avait alors dépensé plusieurs milliards de dollars américains. Ce nouveau véhicule devait être "une évolution du booster Falcon 9 de SpaceX... beaucoup plus gros [que le Falcon 9]". Mais Musk a indiqué que SpaceX n'en parlerait pas publiquement avant 2013. En juin 2013, Musk a déclaré qu'il avait l'intention de suspendre toute introduction en bourse potentielle d'actions SpaceX sur le marché boursier jusqu'à ce que le "Mars Colonial Transporter vole régulièrement".

En février 2014, la principale charge utile du MCT a été annoncée comme étant un grand vaisseau spatial interplanétaire , capable de transporter jusqu'à 100 tonnes (220 000 lb) de passagers et de fret. Musk a déclaré que le MCT serait « 100 fois la taille d'un SUV ». Selon Tom Mueller , responsable du développement des moteurs de SpaceX , les conceptions de l'époque indiquaient que SpaceX pourrait utiliser neuf moteurs Raptor sur une seule fusée, similaire à l'utilisation de neuf moteurs Merlin sur chaque noyau de propulseur Falcon 9 , afin de "mettre plus de 100 tonnes de cargaison sur Mars." À cette époque, il est apparu que le gros noyau de fusée qui serait utilisé pour l'étage de rappel à utiliser avec le MCT aurait un diamètre d'au moins 10 mètres (33 pieds) - près de trois fois le diamètre et plus de sept fois la section transversale zone des noyaux de propulseur Falcon 9 - et devait avoir jusqu'à trois noyaux de fusée avec un total d'au moins 27 moteurs.

En août 2014, des sources médiatiques ont émis l'hypothèse que le test en vol initial du lanceur super-lourd piloté par Raptor pourrait avoir lieu dès 2020, afin de tester pleinement les moteurs dans des conditions de vol spatial orbital ; Cependant, tout effort de colonisation a ensuite été signalé comme continuant à être « profondément dans le futur ».

Système de transport interplanétaire

Système de transport interplanétaire

Conception d'artiste de l'ITS au décollage
Fonction
Fabricant	EspaceX
Pays d'origine	États Unis
Coût par lancement	430 millions de dollars américains (consommables)
Taille
Hauteur	122 m (400 pi)
Diamètre	12 m (39 pi)
Masse	10 500 t (23 100 000 lb)
Étapes	2
Capacité
Charge utile vers LEO
Masse	300 t (660 000 lb) (réutilisable) 550 t (1 210 000 lb) (réutilisable )
Charge utile vers Mars
Masse	450 t (990 000 lb) (avec ravitaillement)
Historique de lancement
Statut	Annulé (développé en Starship)
Sites de lancement	KSC LC-39A
Première étape – ITS Booster
Longueur	77,5 m (254 pi)
Diamètre	12 m (39 pi)
Masse vide	275 t (606 000 lb)
Masse brute	6 975 t (15 377 000 lb)
Masse propulsive	6 700 t (14 800 000 livres)
Moteurs	42 Rapace
Poussée	128 MN (29 000 000 lbf)
Impulsion spécifique	334 s (3,28 km/s)
Propergol	LCH sous- refroidi 4 / LOX
Deuxième étape – ITS Tanker
Longueur	49,5 m (162 pi)
Diamètre	12 m (39 pi) 17 m (56 pi) (pieds inclus)
Masse vide	90 tonnes (200 000 livres)
Masse brute	2 590 t (5 710 000 lb)
Masse propulsive	2 500 t (5 500 000 lb)
Moteurs	3 Aspirateur Raptor 6 Raptor
Poussée	31 MN (7 000 000 lbf)
Propergol	LCH sous- refroidi 4 / LOX
Deuxième étape – Vaisseau spatial interplanétaire
Longueur	49,5 m (162 pi)
Diamètre	12 m (39 pi) 17 m (56 pi) (pieds inclus)
Masse vide	150 t (330 000 lb)
Masse brute	2 100 t (4 600 000 livres)
Masse propulsive	1 950 t (4 300 000 lb)
Moteurs	3 Aspirateur Raptor 6 Raptor
Poussée	31 MN (7 000 000 lbf)
Propergol	LCH sous- refroidi 4 / LOX

En janvier 2015, Musk a déclaré qu'il espérait publier les détails d'une "architecture complètement nouvelle" pour le système de transport de Mars à la fin de 2015, mais cela a ensuite été reporté à 2016. Musk a déclaré en juin 2016 que le premier vol MCT Mars sans équipage pourrait avoir lieu. dès 2022, pour être suivi du premier vol MCT Mars en équipage au départ dès 2024. À la mi-2016, la compagnie a continué d'appeler à l'arrivée des premiers humains sur Mars au plus tôt en 2025. D'ici 2016, la fusée n'avait pas encore reçu de nom officiel de SpaceX, bien que Musk ait commenté une proposition sur Twitter de le nommer "Millennium". Dans son annonce de septembre 2016, Musk a qualifié les versions du véhicule de « booster ITS », de « vaisseau spatial interplanétaire » et de « tanker ITS ».

À la mi-septembre 2016, Musk a noté que le nom de Mars Colonial Transporter ne continuerait pas, car le système serait capable « d'aller bien au-delà de Mars », et qu'un nouveau nom serait nécessaire. Le nom choisi était Interplanetary Transport System ( ITS ), bien que dans une AMA sur Reddit le 23 octobre 2016, Musk ait déclaré : « Je pense que nous avons besoin d'un nouveau nom. ITS ne fonctionne tout simplement pas. J'utilise BFR et BFS pour le fusée et vaisseau spatial, ce qui est bien en interne, mais...", sans préciser quel pourrait être le nouveau nom.

Musk a dévoilé les détails de l'architecture de la mission spatiale, du lanceur, du vaisseau spatial et des moteurs Raptor qui propulsent les véhicules lors du 67e Congrès international d'astronautique le 27 septembre 2016. Le premier tir d'un moteur Raptor a également eu lieu sur un banc d'essai en septembre 2016.

En octobre 2016, Musk a indiqué que l' article d'essai initial du réservoir en fibre de carbone préimprégné , construit sans doublure d'étanchéité, avait donné de bons résultats lors des essais initiaux de fluide cryogénique, et qu'un essai de pression du réservoir à environ 2/3 de la pression d'éclatement de conception était prévu pour plus tard en 2016, avec le très grand réservoir placé sur une barge océanique pour le test. Ce test a été réalisé avec succès en novembre 2016.

En juillet 2017, Musk a indiqué que l'architecture avait "beaucoup évolué" depuis l'articulation de 2016 de l'architecture de Mars. L'un des principaux moteurs de l'architecture mise à jour consistait à rendre le système utile pour des lancements substantiels en orbite terrestre et cislunaire afin que le système puisse se rentabiliser, en partie, grâce à des activités de vols spatiaux économiques dans la zone spatiale proche de la Terre.

Concevoir

La pile ITS était composée de deux étages. Le premier étage serait le « booster ITS », tandis que le deuxième étage aurait été soit un « vaisseau spatial interplanétaire » pour le transport en équipage, soit un « citerne ITS » pour le ravitaillement en orbite.

Les deux étages de l'ITS devaient être propulsés par des moteurs-fusées à liquide bipropergol Raptor dans un cycle de combustion étagée à plein débit , avec du méthane liquide et un oxydant liquide à l'oxygène . Les deux propergols seraient entièrement en phase gazeuse avant d'entrer dans la chambre de combustion du Raptor . Les deux étages étaient destinés à utiliser une purge du gaz haute pression pour la pressurisation autogène des réservoirs de propergol, éliminant ainsi le système problématique de pressurisation à l' hélium haute pression utilisé dans le lanceur Falcon 9 .

La hauteur totale du lanceur, premier étage et deuxième étage/engin spatial intégré, était de 122 m (400 pieds). Les deux étages de l'ITS devaient être construits en fibre de carbone légère , même les réservoirs de propergol cryogénique profond , un changement majeur par rapport au réservoir en alliage aluminium-lithium et au matériau de structure utilisé dans la famille de lanceurs SpaceX Falcon 9. Les deux étages sont entièrement réutilisables et atterriront verticalement, technologie initialement développée sur les premiers étages du lanceur Falcon 9 en 2012-2016. La masse brute au décollage est de 10 500 tonnes (23 100 000 lb) à une poussée au décollage de 128 méganewtons (29 000 000 lbf). ITS serait capable de transporter une charge utile en orbite terrestre basse de 550 tonnes (1 210 000 lb) en mode consommable et de 300 tonnes (660 000 lb) en mode réutilisable .

ITS booster

Le booster ITS était un premier étage réutilisable de 12 m de diamètre (39 pi), 77,5 m de haut (254 pi), alimenté par 42 moteurs Raptor classés au niveau de la mer produisant quelque 3 024 kilonewtons (680 000 lbf) de poussée dans chaque moteur. La poussée totale du booster aurait été d'environ 128 MN (29 000 000 lbf) au décollage, plusieurs fois la poussée de 36 MN (8 000 000 lbf) du Saturn V .

La configuration du moteur de conception comprenait 21 moteurs dans un anneau extérieur et 14 dans un anneau intérieur, avec ces 35 moteurs fixés en place. Le groupe central de sept moteurs devait être monté sur cardan pour le contrôle directionnel, bien qu'un certain contrôle directionnel de la fusée devait être effectué en utilisant une poussée différentielle sur les moteurs fixes. La poussée de conception sur chaque moteur visait à être variable entre 20 et 100 pour cent de la poussée nominale.

Les propulseurs méthane et oxygène seraient également utilisés pour alimenter les propulseurs de contrôle de réaction , bien que le propulseur soit en phase gazeuse plutôt que le liquide cryogénique qui alimente les moteurs principaux. Ces propulseurs contrôleraient l'orientation du propulseur dans l'espace et offriraient une précision supplémentaire lors de l'atterrissage.

La conception visait à atteindre une vitesse de séparation d'environ 8 650 km/h (5 370 mph) tout en conservant environ 7 % de la charge propulsive initiale totale pour ramener le propulseur vers la rampe de lancement pour un atterrissage vertical , suivi d'une inspection et relancer.

La conception prévoyait l'utilisation d'ailettes de grille pour guider le booster lors de la rentrée atmosphérique . Les vols de retour du booster devaient rencontrer des charges inférieures à celles rencontrées sur les rentrées du Falcon 9, principalement parce que l'ITS aurait à la fois un rapport de masse et une densité inférieurs à ceux du Falcon 9. Le booster devait être conçu pour des charges nominales de 20  g , et peut-être jusqu'à 30-40  g sans casser.

Contrairement à l'approche d'atterrissage utilisée sur les premiers étages de la fusée réutilisable de SpaceX au milieu des années 2010, soit une grande plate-forme en béton plate, soit une plate-forme d' atterrissage flottante en aval utilisée avec Falcon 9 et Falcon Heavy, le booster ITS devait être conçu pour atterrir sur le support de lancement. lui-même, où il peut ensuite être ravitaillé en carburant et relancé.

Vaisseau spatial interplanétaire

L'ITS n'avait pas de deuxième étage dédié et à fonction unique comme la plupart des lanceurs l'ont fait. Au lieu de cela, la fonction de l'étage supérieur consistant à acquérir une vitesse suffisante pour placer une charge utile en orbite terrestre est fournie en tant que rôle à relativement court terme par un engin spatial doté de tous les systèmes requis pour un vol spatial de longue durée.

Le vaisseau spatial interplanétaire était une grande conception de vaisseau spatial de transport de passagers proposée par SpaceX dans le cadre de leur véhicule de lancement ITS en septembre 2016. Le navire fonctionnerait comme un deuxième étage du véhicule de lancement orbital et serait également le véhicule de transport interplanétaire pour les deux fret et passagers. Le vaisseau spatial interplanétaire serait capable de transporter jusqu'à 450 tonnes (990 000 lb) de fret par voyage vers Mars après le ravitaillement en orbite terrestre.

Les trois moteurs Raptor au niveau de la mer seraient utilisés pour les manœuvres, la descente et l'atterrissage, ainsi que pour l'ascension initiale depuis la surface de Mars. En 2016, le premier lancement d'essai d'un vaisseau spatial n'était pas attendu avant 2020 ou plus tard, et le premier vol du booster ITS devait suivre un an ou plus plus tard. Les premiers vols sur Mars, au milieu des années 2020 ou plus tard, devaient transporter principalement du matériel et peu de personnes.

ITS pétrolier

Le tanker ITS est une variante du tanker à propergol du deuxième étage ITS. Cette conception de vaisseau spatial devait être utilisée exclusivement pour transporter jusqu'à 380 tonnes (840 000 lb) de propergols en orbite terrestre basse pour ravitailler les vaisseaux spatiaux interplanétaires. Pour alimenter pleinement un vaisseau spatial interplanétaire pour un vol interplanétaire de longue durée, il était prévu que jusqu'à cinq pétroliers seraient nécessaires pour décoller de la Terre, transférant un total de près de 1 900 tonnes (4 200 000 lb) de propergol pour charger complètement le vaisseau spatial pour le périple. Après les opérations de ravitaillement, le ravitailleur réutilisable devait rentrer dans l' atmosphère terrestre, atterrir et se préparer pour un autre vol de ravitaillement.

Réutilisabilité

Les deux étages devaient être conçus par SpaceX pour être entièrement réutilisables et devaient atterrir verticalement , en utilisant un ensemble de technologies précédemment développées par SpaceX et testées en 2013-2016 sur une variété de véhicules d'essai Falcon 9 ainsi que sur de véritables lanceurs Falcon 9 .

Il est important de noter que l'aspect "entièrement et rapidement réutilisable" de la conception ITS a été le facteur le plus important dans l'analyse de SpaceX pour réduire le coût actuellement énorme du transport de masse vers l'espace, en général, et vers les destinations interplanétaires, en particulier. Alors que le système de transport en cours de développement en 2016-2017 reposait sur une combinaison de plusieurs éléments pour rendre possibles des vols spatiaux de longue durée au - delà de l'orbite terrestre (BEO) en réduisant le coût par tonne livrée sur Mars, l'aspect réutilisabilité des véhicules de lancement et des engins spatiaux seul était attendu par SpaceX pour réduire ce coût d'environ 2 1/2 ordres de grandeur par rapport à ce que la NASA avait précédemment réalisé sur des missions similaires. Musk a déclaré que cela représente plus de la moitié de la réduction totale de 4 1/2 ordres de grandeur qui, selon lui, est nécessaire pour permettre l'émergence d'un règlement durable au large de la Terre.

Grande fusée Falcon

En septembre 2017, lors de la 68e réunion annuelle du Congrès international d'astronautique , SpaceX a dévoilé la conception mise à jour du véhicule. Musk a déclaré: "Nous recherchons le bon nom, mais le nom de code, au moins, est BFR."

La Big Falcon Rocket ( BFR ), également connue sous le nom de Big Fucking Rocket , était un lanceur en composite de carbone de 9 mètres (30 pieds) de diamètre propulsé par des moteurs Raptor . Le véhicule serait initialement utilisé pour l'orbite terrestre et les opérations cislunaires, puis pour les vols vers Mars.

Le BFR était cylindrique et comprenait une petite aile delta à l'extrémité arrière avec des volets divisés pour le contrôle du tangage et du roulis . L'aile delta et les volets fendus seraient nécessaires pour élargir le domaine de vol afin de permettre au navire d'atterrir dans une variété de densités atmosphériques ( atmosphère sous vide, mince ou lourde) avec une large gamme de charges utiles dans le nez du navire. Trois versions du navire ont été décrites : BFS cargo, BFS tanker et BFS crew. La version cargo serait utilisée pour lancer des satellites en orbite terrestre, délivrant "beaucoup plus de satellites à la fois que tout ce qui a été fait auparavant" ainsi que du fret vers la Lune ou Mars. Après avoir été ravitaillé sur une orbite terrestre elliptique, le vaisseau spatial pourrait atterrir sur la Lune et revenir sur Terre sans autre ravitaillement.

La disposition du moteur, les conceptions de surface aérodynamique de rentrée et même le matériau de construction de base ont chacun changé de manière marquée depuis le dévoilement public initial du BFR en 2017, afin d'équilibrer les objectifs tels que la masse de la charge utile, les capacités d'atterrissage et la fiabilité. La conception initiale lors du dévoilement montrait le navire avec six moteurs Raptor (deux au niveau de la mer, quatre à vide) au lieu des neuf moteurs utilisés dans la conception ITS précédente.

Fin 2017, SpaceX a ajouté un troisième moteur au niveau de la mer à la conception conceptuelle pour augmenter la capacité de panne moteur et permettre des atterrissages avec une plus grande masse de charge utile, portant le nombre total de moteurs à sept.

De plus, il a été démontré que le BFR avait théoriquement la capacité de transporter des passagers et/ou des marchandises dans un transport terrestre rapide, livrant sa charge utile n'importe où sur Terre en 90 minutes.

En septembre 2017, les moteurs Raptor avaient été testés pour un total combiné de 1 200 secondes de temps de tir d'essai sur 42 tests de moteurs principaux. Le test le plus long a duré 100 secondes, ce qui était limité par la taille des réservoirs de propergol de l'installation d'essai au sol SpaceX. Le moteur d'essai fonctionne à une pression de 20  MPa (200 bar ; 2 900 psi). Le moteur de vol vise 25  MPa (250 bar; 3 600 psi), et SpaceX s'attend à atteindre 30  MPa (300 bar; 4 400 psi) dans les itérations ultérieures. En novembre 2017, la présidente et directrice de l'exploitation de SpaceX, Gwynne Shotwell, a indiqué qu'environ la moitié de tous les travaux de développement sur BFR étaient alors concentrés sur le moteur Raptor .

En 2015, SpaceX avait recherché des emplacements d'installations de fabrication pour construire la grande fusée, avec des emplacements à l'étude en Californie , au Texas , en Louisiane et en Floride . En septembre 2017, SpaceX avait déjà commencé à construire des composants de lanceurs : « L'outillage pour les réservoirs principaux a été commandé, l'installation est en cours de construction, nous commencerons la construction du premier navire [au deuxième trimestre 2018.] » D'ici le début 2018, le premier navire utilisant une structure en composite de carbone était en construction et SpaceX avait commencé à construire une nouvelle installation de production permanente pour construire les véhicules de 9 mètres dans le port de Los Angeles . La fabrication du premier navire était en cours en mars 2018 dans une installation temporaire du port, les premiers vols d'essai suborbitaux étant prévus au plus tôt en 2019.

En mars 2018, SpaceX a annoncé qu'elle fabriquerait son lanceur et son vaisseau spatial de nouvelle génération de 9 mètres de diamètre (30 pieds) dans une nouvelle installation que la société construit en 2018-2019 sur Seaside Drive dans le port de Los Angeles . La société avait loué un site de 18 acres (7,3 ha) pendant 10 ans, avec plusieurs renouvellements possibles, et utiliserait le site pour la fabrication, la récupération après les débarquements et la remise à neuf du propulseur et du vaisseau spatial. L' approbation réglementaire finale de la nouvelle usine de fabrication est venue du Conseil des commissaires du port en avril 2018 et du conseil municipal de Los Angeles en mai. À ce moment-là, environ 40 employés de SpaceX travaillaient sur la conception et la construction de BFR. Au fil du temps, le projet devait créer 700 emplois techniques. L'installation permanente du port de Los Angeles devait être un bâtiment de 203 500 pieds carrés (18 910 m ² ) et de 105 pieds (32 m) de hauteur. Le lanceur entièrement assemblé devait à ce moment-là être transporté par barge, à travers le canal de Panama , jusqu'à Cap Canaveral en Floride pour le lancement.

L'objectif ambitieux en 2017 était d'envoyer les deux premières missions de fret sur Mars en 2022, dans le but de « confirmer les ressources en eau et d'identifier les dangers » tout en déployant « l'infrastructure énergétique, minière et de survie » en place pour les futurs vols. Cela serait suivi par quatre navires en 2024, deux vaisseaux spatiaux BFR avec équipage et deux navires cargo uniquement apportant des équipements et des fournitures supplémentaires dans le but de mettre en place l'usine de production de propergol.

En août 2018, pour la première fois, l' armée américaine a discuté publiquement de l'intérêt d'utiliser le BFR. Le chef du commandement de la mobilité aérienne de l' USAF était particulièrement intéressé par la capacité des BFR à déplacer jusqu'à 150 t (330 000 lb) de fret n'importe où dans le monde en utilisant la capacité Terre-Terre projetée en moins de 30 minutes, pour « moins que le coût d'un C-5 ". Ils ont prévu que la grande capacité de transport "pourrait se produire dans les cinq à 10 prochaines années".

Dans une annonce en septembre 2018 d'une mission de circumnavigation lunaire prévue en 2023, un vol privé appelé projet # dearMoon , Musk a montré un concept repensé pour le deuxième étage et le vaisseau spatial BFR avec trois ailerons arrière et deux ailerons canard avant ajoutés pour l'entrée atmosphérique, remplaçant le précédent aile delta et volets fendus montrés un an plus tôt. La conception BFR révisée devait utiliser sept moteurs Raptor de taille identique dans la deuxième étape; le même modèle de moteur que celui qui serait utilisé sur le premier étage. La conception du deuxième étage avait deux petits ailerons canard actionnés près du nez du navire et trois grands ailerons à la base, dont deux actionnaient, les trois servant de jambes d'atterrissage.

Système de vaisseau spatial SpaceX

Les deux parties principales du BFR repensé ont été renommées "Starship" pour l'étage supérieur et " Super Heavy " pour l'étage de rappel, ce qui, selon Musk, était "nécessaire pour échapper à la gravité profonde de la Terre (pas nécessaire pour les autres planètes ou lunes)."

En mai 2019, la conception finale du vaisseau spatial est revenue à six moteurs Raptor, dont trois optimisés pour le niveau de la mer et trois optimisés pour le vide . Il a également été clarifié que le prototype initial Super Heavy sera de taille normale, mais il a ensuite été précisé qu'il effectuerait des vols d'essai initiaux avec moins que l'ensemble des moteurs, peut-être environ 20.

SpaceX a commencé à se référer à l'ensemble de deux à étages en orbite , entièrement réutilisable , véhicule de lancement super de transport lourd comme le système SpaceX Starship en 2019, bien qu'ils continuent d'utiliser « Starship » pour désigner uniquement le vaisseau spatial (deuxième organiser).

Au fur et à mesure que la conception du moteur Raptor était réitérée et que les versions à poussée plus élevée étaient bien testées sur le banc d'essai, le nombre de moteurs dans l'étage de suralimentation Super Heavy a changé. Super Heavy a été initialement annoncé pour avoir jusqu'à 37 moteurs Raptor sur la première étape, et une conception avec 31 moteurs était le plan public jusqu'en mai 2020. Cependant, en août 2020, Musk a déclaré que la conception avait changé : « Il pourrait être de 28 moteurs", en raison de changements dans la conception du moteur, notamment une augmentation de la pression dans la chambre et un rapport poussée/poids plus élevé. En août 2020, Elon Musk attendait un prototype Super Heavy pour septembre ou octobre. Musk a précisé que SpaceX avait l'intention d'effectuer des centaines de vols cargo avec Starship avant de transporter des passagers humains.

En février 2021, SpaceX a finalisé la levée d'un financement supplémentaire de 3,5 milliards de dollars US au cours des six mois précédents, pour soutenir la phase à forte intensité capitalistique du développement du système de lancement Starship et la mise en service opérationnelle de la constellation de satellites Starlink. En avril, SpaceX a précisé qu'ils continuaient de s'attendre à ce que le cas d'utilisation du "transport de point à point entre deux emplacements sur Terre" soit opérationnel et transporte "un grand nombre de personnes" d'ici cinq ans.

Les premiers tests de descente atmosphérique de 2020 à mai 2021 ont fourni à SpaceX des données de test suffisantes sur l'aérodynamique pour qu'en juillet 2021, les volets du corps du deuxième étage de Starship soient repensés pour être à la fois plus étroits et plus légers.

Prototypes de vaisseaux

Nom	D'abord repéré	Deployé	Premier feu statique	Vol inaugural	Déclassé	Chantier de construction	Statut	Cur. emplacement	Vols
Starhopper	décembre 2018	8 mars 2019	3 avril 2019	25 juillet 2019	Août 2019	Boca Chica, Texas	Réaffecté	Site de lancement	2
Mk1	décembre 2018	31 octobre 2019	N / A	N / A	20 novembre 2019	Boca Chica, Texas	Détruit	Site de test	0
Mk2	Mai 2019	N / A	N / A	N / A	Novembre 2019	Cacao, Floride	Mis au rebut		0
SN1	c.  Octobre 2019	26 février 2020	N / A	N / A	28 février 2020	Boca Chica, Texas	Détruit	Banc d'essai	0
Mk4	c.  Septembre 2019	N / A	N / A	N / A	Novembre 2019	Cacao, Floride	Mis au rebut		0
SN3	Mars 2020	29 mars 2020	N / A	N / A	3 avril 2020	Boca Chica, Texas	En partie réutilisé	N / A	0
SN4	avril 2020	24 avril 2020	5 mai 2020	N / A	29 mai 2020	Boca Chica, Texas	Détruit	Site de lancement	0
SN5	avril 2020	24 juin 2020	27 juillet 2020	4 août 2020	Février 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut		1
SN6	Mai 2020	12 août 2020	23 août 2020	3 septembre 2020	Janvier 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut		1
SN8	juillet 2020	27 septembre 2020	20 octobre 2020	9 décembre 2020	9 décembre 2020	Boca Chica, Texas	Détruit	Aire d'atterrissage	1
SN9	Août 2020	22 décembre 2020	6 janvier 2021	2 février 2021	2 février 2021	Boca Chica, Texas	Détruit	Aire d'atterrissage	1
SN10	Septembre 2020	29 janvier 2021	23 février 2021	3 mars 2021	3 mars 2021	Boca Chica, Texas	Détruit	Aire d'atterrissage	1
SN11	Septembre 2020	8 mars 2021	22 mars 2021	30 mars 2021	30 mars 2021	Boca Chica, Texas	Détruit	Site de lancement	1
SN12	Septembre 2020	N / A	N / A	N / A	Février 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut		0
SN13	Octobre 2020	N / A	N / A	N / A	Février 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut		0
SN14	Octobre 2020	N / A	N / A	N / A	Février 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut		0
SN15	novembre 2020	8 avril 2021	26 avril 2021	5 mai 2021	31 mai 2021	Boca Chica, Texas	Retraité	Présentoir	1
SN16	décembre 2020	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Inconnu	Boca Chica, Texas	Peut-être à la retraite	Présentoir	0
SN17	décembre 2020	N / A	N / A	N / A	mai-juin 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut	Casse	0
SN18	Janvier 2021	Improbable	Improbable	Improbable	Inconnu	Boca Chica, Texas	Suspendu	Inconnu	0
SN19	Février 2021	Improbable	Improbable	Improbable	Inconnu	Boca Chica, Texas	Suspendu	Inconnu	0
SN20/Navire 20	Mars 2021	5 août 2021	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Boca Chica, Texas	Sur le coussin sub-orbital B	Banc d'essai	0
Navire 21	3 juillet 2021	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Boca Chica, Texas	En construction	Construire un site	0
Navire 22	Septembre 2021	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Boca Chica, Texas	En construction	Construire un site	0

Starhopper

Le 8 Décembre 2018, neuf mois après le début de la construction de certaines parties du premier article essai véhicule d'essai à basse altitude composite Starship carbone, Musk a annoncé serait prise « nouvelle approche de conception de contre-intuitif » par la société: la matière première de construction la structure de la fusée et les réservoirs de propergol seraient en métal "assez lourd... mais extrêmement solide" , révélé par la suite être en acier inoxydable . Musk a révélé le 23 décembre 2018 que l'article de test initial - le Starship Hopper , Hopper ou Starhopper - était en construction à Boca Chica depuis plusieurs semaines, à l'air libre sur la propriété de SpaceX. Le Starhopper était construit à partir d'un acier inoxydable de la série 300 . Selon Musk, la raison de l'utilisation de ce matériau est que "c'est [l'acier inoxydable] évidemment bon marché, c'est évidemment rapide, mais ce n'est évidemment pas le plus léger. Mais c'est en fait le plus léger. Si vous regardez les propriétés d'un matériau de haute qualité en acier inoxydable, ce qui n'est pas évident, c'est qu'à des températures cryogéniques, la résistance est augmentée de 50 %. Le point de fusion élevé de la série 300 signifierait que le côté sous le vent du vaisseau spatial n'aurait besoin d'aucune isolation lors de la rentrée, tandis que le côté au vent beaucoup plus chaud serait refroidi en permettant au carburant ou à l'eau de s'écouler à travers les micropores d'une peau en acier inoxydable à double paroi, évacuer la chaleur par évaporation . Le Starhopper avait un seul moteur et a été utilisé pour un vol d'essai pour développer les algorithmes de contrôle d'atterrissage et de basse altitude/basse vitesse.

De la mi-janvier au début du mois de mars 2019, un objectif majeur de la fabrication de l'article d'essai était de terminer la construction du réservoir sous pression pour les réservoirs de méthane liquide et d'oxygène liquide, y compris la plomberie du système et le déplacement de la partie inférieure du réservoir du véhicule 3,2 km (2,0 mi) jusqu'à la rampe de lancement le 8 mars 2019. Les tests du système intégré du Starhopper - avec l' équipement de soutien au sol (GSE) nouvellement construit dans les installations de SpaceX South Texas - ont commencé en mars 2019. "Ces tests impliquaient le ravitaillement en carburant Starhopper avec LOX et méthane liquide et test des systèmes de pressurisation, observé via le givrage des conduites d'ergols menant au véhicule et l'évacuation des évaporations cryogéniques sur le site de lancement/test Pendant plus d'une semaine, Starhopper a subi des tests de tanking quasi quotidiens , des répétitions générales humides et quelques tests de pré-brûleur ." Au début de 2019, une tempête a touché le site du Texas, soufflant sur le cône de nez supérieur de Starhopper et l'endommageant. On pensait qu'une reconstruction du cône de nez était nécessaire; Cependant, à la fin, SpaceX a décidé de renoncer complètement à l'utilisation d'un cône de nez et d'utiliser le véhicule Starhopper sans cône de nez.

À la suite des premiers tests du système intégré du véhicule d'essai Starhopper avec le moteur Raptor numéro de série 2 (Raptor SN2) début avril 2019, le moteur a été retiré pour une analyse post-test et plusieurs ajouts ont été apportés au Starhopper . Des propulseurs du système de contrôle d'attitude ont été ajoutés au véhicule, ainsi que des amortisseurs pour les jambes d'atterrissage non rétractables et des connexions à déconnexion rapide pour les ombilicaux . Raptor SN4 a été installé début juin pour des vérifications d'ajustement, mais le premier vol d'essai qui n'est pas attaché devait voler avec Raptor SN5, jusqu'à ce qu'il subisse des dommages lors des tests au SpaceX Rocket Development and Test Facility , à McGregor, Texas . Par la suite, le Raptor SN6 était le moteur utilisé par Starhopper pour ses vols sans attache .

Le 3 avril 2019, SpaceX a mené avec succès un essai d'incendie statique au Texas de son véhicule Starhopper , qui a allumé le moteur alors que le véhicule restait attaché au sol. Le tir a duré quelques secondes et a été classé comme réussi par SpaceX. Il s'agissait du premier tir de Starhopper , du premier tir d'un moteur de fusée sur le site de lancement du Texas et du premier saut/vol captif (selon Musk) du programme Starship . Le véhicule a peut-être décollé du sol, mais cela n'aurait été qu'à une hauteur de quelques centimètres, et il n'est pas possible de voir le décollage dans les enregistrements vidéo publics du test. Un deuxième test captif a suivi deux jours plus tard, le 5 avril 2019. Cette fois, le véhicule a décollé du sol pour atteindre la limite d'attache d'environ 1 mètre d'altitude.

En mai 2019, SpaceX prévoyait d'effectuer des essais en vol à la fois dans le sud du Texas et sur la côte spatiale de la Floride. La FAA a délivré un permis expérimental d'un an en juin 2019 pour piloter Starhopper à Boca Chica, y compris les opérations au sol avant et après le vol. Fin mai 2019, alors que le Starhopper se préparait pour des essais en vol sans attache dans le sud du Texas, ils construisaient simultanément deux prototypes à haute altitude, le Mk1 au Texas et le Mk2 en Floride . Les deux navires ont été construits par des équipes concurrentes, qui devaient partager leurs progrès, leurs connaissances et leurs techniques de construction avec l'autre équipe, mais aucune équipe n'est obligée d'utiliser les techniques de l'autre équipe. Les plus gros véhicules d'essai Mk1 et Mk2 comportaient trois moteurs Raptor methalox destinés à atteindre une altitude maximale de 5 km (3,1 mi), et le vol initial était prévu au plus tôt au premier semestre 2019. La construction d'un prototype Mk3 a commencé en fin 2019. Un premier vol orbital n'était pas attendu avant Mk4 ou Mk5 à la mi-2020. La construction du premier étage d'appoint Super Heavy devait pouvoir commencer d'ici septembre. À l'époque, aucun des deux prototypes orbitaux n'avait encore de surfaces de contrôle aérodynamiques ni de jambes d'atterrissage ajoutées aux structures de réservoir en construction, et Musk a indiqué que la conception des deux allait à nouveau changer. Le 21 septembre 2019, les « ailerons mobiles » visibles de l'extérieur ont commencé à être ajoutés au prototype Mk1, donnant un aperçu de la refonte promise mi-2019 des surfaces de contrôle aérodynamiques des véhicules d'essai.

Le 25 juillet 2019, le Starhopper a effectué son premier essai en vol, un "saut" d'environ 20 m (66 ft) d'altitude, et un deuxième et dernier "saut" le 27 août, atteignant une altitude d'environ 150 m (490 ft) et atterrir à environ 100 m (110 yd) de la rampe de lancement, démontrant la première utilisation du moteur Raptor en vol réel. Starhopper reste situé à côté de la zone de lancement.

Mk1, Mk2, Mk3, Mk4

Mk1 et Mk2 étaient les premiers prototypes de la conception finale de Starship. SpaceX a terminé la structure externe du Starship Mk1 à temps pour la mise à jour publique de Musk en septembre 2019. Observant la construction en cours avant l'événement, les observateurs ont diffusé des photos en ligne et spéculé sur les changements les plus visibles, y compris un passage à deux ailerons de queue du précédent Trois. Au cours de l'événement, Musk a ajouté que l'atterrissage se ferait désormais sur six jambes d'atterrissage dédiées, après une rentrée protégée par des carreaux chauffants en céramique. Des spécifications mises à jour ont été fournies : une fois optimisé, le Starship devait avoir une masse de 120 000 kg (260 000 lb) à vide et être capable de transporter initialement une charge utile de 100 000 kg (220 000 lb) avec un objectif de 150 000 kg (330 000 lb) sur temps. Musk a également fait allusion à une variante non réutilisable capable de placer 250 000 kg en orbite terrestre basse. Musk a suggéré qu'un vol orbital pourrait être réalisé par le quatrième ou le cinquième prototype d'essai en 2020, en utilisant un booster Super Heavy dans une configuration de lanceur à deux étages en orbite, et l'accent a été mis sur d'éventuelles futures missions lunaires .

Lors de la présentation de septembre 2019, Elon Musk a dévoilé le Starship Mk1. Le prototype Mk1 mesurait 9 m (30 pi) de diamètre et environ 50 m (160 pi) de hauteur, avec une masse à vide de 200 t (220 tonnes courtes). Il était destiné à être utilisé pour tester les profils de vol et de rentrée, dans le but final d'un vol suborbital réussi. Il s'agissait d'un nouveau concept de test, n'ayant jamais été réalisé sur un deuxième étage de lanceur. Il était brièvement équipé de trois moteurs Raptor au niveau de la mer, de deux ailerons chacun à l'avant et à l'arrière, et d'un cône de nez contenant des propulseurs de contrôle de réaction aux gaz froids pour le contrôle d'attitude. Tous ces éléments ont été retirés après la présentation.

Le 20 novembre 2019, l'article de test Mk1 s'est effondré lors d'un test de pression. Mk2 n'a jamais été achevé. Le même jour, SpaceX a déclaré qu'ils arrêteraient de développer Mk1 et Mk2 et passeraient au travail sur les articles Mk3 et Mk4. La construction du Starship Mk4 a commencé en Floride à la mi-octobre 2019. Quelques semaines plus tard, les travaux sur les véhicules en Floride ont été interrompus, le Mk4 étant mis au rebut. Certains assemblages qui avaient été construits en Floride ont été transportés sur le site d'assemblage du Texas à Boca Chica ; il y aurait eu une réduction de 80% de la main-d'œuvre sur le site d'assemblage de Floride alors que SpaceX y suspendait ses activités.

Vaisseau SN1 (Mk3)

En décembre 2019, Musk a annoncé que le Starship Mk3 serait redésigné « Starship SN1 » et qu'il y aurait au moins des améliorations de conception mineures au moins grâce au Starship SN20. Musk a également expliqué qu'il y avait eu un changement dans la production de Starship. Certaines pièces sont maintenant embouties et soudées TIP TIG vs formées par bosse et soudées au noyau de flux. Le nouveau processus de production garantit des joints plus solides et une réduction de masse de 20 %.

En janvier 2020, SpaceX a effectué des tests de pressurisation sur deux réservoirs d'articles de test à Boca Chica. L'un de ces tests a eu lieu le 10 janvier 2020, lorsqu'un réservoir d'essai a été intentionnellement détruit en le surpressurisant ; le réservoir atteint une pression de 7,1 bar (710 kPa). Plus tard, un autre réservoir d'essai a subi au moins deux essais de pressurisation ; lors de la première expérience, le lundi 27 janvier 2020, le réservoir d'essai a résisté à une pression de 7,5 bar (750 kPa) avant de provoquer une fuite. La fuite a été soudée et le réservoir soumis à un test de pression cryogénique le 28 janvier 2020, lorsque le réservoir a été intentionnellement pressurisé jusqu'à sa rupture et a été détruit à la pression de 8,5 bar (850 kPa) Le test a cependant été considéré comme un succès malgré la destruction de le réservoir, car la pression atteignait 8,5 bar (850 kPa), la pression que le réservoir devait maintenir pour être considéré comme sûr pour les vols spatiaux habités ; c'est-à-dire que le réservoir présentait un facteur de sécurité de 1,4 (1,4 fois la pression de fonctionnement).

Selon SpaceX, le vaisseau SN1 (initialement connu sous le nom de Starship Mk3) était "conçu pour l'orbite". Plus tard, il n'était pas clair si c'était le cas (que SN1 volerait en orbite), et si Starship SN1 serait utilisé uniquement pour des essais de tir statique (avec un ou plusieurs moteurs Raptor installés) et peut-être pour un ou plusieurs vols suborbitaux prenant le véhicule à une altitude de 20 kilomètres avec un atterrissage en douceur jusqu'à Boca Chica.

SpaceX a commencé la construction de composants internes pour le véhicule SN1 en décembre 2019. La société a commencé à empiler SN1 en février 2020 après une série de tests de pressurisation sur des prototypes de réservoirs de propergol. La qualité de la soudure des bagues avait été améliorée, mais SN1 a été détruit lors d'un test de pressurisation cryogénique le 28 février 2020 en raison d'une défaillance de conception dans la structure de poussée inférieure du réservoir. La structure s'est rompue de bas en haut, la majeure partie de la partie supérieure a été envoyée dans les airs et s'est écrasée au sol. Au moment de la rupture, le véhicule SN1 n'avait pas de cône avant, de structures de commandes de vol ou de moteurs Raptor installés et était positionné sur un banc d'essai. La perte de SN1 était similaire à la perte de Starship Mk1 en novembre 2019, laissant peu de véhicule intact. Il n'y a eu aucun blessé.

Vaisseau SN3, SN4

En mars 2020, Musk a discuté des futurs plans de SpaceX pour les tests de prototypes de Starship. Le vaisseau SN3 devait être utilisé pour des essais de tir statiques et des sauts courts, tandis que le SN4 serait utilisé pour des vols plus longs.

Le vaisseau spatial SN3 a été détruit lors des tests du 3 avril 2020. La cause de l'échec était une erreur de configuration des tests. Les réservoirs d' oxygène liquide logés dans la partie inférieure du prototype ont été pressurisés à l' azote afin de les maintenir structurellement capables de supporter le poids des réservoirs de méthane pleins en cours d'essai. Une vanne a reçu l'ordre de s'ouvrir par inadvertance, ce qui a entraîné une perte de pression dans une section. La section a subi une défaillance structurelle car elle s'est effondrée sous le poids du méthane lourd et a fait tomber la section supérieure. SN4 a été construit en réutilisant des parties de SN3 non endommagées lors de l'accident.

Le vaisseau spatial SN4 a réussi les tests de pression cryogénique le 26 avril 2020, ce qui en fait le premier prototype depuis le plus petit réservoir d'essai SN2 à le faire. Les 5 et 7 mai 2020, SN4 a passé deux incendies statiques : l'un utilisant les réservoirs principaux, tandis que l'autre utilisait le réservoir collecteur de carburant. Trois nuits plus tard, après la désinstallation du moteur, un nouveau test de pression cryogénique a été effectué. Le 19 mai 2020, lors du troisième essai de tir du moteur, des vibrations ont secoué la tuyauterie de carburant méthane dans le moteur provoquant une fuite qui s'est enflammée et s'est propagée à l'isolation inflammable, l'incendie a causé des dommages importants à la base de la fusée et détruit le câblage de commande laissant SpaceX incapable de commander la dépressurisation des réservoirs de carburant pendant deux jours. Le SN4 a été détruit le 29 mai 2020 après un essai d'incendie statique réussi de son seul moteur Raptor, en raison d'une défaillance de la fonction de déconnexion rapide de l'équipement de soutien au sol.

Vaisseau SN5, SN6

En mars 2020, Musk s'était fixé "un objectif ambitieux" d'utiliser SN5 ou SN6 pour effectuer un vol orbital de Starship avant la fin de 2020. Après un essai de tir statique réussi le 30 juillet 2020, SN5 a effectué un vol de 150 mètres le 4 Août 2020 avec un seul moteur Raptor, SN27. Après le succès de SN5, SN6 a terminé un incendie statique le 24 août 2020. Le 3 septembre, Starship SN6 a été testé dans un vol d'essai de 150 mètres avec un seul moteur Raptor, SN29.

En mars 2021, SN5 a été transféré à la casse. Pendant ce temps, SN6 a été mis au rebut en janvier 2021.

Vaisseau SN8

En juillet 2020, le Starship SN8 devait être construit en acier inoxydable 304L. Cependant, on pense qu'il y avait encore des pièces en acier 301. C'était le premier prototype de preuve de principe à inclure un carénage de cône de nez, des surfaces de contrôle aérodynamiques et trois moteurs Raptor. Fin novembre, Musk a donné à 1/3 les chances que SN8 atterrisse en un seul morceau. Les volets de carrosserie et la pointe avant avec volets avant ont été installés sur la plate-forme après le premier incendie statique. Début octobre, SN8 a effectué trois tests d'épreuve cryogéniques. Fin octobre et novembre, SpaceX a mené quatre incendies statiques avec le véhicule. Lors de la troisième, le 12 novembre 2020, des débris de la dalle ont fait perdre la pneumatique au véhicule. Le 3 décembre 2020, SpaceX avait abaissé l'altitude d'un vol prévu de 15 km (9,3 mi) à 12,5 km (7,8 mi). Le vol a été reporté du 8 au 9 décembre en raison d'un "Raptor auto-abort". Le lancement a eu lieu le 9 décembre 2020 à 22h45 UTC. Le lancement, l'ascension, la réorientation et la descente contrôlée ont réussi, mais en raison de la faible pression dans le réservoir de méthane, les moteurs n'ont pas réussi à produire suffisamment de poussée pour un atterrissage réussi, ce qui a entraîné la destruction de SN8 par les forces d'impact.

Vaisseau SN9

Le 11 décembre 2020, le support sous le SN9 entièrement construit s'est déformé, provoquant le basculement du véhicule et le contact avec les murs à l'intérieur de la High Bay. Le SN9 a ensuite été à nouveau fixé à la verticale le 14 décembre 2020, révélant des dommages à l'un de ses ailerons canard. Le 20 décembre 2020, un nouveau volet avant a remplacé le volet endommagé sur SN9. SN9 a été déployé sur le site de lancement et a été monté sur le coussin suborbital B le 22 décembre 2020, suivi d'un test de preuve cryogénique. Il a subi les dernières opérations d'intégration pendant les vacances de Noël et a commencé les tests du système sur le stand de lancement le 28 décembre 2020. SN9 a mené 6 incendies statiques au total, tous au cours du mois de janvier. Le 13 janvier 2021, SN9 a subi trois incendies statiques distincts, à quelques heures d'intervalle. Après quelques problèmes détectés, il a été décidé d'échanger deux de ses moteurs Raptor, les moteurs 44 et 46. Après avoir lutté pour obtenir l'autorisation de la FAA de lancer, SN9 a effectué un essai en vol de 10 km (6,2 mi) le 2 février 2021. vers SN8, l'ascension, les coupures de moteur, la réorientation et la descente contrôlée étaient tous stables, mais l'un des moteurs a eu un problème avec le pré-brûleur à oxygène et est tombé en panne, faisant perdre le contrôle du véhicule et s'écraser sur la piste d'atterrissage. Après cela, la plate-forme d'atterrissage a été renforcée avec une couche supplémentaire de béton.

Vaisseau SN10

Le 29 janvier 2021, SN10 a été déplacé vers le site de lancement sur la plateforme suborbitale A, en même temps que SN9. En tant que tel, SN10 était présent lorsque SN9 s'est écrasé, mais n'a pas été endommagé. Après l'échec de SN9 en raison d'un problème d'allumage du moteur Raptor, Musk a déclaré que les futures missions allumaient les trois Raptors pour effectuer la séquence d'atterrissage sur le ventre, au lieu de deux seulement. Cela agit comme une sécurité intégrée dans le cas où un moteur ne s'allume pas. Le premier test d'épreuve cryogénique du SN10 a eu lieu le 8 février, suivi d'un incendie statique le 23 février. Après le remplacement d'un moteur, un autre incendie statique s'est déclaré le 25 février. Le 13 février, Musk a estimé que la probabilité d'un atterrissage réussi était d'environ 60%.

Deux tentatives de lancement ont eu lieu le 3 mars. La première tentative de lancement à 20h14 UTC a été automatiquement abandonnée après qu'un seul moteur Raptor ait produit trop de poussée lors de la régulation. Le lancement prévu a été retardé de 3 heures après augmentation de la tolérance. La deuxième tentative de la journée a abouti à un lancement réussi avec montée, coupures de moteur, manœuvre de retournement, descente, contrôle des volets et brûlure d'atterrissage. Après avoir suivi le même profil de vol que SN8 et SN9, SN10 est devenu le premier prototype de vaisseau spatial à atterrir intact après un test à haute altitude. Cependant, le véhicule a effectué un atterrissage dur lorsqu'il a heurté la plate-forme d'atterrissage à 10 m/s, très probablement en raison d'une ingestion partielle d'hélium du réservoir collecteur de carburant. Trois des jambes d'atterrissage n'étaient pas verrouillées en place, provoquant une légère inclinaison après l'atterrissage. Bien que le véhicule soit resté intact à l'atterrissage, l'impact a écrasé les jambes et une partie de la jupe des jambes. Le prototype a subi une explosion 8 minutes plus tard, qui a envoyé le prototype voler dans les airs avant de s'écraser au sol (similaire à SN1). Une fuite de méthane peut être à l'origine de l'explosion.

Vaisseau SN11

Le SN11 a été déplacé vers la plateforme suborbitale B le 8 mars 2021 pour commencer sa campagne de tests. Le 12 mars 2021, SN11 a subi avec succès un test de preuve cryogénique comprenant également des tests du RCS (Reaction Control System). Le 15 mars 2021, SN11 a tenté un essai au feu statique. Cependant, immédiatement après l'allumage des moteurs Raptor, le test a été interrompu. Le 22 mars 2021, une deuxième première tentative d'incendie statique réussie a eu lieu à 8 h 56 HAC. Le 25 mars 2021, Michael Baylor a rapporté sur Twitter que l'un des trois moteurs Raptor sur SN11 avait été retiré pour réparation. Plus tard dans la matinée, un moteur Raptor de remplacement AKA Raptor 46 est arrivé sur le site de lancement et a été installé sur SN11 à 6h06 heure locale. Michael Baylor a également signalé le 25 mars 2021 qu'un autre test d'incendie statique pourrait avoir lieu le 26 mars 2021 ainsi qu'un test en vol de 10 km (6,8 mi) à haute altitude. Le 26 mars 2021, un troisième incendie statique a été tenté à 8 h 09 HAC, utilisant au moins le moteur Raptor 46, semblant durer une durée normale. Un essai en vol à haute altitude de 10 km (32 800 pieds) a été effectué dans un épais brouillard le 30 mars 2021. Le vol a vu des coupures de moteur réussies, une manœuvre de retournement, un contrôle des volets et une descente, cependant, un incendie visible sur le moteur 2 lors de la première ascension. Juste après que le moteur défectueux ait été rallumé pour le brûlage à l'atterrissage, SN11 a perdu la télémétrie à T+ 5:49 et des sons similaires à la désintégration ont été entendus. SN11 a ensuite été vu impactant visuellement le sol en plusieurs morceaux peu de temps après la défaillance. Elon Musk a tweeté qu'une fuite de méthane (relativement) petite a provoqué un incendie sur le moteur 2 et une partie frite de l'avionique, provoquant un démarrage difficile lors d'une tentative d'atterrissage dans la turbopompe CH4.

Vaisseau SN12, SN13, SN14

De nombreux composants de SN12 ont été assemblés et partiellement empilés. En janvier et février 2021, des parties de SN12 ont été mises au rebut. En mars 2021, le cône de nez et d'autres composants du SN12 ont été réutilisés pour une unité de test structurel.

Peu de pièces ont été fabriquées pour SN13 et SN14, et SpaceX n'a ​​pas terminé les deux prototypes. Ils ont tous les deux été mis au rebut.

Vaisseau SN15

Elon Musk a fait référence à des améliorations majeures de la conception du SN15 et des prototypes ultérieurs. Il s'agit notamment d'une suite logicielle avionique améliorée , d'une architecture de propulseur de jupe arrière mise à jour et d'une nouvelle conception et configuration du moteur Raptor. Une antenne Starlink sur le côté du véhicule a été identifiée comme une nouvelle fonctionnalité.

Quatre jours avant le déploiement le 4 avril 2021, un simulateur de poussée a été installé sur la plate-forme suborbitale A pour tester la nouvelle conception de la rondelle de poussée du SN15 avant l'installation de Raptor. Le 8 avril 2021, le SN15 a été déplacé vers le site de lancement où il a ensuite été monté sur le coussin suborbital A. Le 9 avril 2021, le SN15 a subi avec succès un test de pression à température ambiante. Un test d'épreuve cryogénique du SN15 a été effectué le 12 avril 2021, et un test d'épreuve cryogénique du réservoir collecteur a été effectué le 13 avril 2021. Les tests auraient pu éventuellement utiliser le simulateur de poussée installé sur le coussin suborbital A. Le 14 avril 2021, le le simulateur de poussée attaché au SN15 et au coussin suborbital A a été retiré. Un feu statique a été mené le 26 avril 2021 et un feu statique de réservoir d'en-tête a été mené le 27 avril 2021. Un essai en vol à haute altitude de 10 km (33 000 pieds) a été mené avec succès dans des nuages ​​épais le 5 mai 2021. Le lancement a été couronné de succès. montée, coupures de moteur, manœuvre de retournement, contrôle des volets et toucher des roues en douceur. Un petit incendie près de la base s'est produit peu après l'atterrissage, mais a été éteint plus tard. Le SN15 a été placé sur le coussin suborbital B le 14 mai 2021. Après le retrait de ses moteurs Raptor, il a été ramené sur le site de production le 26 mai 2021. Le 31 mai 2021, le SN15 a été déplacé et placé sur un présentoir, et officiellement retiré et détenu l'honneur du premier prototype de vaisseau spatial à voler, atterrir et être récupéré avec succès

Vaisseau SN16/Navire 16

En août 2021, le SN16/Ship 16 était entièrement empilé à l'intérieur du Highbay pendant plusieurs semaines avant d'être sorti du Highbay et placé à côté du SN15 le 17 juin 2021. La mise au rebut du SN17 a commencé vers le 6 juin 2021. Depuis mars 2021, il y a eu des spéculations, mais aucune confirmation ou démenti connu, que SN18 et SN19 ont été suspendus.

Vaisseau SN20/Navire 20

SN20/Ship 20 est le premier article de test qui est prévu pour des tests en tant que deuxième étape, où le navire sera lancé au sommet d'une fusée d'appoint. C'est également le premier navire à inclure le système de tuiles de bouclier thermique couvrant une grande partie du véhicule. Si le véhicule à deux étages réussit à quitter les environs du support de lancement, SpaceX espère que les tests se poursuivront lors de l'ascension dans la haute atmosphère, le navire accélérera jusqu'à la vitesse orbitale , puis exécutera un test des volets du corps , véhicule le contrôle d'attitude et le bouclier thermique à des vitesses hypersoniques alors que le navire rentre dans l'atmosphère au- dessus de l'océan Pacifique jusqu'à un amerrissage au nord d'Hawaï.

Le navire 20 a été déployé sur le support de lancement le 5 août 2021 et placé sur le booster 4 pour un test d'ajustement. Le système de protection thermique nécessitait d'autres tuiles et des travaux de réparation sur de nombreuses tuiles étaient également nécessaires. Il n'a encore effectué aucun test de pression ou test de résistance au feu statique. Le SN20/Ship 20 est actuellement le seul vaisseau spatial à avoir des moteurs Raptor Vacuum montés sur la rondelle de poussée. Quelques sous-ensembles du prototype ont été repérés pour la première fois vers le 7 mars 2021. NASASpaceflight a annoncé via Twitter le 15 mars 2021, que le prototype pourrait voler au sommet du prochain prototype Super-Heavy BN3/Booster 3 dans le cadre du premier Starship Orbital Flight Test, mais cela a été changé en SN20/Ship 20 volant au sommet de Booster 4 . Les documents déposés par la FCC en mai 2021 par SpaceX indiquaient que le vol orbital serait lancé depuis Boca Chica. Après la séparation, Starship entrera en orbite et environ 90 minutes plus tard tentera un atterrissage en mer douce à environ 100 km au large des côtes de Kauai à Hawaï . Depuis juillet 2021, SpaceX qualifie les 2e étages de « Navires » et les boosters de 1er étage de « Boosters » par opposition à leurs précédents préfixes SN et BN.

Futurs prototypes

Le navire 21 est actuellement en construction, le dôme de poussée ayant été repéré en juillet 2021. Le 20 août, le dôme arrière du navire 21 a été repéré en train d'être gainé.

Réservoirs d'essai

Nom	D'abord repéré	Deployé	Déclassé	Chantier de construction	Statut	Essais
TT1	Janvier 2020	9 janvier 2020	10 janvier 2020	Boca Chica, Texas	Détruit intentionnellement	1
LOX HT	Janvier 2020	23 janvier 2020	25 janvier 2020	Boca Chica, Texas	Détruit intentionnellement	2
TT2	Janvier 2020	27 janvier 2020	28 janvier 2020	Boca Chica, Texas	Détruit intentionnellement	2
SN2	Février 2020	7 mars 2020	Mars 2020	Boca Chica, Texas	Retraité - Sur le site de production	1
SN7	Mai 2020	12 juin 2020	23 juin 2020	Boca Chica, Texas	Détruit intentionnellement	2
SN7.1	juillet 2020	8 septembre 2020	22 septembre 2020	Boca Chica, Texas	Détruit intentionnellement	2
SN7.2	décembre 2020	20 janvier 2021	22 mai 2021	Boca Chica, Texas	Retraité - Sur le site de production	2
BN2.1	20 avril 2021	3 juin 2021	25 juin 2021	Boca Chica, Texas	Retraité? À Midbay	2
GSE 4.1		23 août 2021	Pas encore	Boca Chica, Texas	Potentiellement retraité - Sur le site de Sanchez	1

TT1, LOX HTT et TT2

Le réservoir d'essai 1, en abrégé TT1, était un réservoir d'essai à petite échelle composé de deux cloisons avant reliées par une petite section de canon. TT1 a été utilisé pour tester de nouveaux matériaux et méthodes de construction. Le 10 janvier 2020, le TT1 a été testé jusqu'à rupture dans le cadre d'un test à température ambiante atteignant une pression de 7,1  bar (710  kPa ) avant d'éclater.

Le réservoir d'essai de collecteur d'oxygène liquide, connu sous le nom de LOX HTT, était similaire au TT1, mais cette fois basé sur le réservoir de collecteur LOX à l'intérieur d'une section de cône de nez. Le 24 janvier 2020, le réservoir a subi avec succès un test de pressurisation qui a duré plusieurs heures. Le lendemain, il a été testé jusqu'à la destruction.

Le réservoir d'essai 2, abrégé en TT2, était un autre réservoir d'essai de sous-échelle similaire au TT1. Il se composait de deux cloisons avant reliées par une petite section de canon tout comme le TT1. Le 27 janvier 2020, TT2 a subi un test de pression à température ambiante où il a atteint une pression de 7,5 bar (750 kPa) avant qu'une fuite ne se produise. Deux jours plus tard, il subit un test d'épreuve cryogénique jusqu'à destruction, et éclate à 8,5 bar.

SN2

L'article d'essai SN2 était un réservoir d'essai demi-taille utilisé pour tester la qualité du soudage et la conception de la rondelle de poussée. La rondelle de poussée se trouve au bas du véhicule où, dans les tests ultérieurs de Starship, jusqu'à trois moteurs Raptor au niveau de la mer seraient montés. SN2 a réussi le test de pression le 8 mars 2020.

SN7, SN7.1 et SN7.2

SN7 était un article de test éclaireur pour le processus de fabrication de SpaceX pour passer à l' acier inoxydable de type 304L à partir de l' acier inoxydable de type 301 utilisé pour les prototypes précédents. Un test d'épreuve cryogénique a été effectué en juin 2020, où il a atteint une pression de 7,6 bar (760 kPa) avant qu'une fuite ne se produise, qui a été réparée. Lors d'un test de pressurisation jusqu'à défaillance le 23 juin 2020, le réservoir a éclaté à une pression inconnue et s'est brièvement soulevé du sol.

SN7.1 était le deuxième réservoir d'essai de 304L, dans le but d'atteindre une pression de rupture plus élevée que celle obtenue avec SN7. Le réservoir a été testé plusieurs fois en septembre, et testé jusqu'à la destruction le 23 septembre 2020. Le réservoir a éclaté à une pression de 8 bars (800 kPa) près du sommet du réservoir où le métal du réservoir s'est séparé.

SN7.2 était un autre réservoir d'essai, cette fois avec l'intention de tester une conception avec des parois plus minces. On pense qu'il est construit à partir de tôles d'acier de 3 mm plutôt que de l'épaisseur de 4 mm de ses prédécesseurs. Le 26 janvier 2021, SN7.2 a réussi un test d'épreuve cryogénique. Le 4 février 2021, lors d'un test de mise sous pression jusqu'à défaillance, le réservoir a développé une fuite, qui a été réparée par les travailleurs au fil des jours. Le 15 mars 2021, SN7.2 a été ramené sur le site de production. SN7.2 semble être retiré en août 2021.

BN2.1

BN2.1 a été déployé le 3 juin 2021 et des tests cryogéniques ont été réalisés les 8 juin 2021 et 17 juin 2021.

Prototypes de boosters super lourds

Nom	D'abord repéré	Deployé	Premier feu statique	Vol inaugural	Déclassé	Chantier de construction	Statut	Vols
BN1	Septembre 2020	N / A	N / A	N / A	30 mars 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut	0
BN3/Booster 3	Mars 2021	1 juillet 2021	19 juillet 2021	N / A	14 août 2021	Boca Chica, Texas	Mis au rebut	0
Booster 4	3 juillet 2021	3 août 2021	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Boca Chica, Texas	Sur le site de lancement	0
Booster 5	19 juillet 2021	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Boca Chica, Texas	Empilage	0
Booster 6	22 août 2021	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Pas encore	Boca Chica, Texas	En construction	0

Booster BN1

BN1 était le premier prototype Super-Heavy Booster, conçu pour être un éclaireur et non destiné à être testé en vol. Des sections de l'article d'essai d'une hauteur d'environ 70 m (230 pi) ont été fabriquées tout au long de l'automne, et l'empilement du premier prototype a commencé en décembre 2020, à l'intérieur du bâtiment incomplet à grande hauteur. Le BN1 a été entièrement empilé à l'intérieur de la grande baie le 18 mars 2021. Le 30 mars 2021, Elon Musk a déclaré que le BN1 serait mis au rebut au profit du BN2 et ne serait pas déployé sur le site de lancement et n'effectuerait pas de tests. Le 13 avril 2021, la mise au rebut de BN1 a commencé.

BN3/Booster 3

Booster 3, également connu sous le nom de BN3 ou B3, avait déjà été suggéré qu'il pourrait être le premier à effectuer un vol orbital, mais il ne sera en fait utilisé que pour des tests au sol. (Test cryogénique réalisé le 13 juillet 2021) Le booster 3 a terminé son empilement dans la haute baie le 29 juin 2021 et a été déplacé vers l'emplacement du banc d'essai le 1er juillet 2021. Les boosters n'ont pas de jupe de moteur, donc lorsqu'ils sont déployés sur le site de lancement sans moteurs, les boosters sont environ 3 mètres plus courts qu'un Super Heavy pleine grandeur. Trois moteurs ont ensuite été ajoutés au Booster 3, faisant du véhicule un booster pleine longueur.

Un essai au feu statique du booster a été effectué le 19 juillet 2021 avec ces trois moteurs. Le PDG Musk a déclaré qu'un autre incendie statique avec 9 moteurs Raptor installés pourrait se produire en fonction des progrès réalisés avec Booster 4. BN3/Booster 3 a été mis au rebut le 15 août 2021.

Booster 4

Une section du Booster 4 a été repérée dans la High Bay le 3 juillet 2021. Le 21 juillet, il avait été empilé à douze anneaux de haut, le tube de transfert de méthane (alias tuyau de descente) étant installé aux premières heures du 27 juillet. Le lancement a semblé prendre une nouvelle urgence avec Elon Musk ordonnant à plusieurs centaines d'employés de SpaceX à Hawthorne de déménager à Boca Chica pour accélérer le développement de Ship 20 et Booster 4, ainsi que de la plate-forme de lancement orbital dans le but d'avoir le système Starship sur le pad avant le 5 août. Cependant, en raison des vents violents, l'empilement du navire 20 sur le Booster 4 a été retardé jusqu'au petit matin du 6 août. Le Booster 4 a été entièrement empilé le 1er août, avec un effectif complet de 29 moteurs, soit quatre de moins que les 33 prévus dans la phase opérationnelle. conception—installé avant le 2 août. Des ailerons de grille ont été ajoutés pour prendre en charge les tests de rentrée atmosphérique , mais notamment, les ailerons de grille de l'article de test Booster 4 ne se replieront pas pour le lancement, comme ils le font sur le Falcon 9 . De plus, Musk a indiqué fin juillet que les futures optimisations du processus de conception itérative pourraient entraîner d'autres modifications, peut-être même la suppression, des ailettes de la grille de la conception Super Heavy.

Le Booster 4 peut voler avec le SN20/Ship 20 dans le cadre du premier test en vol orbital du vaisseau spatial. Le propulseur est prévu pour effectuer un atterrissage en eau douce dans le golfe du Mexique après le lancement orbital. Il a été déplacé vers le complexe de lancement le 3 août 2021. Le 4 août 2021, Booster 4 a été déplacé du stand à la table de lancement orbital et a été monté en place. Booster 4 a 29 moteurs Raptor installés. Le vaisseau spatial SN20 a été empilé avec succès sur Booster 4 le 6 août 2021 pour un test de montage, ce qui en fait la plus grande fusée jamais empilée dans l'histoire de l'humanité. Le booster 4 a ensuite été ramené dans la baie haute pour le câblage secondaire. Le 9 septembre 2021, Booster 4 a été ramené sur le site de lancement et a été placé au sommet de la monture de lancement orbital nouvellement modifiée. Un incendie statique des 29 moteurs de raptor est attendu. SN20 est actuellement sur le pad sub-orbital B.

Booster 5

Des pièces pour le Booster 5 ont été observées au moins dès le 19 juillet 2021. Le 11 septembre, la section Common Dome du Booster 5 a été repérée dans le highbay, plus tard le Forward Dome du Booster 5 a été vu placé sur le support de la gaine.

Booster 6

Des pièces pour Booster 6 ont été observées au moins dès le 22 août 2021. Le dôme commun du Booster 6 a été repéré le 13 septembre 2021.

Voir également

• Tests du système du véhicule de lancement
• Liste des vols Starship
• Vaisseau spatial SpaceX
• Infrastructure de transport SpaceX Mars

Les références