AMA Reddit — « Demandez-moi tout sur la civilisation multiplanétaire » (r/spacex, 2016)

u/[deleted] : Quels équipements et quelles procédures faudra-t-il pour refaire le plein sur Mars ? Seront-ils conçus pour fonctionner de façon autonome lors du premier vol d'essai sans équipage ? Et prévoyez-vous une troisième variante de l'ITS, dotée d'une grande soute façon navette, pour transporter des charges plus encombrantes ?

Elon Musk : Nous sommes encore loin d'avoir réglé le détail, mais le plan actuel est le suivant : 1. Envoyer des missions de reconnaissance Dragon, d'abord simplement pour s'assurer que nous savons nous poser sans creuser de cratère, puis pour trouver la meilleure façon d'obtenir de l'eau pour la réaction de Sabatier CH4/O2. 2. Le vaisseau Heart of Gold part pour Mars chargé uniquement du matériel nécessaire à l'usine à ergols. 3. Première mission habitée, avec de quoi bâtir une base rudimentaire et achever l'usine à ergols. 4. Tenter de doubler le nombre de vols à chaque rendez-vous orbital Terre-Mars, soit tous les 26 mois, jusqu'à ce que la ville puisse croître d'elle-même.

u/Ulysius : Question complémentaire : compte tenu de la réutilisation des vaisseaux ITS au rythme des périodes synodiques, quelle forme d'habitat permanent envisagez-vous ? Des modules acheminés, ou (à terme) l'exploitation des ressources locales, par exemple un béton de régolithe martien armé de plastique ?

Elon Musk : Au début, des panneaux de verre montés sur des cadres en fibre de carbone pour bâtir des dômes géodésiques en surface, plus beaucoup de robots mineurs et foreurs. Avec ces derniers, on peut aménager énormément de volume pressurisé pour les activités industrielles et laisser les dômes de verre à l'espace de vie végétalisé.

u/MINDMOLESTER : Bonjour Elon, une question sur l'ITS : quelle technologie ou quel matériau de SpaceX demande encore le plus de développement pour que l'ITS réussisse ? Merci !

Elon Musk : C'était naguère la mise au point d'un nouvel alliage extrêmement résistant à l'oxydation, pour la turbopompe chaude et riche en oxygène, qui travaille à une pression insensée afin d'alimenter une chambre principale à 300 bar. Là-dedans, tout ce qui peut brûler brûle. Nous semblons maîtriser ce point — la turbopompe du Raptor n'a montré aucune érosion lors des essais —, mais il reste de la marge d'optimisation. La plus grosse question aujourd'hui, c'est l'étanchéité des réservoirs en fibre de carbone face aux ergols cryogéniques, avec une pressurisation autogène chaude. Le réservoir d'oxygène pose en plus un risque d'oxydation, puisqu'il est pressurisé à l'oxygène pur et chaud. Il faudra presque à coup sûr appliquer une couche inerte, si possible pulvérisable. Au besoin, nous souderons à l'intérieur de fines tôles d'invar.

u/rohishimoto : Et quelle technologie estimez-vous maîtriser vraiment à ce stade, s'il y en a une ?

Elon Musk : Je ne suis pas sûr que nous maîtrisions vraiment quoi que ce soit pour l'instant. Peut-être l'allumage des moteurs…

u/Zucal : Bonjour Elon, et merci beaucoup pour ce moment ! Où en est l'aménagement de la zone habitable de l'ITS, et quand peut-on espérer en voir des images ?

Elon Musk : Je crois qu'il nous faut un nouveau nom. ITS ne fonctionne pas. En interne j'emploie BFR et BFS pour la fusée et le vaisseau, ce qui va très bien chez nous, mais… Nous viserons à dévoiler les détails de la partie habitation quand nous aurons de vraies maquettes grandeur nature. Dans un an ou deux, peut-être.

u/[deleted] : [question supprimée par son auteur]

Elon Musk : Sans doute remplir simplement le volume pressurisé de fret. Les premières missions seront très largement consacrées au fret. La première mission habitée emmènerait une douzaine de personnes, l'objectif étant de monter et de mettre au point l'usine à ergols et le système d'énergie de Mars Base Alpha.

u/TheVehicleDestroyer : Bonjour Elon. Trois questions sur les caractéristiques de l'ITS : pouvez-vous donner la poussée dans le vide et l'Isp de la variante Raptor niveau de la mer ? Le premier étage de l'ITS sait faire du vol stationnaire ; s'en servira-t-il un jour pour mieux assurer l'atterrissage, au prix de légères pertes gravitationnelles, ou restera-t-on au « hoverslam » ? Quelle accélération maximale le premier étage doit-il encaisser à la rentrée et à l'atterrissage ? Merci pour tout.

Elon Musk : – Environ 360 s d'Isp dans le vide et 290 tonnes de poussée. – Un atterrissage à forte décélération est bien plus efficace : il n'y aurait donc pas de vol stationnaire, sauf problème ou vent inattendu. Une fusée qui se pose lentement gaspille beaucoup d'ergols. – Nous visons 20 g.

u/Tesla_X_City : Si je me souviens bien, l'une des diapositives indiquait 4 à 6 g à la rentrée. Elle ne précise pas s'il s'agit de la phase de freinage propulsé ou du freinage atmosphérique. Un éclaircissement serait bienvenu.

Elon Musk : Le vaisseau serait limité à environ 5 g en nominal, mais capable d'encaisser des pointes deux à trois fois supérieures sans se rompre. Le premier étage serait à 20 g en nominal, et peut-être 30 à 40 sans se rompre.

u/termderd (Tim Dodd, Everyday Astronaut) : On voit assez bien à quoi ressemble une entrée-descente-atterrissage sur Mars, mais comment l'ITS et le ravitailleur s'y prendront-ils sur Terre ? En discutant avec vous à l'IAC, nous avions compris que de très puissants propulseurs assuraient le contrôle d'attitude. Cela marche bien dans l'atmosphère martienne, mais ici ? On ne voit pas de grilles aérodynamiques, et les propulseurs ont manifestement moins d'autorité sur Terre : quelle est l'astuce ?

Elon Musk : Bonne question — cela n'a pas été montré à l'IAC. Le vaisseau et le ravitailleur auraient des volets de fuselage fendus pour le tangage et le roulis. Et pour le lacet, sans doute simplement les propulseurs de contrôle d'attitude.

u/nalyd8991 : L'un des éléments les plus frappants de votre présentation ITS, pour beaucoup, a été le réservoir en fibre de carbone à l'échelle 1 construit par SpaceX. Pouvez-vous en dire un peu plus sur la conception, la fabrication et le rôle de cet exemplaire d'essai ?

Elon Musk : Oui — pour ceux qui connaissent le sujet, c'était la vraie nouvelle :) Le réservoir de vol sera en fait un peu plus long que le réservoir de développement présenté, mais de même diamètre. Il a été fabriqué avec le préimprégné de fibre de carbone le plus récent. En théorie, il doit contenir des ergols cryogéniques sans fuite et sans revêtement d'étanchéité. Les premiers essais sont prometteurs. Nous le monterons aux deux tiers de la pression d'éclatement sur une barge, en mer, dans les semaines qui viennent.

u/FoxhoundBat : Globalement, l'architecture d'atterrissage du gros premier étage de l'ITS et les distances à parcourir sont-elles les mêmes que pour la Falcon 9 ? Retour propulsé, allumage de rentrée, allumage d'atterrissage ? Pouvez-vous glisser quelques détails sur les changements de la version « finale » de la Falcon 9 (« v1.3 ») que vous avez évoquée ? Gwynne disait il y a deux semaines que la F9 v1.2 ne serait réutilisée qu'une ou deux fois, tandis que la « v1.3 » devrait l'être jusqu'à dix fois. Quels sont les facteurs qui limitent la réutilisation de la Falcon 9 ?

Elon Musk : Le gros premier étage aura la tâche plus facile que la Falcon, car le rapport de masse des étages est plus faible et sa densité moindre. Résultat net : il ne rentrera pas tout à fait aussi chaud ni aussi vite que la Falcon ; la Falcon constitue donc un cas majorant pour lui. La Falcon 9 finale comporte quantité de raffinements mineurs qui, ensemble, comptent, mais la poussée accrue et les pieds améliorés sont les plus significatifs. En réalité, je pense que les étages F9 pourraient servir presque indéfiniment, à condition d'une maintenance programmée et d'inspections soigneuses. La Falcon 9 Block 5 — la dernière version de la série — est celle qui offre le plus de performances et qui est conçue pour une réutilisation facile ; il est donc logique de miser dessus sur le long terme et de retirer les versions antérieures. La production du Block 5 commence dans trois mois environ et le premier vol dans six à huit mois : tester au sol les Block 3 ou 4 au-delà de quelques revols n'a donc guère d'intérêt.

u/__Rocket__ : Question sur la conception du vaisseau ITS : il comporte deux mystérieux réservoirs sphériques. Toute l'architecture des réservoirs est passionnante, et les spéculations vont bon train ici sur leur rôle : servent-ils au carburant d'atterrissage ? Stockent-ils des ergols gazeux « chauds » dans le cadre de la pressurisation autogène ? Servent-ils à la densification des ergols en orbite, pour stocker la vapeur avant de la reliquéfier ? Tout cela à la fois, peut-être ?

Elon Musk : Ce sont les réservoirs tampons qui contiennent les ergols d'atterrissage. Ils sont séparés afin d'être mieux isolés et de limiter l'évaporation, d'éviter le ballottement à la rentrée et de n'avoir pas à pressuriser tout le réservoir principal.

u/_rocketboy : Au fait, pourquoi le premier étage n'a-t-il qu'un seul réservoir tampon ?

Elon Musk : Le tube de transfert de l'oxygène liquide fait office de réservoir tampon pour l'oxygène.

u/__Rocket__ : Question sur la disposition des moteurs du premier étage de l'ITS : la grappe serrée de 42 moteurs (joli chiffre !) a fait naître ici l'idée qu'un tel resserrement produirait une « tuyère virtuelle », voire un « aerospike virtuel » : des tuyères plus courtes suffiraient, l'essentiel de la quantité de mouvement des moteurs intérieurs restant axiale. Y a-t-il du vrai là-dedans, ou le resserrement ne vise-t-il qu'à maximiser le rapport poussée/poids au décollage ?

Elon Musk : Il fallait que ce soit 42, pour d'importantes raisons scientifiques et romanesques ! Le resserrement ne sert qu'à maximiser le rapport poussée/poids, mais ce serait chouette qu'il y ait en prime un effet de tuyère virtuelle.

u/__Rocket__ : Question sur les capacités du vaisseau ITS : d'après votre présentation à l'IAC, il dispose d'un budget de Δv de 7,5 km/s au retour de Mars vers la Terre, avec 150 tonnes de charge utile. Avec une charge bien plus faible, ce budget dépasse 9,0 km/s — c'est remarquable ! Ce Δv sans précédent pourrait-il servir à voler entre Mars et la Terre même en dehors des fenêtres imposées par la période synodique, quand la masse de la charge utile n'est pas déterminante ? Cela servirait aux urgences — matériel et instruments médicaux, spécialistes — ou à du fret prioritaire mais léger, comme des pièces de rechange critiques.

Elon Musk : oui