Comment l’énorme fusée Starship de SpaceX pourrait déverrouiller le système solaire et au-delà

De plus, Starship a un avantage clé sur les autres fusées super lourdes en développement, telles que le système de lancement spatial très retardé de la NASA et la fusée New Glenn de Blue Origin. La moitié supérieure de la fusée est conçue pour être ravitaillé en orbite terrestre par d’autres vaisseaux spatiaux, de sorte qu’une plus grande partie de sa capacité de levage peut être transférée à l’équipement scientifique plutôt qu’au carburant. Emmener des humains sur la lune, par exemple, peut nécessiter huit lancements distincts, avec chaque « vaisseau pétrolier » consécutif apportant du carburant au « vaisseau spatial lunaire » qui se dirige ensuite vers la lune avec du matériel scientifique et un équipage.

Les scientifiques commencent maintenant à rêver de ce que Starship pourrait leur permettre de faire. Plus tôt cette année, un article publié par Jennifer Heldmann du NASA Ames Research Center exploré certaines des opportunités scientifiques qui pourrait être ouvert par des missions Starship vers la Lune et Mars. Un grand avantage est que Starship pourrait transporter de l’équipement de taille normale depuis la Terre – pas besoin de le miniaturiser pour l’adapter à un véhicule plus petit, comme cela était requis pour les missions Apollo vers la lune. Par exemple, « vous pouvez apporter une plate-forme de forage », explique Heldmann. « Vous pourriez creuser un kilomètre, comme nous le faisons sur Terre. » Cela permettrait un accès sans précédent à l’intérieur de la Lune et de Mars, où l’on pense que de la glace et d’autres ressources utiles sont présentes. Avant, une telle idée était « un peu folle », dit Heldmann. Mais avec Starship, « vous pouvez le faire et avoir encore de la place à revendre », ajoute-t-elle. « Que veux-tu apporter d’autre ? »

Étant donné que Starship peut atterrir sur Terre, il sera également, théoriquement, capable de ramener de grandes quantités d’échantillons. Le volume considérable qui pourrait être restitué, à partir d’une variété d’endroits différents, donnerait aux scientifiques sur Terre un accès sans précédent à du matériel extraterrestre. Cela pourrait faire la lumière sur une myriade de mystères, tels que l’histoire volcanique de la lune ou « la question de la vie et de l’astrobiologie » sur Mars, explique Heldmann.

Le vaisseau spatial pourrait également permettre des missions plus extravagantes vers d’autres endroits, soit via un lancement direct depuis la Terre, soit peut-être en utilisant la lune et Mars comme stations de ravitaillement, un avenir ambitieux envisagé par Musk.

Allons à Neptune

Une idée, émanant d’un groupe international de scientifiques appelé Conex (Conceptual Exploration Research), est un vaisseau spatial appelé arcane, qui utiliserait les capacités de transport de charges lourdes de Starship pour explorer Neptune et sa plus grande lune, Triton. Neptune n’a été visité qu’une seule fois, une visite volante du vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA en 1989, et il y a tellement de choses que nous ne savons toujours pas à ce sujet. « Personne ne pense vraiment à ce niveau supérieur à ce que Starship pourrait permettre », déclare James McKevitt, chercheur à l’Université de Vienne et co-responsable de Conex. « C’est ce qu’Arcanum est conçu pour mettre en valeur. »

Pesant environ 21 tonnes, le vaisseau spatial serait quatre fois plus lourd que la plus grande sonde spatiale à ce jour : la mission Cassini-Huygens de la NASA et de l’ESA, qui a exploré Saturne de 2004 à 2017. Aucune fusée existante ne pourrait actuellement lancer un tel vaisseau, mais Starship le rendrait possible. Arcane aurait de nombreux composants, dont un orbiteur pour étudier Neptune, un atterrisseur pour étudier Triton et un pénétrateur pour frapper la surface de Triton et « effectuer une expérience sismique » pour comprendre sa géologie et sa structure, explique McKevitt. La mission pourrait également être équipée d’un télescope, permettant des études du système solaire externe et facilitant la chasse aux planètes autour d’autres étoiles.

D’autres idées sont encore plus spéculatives. Philip Lubin, un physicien de l’Université de Californie à Santa Barbara, a calculé qu’une fusée suffisamment grande, telle que Starship, pourrait être utilisée pour empêcher un astéroïde de frapper la Terre. Une telle mission pourrait transporter suffisamment d’explosifs pour déchirer un astéroïde aussi gros que le rocher de 10 kilomètres de large qui a anéanti les dinosaures. Ses fragments brûleraient sans danger dans l’atmosphère avant d’avoir eu la chance d’atteindre notre planète.

Le vaisseau spatial pourrait également être un meilleur moyen de lancer des télescopes spatiaux géants capables d’observer l’univers. Actuellement, des équipements tels que le futur télescope spatial James Webb de la NASA et de l’ESA doivent être lancés plié, une procédure coûteuse, complexe et délicate qui peut être sujette à des erreurs. La NASA a suggéré qu’un super-télescope proposé appelé LUVOIR conçu pour imager des planètes semblables à la Terre autour d’autres étoiles pourrait lancer sur Starship, tandis que Musk a déclaré que SpaceX travaillait déjà sur « un projet intéressant, qui consiste à avoir un très grand télescope, à prendre un objectif destiné à un télescope au sol et à créer un télescope spatial avec ». Aucun autre détail n’a encore été révélé.

Dis bonjour aux voisins

Ailleurs, certains scientifiques rêvent d’utiliser Starship pour se préparer à visiter d’autres étoiles. René Heller de l’Institut Max Planck de recherche sur le système solaire en Allemagne et ses collègues dire que Starship pourrait offrir un moyen peu coûteux de tester les technologies d’un vaisseau spatial pouvant voyager sur plusieurs années-lumière vers les systèmes stellaires voisins. Starship pourrait lancer un vaisseau spatial à voile lors d’un voyage vers Mars, qui utiliserait un laser embarqué pour pousser contre une voile mince et atteindre des vitesses incroyables, permettant ainsi à une démonstration d’être menée au-delà de l’orbite terrestre. « Si SpaceX avait la gentillesse de prendre une de nos voiles à bord et de la lâcher à mi-chemin de son voyage vers Mars, nous devrions pouvoir suivre son accélération et sa trajectoire à travers le système solaire pendant quelques jours et presque jusqu’à l’orbite de Jupiter,  » dit Heller.

D’autres idées incluent l’utilisation de Starship pour envoyer une sonde en orbite autour de la lune volcanique Io de Jupiter, une tâche difficile sans une capacité de levage substantielle. « C’est extrêmement difficile à cause à la fois de se mettre en orbite et de se protéger des radiations sévères de Jupiter », explique Alfred McEwen, géologue planétaire de l’Université de l’Arizona. «Mais la masse aide ces choses. Vous pouvez avoir beaucoup de carburant et de protection contre les rayonnements.

Musk a suggéré que SpaceX pourrait lancer jusqu’à une douzaine de vols d’essai de Starship en 2022, avec des missions vers la Lune et Mars à l’horizon – et beaucoup de potentiel scientifique pour démarrer. « Une fois que Starship commencera à voler, le développement sera très rapide », a déclaré Margarita Marinova, ancienne ingénieure senior en développement de Mars chez SpaceX. « Il y aura tellement plus de gens qui pourront faire voler des choses. » Celles-ci peuvent être n’importe quoi, des missions autonomes utilisant Starship aux missions de conduite sur le manifeste de vol existant. « Lorsque vous avez une capacité de 100 tonnes, l’ajout de matériel scientifique est assez facile », explique Marinova. « Si quelqu’un veut acheter de l’espace de charge utile, il peut avoir de l’espace de charge utile. Ce sera un changement vraiment drastique dans notre façon de faire de la science. »

Il y a bien sûr de très bonnes raisons d’être prudent. Alors que Starship a effectué des vols d’essai sans le booster Super Heavy, nous n’avons pas encore vu le lancement complet de la fusée. C’est une machine extrêmement massive et complexe qui pourrait encore rencontrer des problèmes dans son développement. SpaceX et Musk, aussi, ont déjà été notoirement cavaliers (pour le dire poliment) avec des délais et des objectifs (une mission proposée sur Mars, Red Dragon, était autrefois censée avoir été lancée dès 2018). Et la méthode proposée par Starship pour atteindre la lune et Mars, reposant sur de multiples missions de ravitaillement en orbite terrestre, reste complexe et non testée.

Pourtant, il existe également de nombreuses raisons d’être enthousiastes quant à ce que Starship pourrait faire s’il réussissait. Du système solaire intérieur au système solaire extérieur, et peut-être au-delà, cela pourrait bien ouvrir une toute nouvelle ère de la science spatiale. « Je suis sûr que certaines personnes très intelligentes commencent à penser à envoyer des missions scientifiques sur Starship », déclare Abhishek Tripathi, un scientifique spatial de l’Université de Californie à Berkeley.

Ou comme Musk l’a dit : « C’est vraiment tout ce que vous pouvez imaginer. »