Quand l'es­pace s'ouvre aux pe­tits bu­si­ness

Bâtir un village sur la Lune ou faire du business dans l'espace... Ce qui sonne comme un rêve enfantin est en passe de devenir une réalité demain. Et la Belgique n’est jamais en reste quand il s’agit de réaliser des projet surréalistes.

Par Mélanie Noiret et Christian Du Brulle

Edition: Nicolas Becquet - Programmation: Raphael Cockx - Photos: dailyscience.be - Esa - Nasa - Rocket Lab - Brendon O'Hagan

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En Nouvelle-Zélande, Sandy Tirtey travaille à la conception d’une fusée d’un genre nouveau rendant l’espace enfin accessible aux petits business. Au sein de Rocket Lab, ce jeune ingénieur belge met en pratique tout ce qu’il a acquis comme expérience durant son parcours riche en rêves, défis et prises de risques.

L’Open space selon Sandy

«On pourrait être la première entreprise privée à envoyer quelque chose sur la Lune!» s’exclame, enthousiaste, Sandy Tirtey à travers l’interface Skype qui nous sépare. À Bruxelles, il est 9h30, la journée commence vraiment. Dans le local dans lequel cet ingénieur belge nous «accueille», il est juste 10 heures plus tard. En Nouvelle-Zélande, nous sommes le rendez-vous tardif de Sandy, et sa petite famille l’attend. Cependant, nous culpabilisons moins quand il nous apprend que chez Rocket Lab, 12 heures de travail quotidien, 6 jours/7, c’est la norme pour tout le monde.

Mais revenons-en à cet envoi sur la Lune. Sandy développe un véhicule de lancement dont il dirige la conception de tous les éléments de la structure, de l’aérodynamique et des systèmes de déploiement. Electron, tel est le petit nom presque «marvelien» donné à cette fusée censée «changer le paradigme d’accès à l’espace».

La fusée Electron

Ne nous y trompons pas: au sein de l’équipe sans cesse grandissante de Rocket Lab, il s’agit bien de concevoir une fusée d’un genre nouveau; plus rapide, plus légère, plus agile, moins énergivore… et moins chère. L’entreprise Moon Express qui participe au Google Lunar XPrize (un prix incitant les entrepreneurs de l’espace à créer de nouveaux procédés d’accès à la Lune) compte bien envoyer en 2017, avec Electron, un engin capable de se déplacer sur une certaine distance sur le sol lunaire.

L'espace avant et après Rocket Lab

Aujourd'hui

Coût de lancement entre 32 et 100 m€

12 lancements par an

Dépendance à un autre lancement

Destination orbitale hasardeuse

Demain

Coût de lancement 4.9 m$ (± 4.3 m€)

Lancement à la demande

Totale liberté

Mise en orbite précise

L’objectif final — parvenir à extraire de la Lune et d’astéroïdes des minerais rares en vue de leur commercialisation — correspond parfaitement aux aspirations de Rocket Lab, c’est-à-dire favoriser ce genre d’initiatives novatrices en les rendant financièrement accessibles dans des délais de temps supercompétitifs. «Notre cible, ce sont donc les petites entreprises qui ont de bonnes idées de développement dans l’espace, comme Moon Express, mais pas les moyens de les mettre en œuvre à cause des coûts extrêmement élevés des vols et de la fréquence rare des lancements.»

Vidéo promotionnelle du projet Electron - Rocket lab, Epic

Rocket Lab veut créer la première fusée hypersonique cryogénique produite en série qui puisse, à des tarifs plus abordables, lancer des satellites à la demande et en consommant peu de carburant.

Voici l’énorme défi auquel se prête avec beaucoup de conviction et de travail Sandy Tirtey en Nouvelle-Zélande. Mais comment cet ingénieur belge de 38 ans originaire de Ghlin en est-il venu à codiriger cet ambitieux projet à l’autre bout du monde? Le hasard? Le goût du défi? Les rencontres? La curiosité? Un rêve? Apparemment, un peu de tout cela…

«Mon rêve: m’envoyer moi-même dans l’espace. Je ne perds rien à essayer!» Sandy Tirtey

Après des études secondaires à l’Athénée Marguerite Bervoets à Mons, puis à la Faculté Polytechnique de la même ville en ingénierie mécanique et un bref passage par le Québec, Sandy Tirtey intègre à Bruxelles l’Institut Von Karman, spécialisé en mécanique des fluides et dont le niveau d’excellence est de renommée mondiale. A travers son doctorat qui porte sur les réentrées atmosphériques à des vitesses hypersoniques, il participe au programme Expert (European Experimental Rentry Testbed) de l’ESA.


Suite à une certaine frustration (manque de souplesse du programme, absence de prise de risque, impression de n’être qu’un rouage…), il s’envole vers l’Australie pour rejoindre l’université de Queensland en tant que post-doctorant et intégrer le programme Scramspace. L'objectif est de concevoir un nouveau moyen de propulsion hypersonique (scramjet) capable de faire de longues distances avec peu de carburant. Malheureusement, après 3 ans de travail, le lancement est un échec causé par la défaillance de la fusée achetée pour propulser l’engin au départ.


Sandy Tirtey est alors sur une autoroute académique qu’il choisit pourtant de quitter pour s’investir dans Rocket Lab, en Nouvelle-Zélande. Un suicide académique pour un nouveau vrai défi. Depuis un peu plus de 2 ans, Sandy est donc responsable de l’équipe chargée de la conception de tous les éléments de la structure, de l’aérodynamique et des systèmes de déploiement du véhicule de lancement que l’entreprise développe, Electron.

Espace

L'espace low cost

Electron

Même si le premier projet de propulsion hypersonique, baptisé Scramspace, est un échec cuisant, la volonté d’en découdre expérimentalement avec l’espace et la vitesse persiste chez Sandy Tirtey. C’est l’époque des choix difficiles. Comme il le dit lui-même, il était sur une autoroute académique, mais… «J’ai fait le choix encore une fois de ce qui avait l’air excitant et aventurier. J’ai fait un suicide académique et me suis joint à Rocket Lab. Cela m’avait très bien réussi par le passé de me mettre un peu dans la merde.»

Il nous rappelle l’objectif qui sous-tend Rocket Lab: construire une fusée hypersonique et cryogénique très performante et moins énergivore, faire en sorte qu’elle puisse être reproduite à de nombreux exemplaires pour organiser des lancements très réguliers pour des petits business innovants.

C’est donc ce problème que souhaite résoudre Rocket Lab en développant la première fusée dédiée à ces petits satellites afin qu’ils puissent être lancés selon l’agenda et les moyens du client. Et pour ce faire, il faut diminuer les prix de conception à travers l’utilisation de nouvelles technologies (l’impression 3D, un nouveau cycle de propulsion électrique), contrôler le poids des matériaux (des composites carbone solides et légers) et contrôler la quantité de carburant (moins de carburant qu’un vol San Francisco-Los Angeles en Boeing 737).

La Nasa pour client

On comprendra qu’il s’agit de trouver un nouvel équilibre entre tous ces éléments afin de rendre un lancement réellement rentable pour tout le monde. Il ne faut pas oublier la nécessité de résoudre le problème de la fréquence des vols, passer d’une douzaine de vols par an à une centaine. En ce sens, lancer depuis la Nouvelle-Zélande présenterait quelques avantages et Rocket Lab développe aussi sa propre base de lancement afin d’être réellement indépendant à tous les niveaux de la chaîne.

Cette année 2016 est cruciale pour Rocket Lab, qui compte parmi ses gros clients la Nasa en plus de Moon Express et quelques autres dont Sandy ne peut nous révéler les noms. Ils feront voler leur premier client en janvier 2017, puis un par mois durant toute l’année. Les commandes sont déjà prises. Il suffit de réserver son vol sur le site web de la société.

Réservez votre fusée en ligne!

Captures d'écran du site rocketlabusa.com

«Notre objectif est de doubler chaque année. La plus grosse difficulté à ce stade, c’est que sans avoir encore terminé de développer la fusée, on doit déjà mettre en place aujourd’hui la ligne de production.» Un défi à la mesure des rêves et du taux d’adrénaline de Sandy, sans aucun doute!

Comparatif entre les lanceurs Electron et Vega

«Pour cette comparaison, il est important de comprendre la différence entre une fusée solide comme Vega et une fusée liquide cryogénique comme Electron. Typiquement, une fusée liquide a de meilleures performances qu'une fusée solide. Cette performance s'appelle l'impulsion spécifique et mesure quelle poussée on peut obtenir pour un kilo de carburant.


L'avantage d'une fusée solide, c'est que c'est technologiquement bien plus simple, mais elle doit être plus grosse pour obtenir une performance similaire. C'est également beaucoup plus dangereux vu que le carburant est toujours dedans, c'est une bombe. Une fusée liquide est vide jusqu'au moment où on la remplit sur le pas de tir, mais là il n'y a personne autour.» - Sandy Tirtey

Village

Prochain arrêt, la Lune

Ensemble de dômes souples, gonflés sur la Lune et recouverts par une couche de sol lunaire, « imprimé en 3D ».

Village
Village

© ESA/Foster

L’époque des pionniers de l’exploration spatiale n'est donc pas révolue? En tout cas, Johann-Dietrich Wörner, le directeur général de l’Agence spatiale européenne (ESA), se range dans la catégorie des aventuriers comme Sandy Tirtey. Celui qui est aux commandes de l’institution depuis juillet 2015 a un plan: retourner sur la Lune pour s’y installer. Il veut y construire un village, tout simplement!

«Je parle en effet de ‘Moon Village’, de village lunaire, précise l’ingénieur allemand. Bien entendu, il ne s’agira pas d’un village au sens où nous le concevons sur Terre. Pas question de rues et de maisons. Ce que je propose est un concept, une proposition générale.»

Le village lunaire pourrait ressembler à un ensemble de dômes souples, gonflés sur la Lune, puis recouverts par une couche de sol lunaire, « imprimés en 3D » et déposés par des engins robotiques.

Le projet de village lunaire, ©ESA

En réalité, Johann-Dietrich Wörner a surtout une stratégie. «L’Agence spatiale européenne ne va pas bâtir seule ce ‘village’ sur la Lune. C’est un projet fédérateur, destiné à succéder à l’ISS, la Station spatiale internationale, qui ne va plus passer des dizaines d’années en orbite. Mon intention est donc de construire une base permanente sur la Lune. Ce qui signifie aussi qu’elle sera une infrastructure ouverte.»

La guerre froide? On n’en parle plus

La course à la Lune largement gagnée par les Américains et leur programme Apollo? «C’est du passé, dit Wörner. Regardons vers l’avenir.» Avec son «Moon Village», la compétition est mise au placard. Place à la coopération et aux avancées concertées. Le patron de l’ESA n’exclut personne pour ce projet. Les partenaires russes, chinois, américains, indiens, japonais: tous sont les bienvenus. Ils sont même indispensables. Aucune technologie ne sera épargnée. Il faudra penser à la propulsion, à la construction, à la robotique, aux contraintes des longues missions humaines dans l’espace…

«Ce projet international démarrera sur des bases modestes avec la mise en œuvre d’automates lunaires et à des fins scientifiques et technologiques, estime l’ingénieur. Nous devons penser aux méthodes de construction à élaborer, penser aux ressources disponibles sur place.»

Parmi les menaces qui pèseront sur cette base lunaire à longue durée de vie, on pense à son exposition aux rayonnements solaires et cosmiques, aux micrométéorites et aux températures extrêmes. Pour y faire face, les bâtisseurs devraient pouvoir compter sur le régolithe, le sol lunaire. Il pourrait servir de matériaux de protection et de construction.

«Lors des précédentes explorations planétaires, nous n’avons jamais utilisé les ressources présentes à destination, constate Johann-Dietrich Wörner. Il est temps d’y penser!» Parmi les premiers projets imaginés par l’ESA, on retrouve des robots bâtisseurs envoyés à pied d’œuvre. Et des structures gonflables que les robots recouvriraient ensuite de ce sol lunaire.

La rotation de la Terre vue depuis la face cachée de la Lune. La mécanique du système Terre-Lune fait que la Lune nous montre toujours sa même face. Voici à quoi ressemble la partie cachée de notre satellite. Un assemblage d’images prises par la sonde américaine LRO.

Des partenaires russes enthousiastes

Le village lunaire de Jan Wörner, une belle utopie? Chez les spécialistes russes du spatial, on regarde la chose sans sourire narquois! «Nous avons également décidé de remettre le cap sur la Lune, indique Lev Zelenyi, directeur de l’IKI, l’Institut de recherche spatiale de l’Académie russe des Sciences. Du temps de la course à la Lune, l’Union soviétique avait lancé de nombreuses sondes et rovers vers notre satellite naturel. Une exploration qui s’est terminée en 1976, avec la mission Luna-24. «Quarante ans plus tard, nous préparons les missions Luna-25, Luna-26 et Luna-27, indique l’Académicien. Et certaines de ces missions seront menées en collaboration avec l’ESA.»

Les missions russes

Entre 1959 et 1976, les Soviétiques ont envoyé 24 missions « Luna » et six sondes « Zond » vers notre satellite naturel. La sonde Luna-9, dont une maquette est présentée au musée privé du constructeur Lavochkine, à Moscou, est le premier engin terrestre à s’être posé en douceur sur la Lune (3 février 1966) et à en transmettre des photos depuis sa surface. (Photo dailyscience.be)

Les Soviétiques ont également envoyé à deux reprises une jeep robotique sur la Lune: les «Lunokhods». La troisième de ces jeeps est cependant restée… sur Terre. La course à la Lune étant gagnée par les Américains, lesquels arrêtent leur programme Apollo en 1974, le programme LUNA est lui aussi brusquement interrompu. Le Lunokhod 3 est désormais visible chez son constructeur, à Moscou. (Photo dailyscience.be)

Si l’essentiel des échantillons de sol lunaire ont été rapportés sur Terre par les astronautes américains des missions Apollo (quasi 400 kilos), les Soviétiques de l’époque ont également pu faire revenir vers notre planète quelques échantillons de sables et de roches. La Mission Luna-24, a été la troisième et dernière mission LUNA a avoir effectué de tels prélèvements sur la Lune. Dans ce cas-ci, dans la «Mer des Crisses». (Photo dailyscience.be)

En 2018, Luna-25 devrait se poser du côté du pôle Sud lunaire afin d’analyser la composition du régolithe. L’année suivante, la Russie veut placer un satellite en orbite autour de notre satellite naturel. Enfin, dès 2020, la mission Luna-27 doit être réalisée conjointement avec l’Agence spatiale européenne. Il s’agira cette fois d’étudier la composition du sol lunaire, juste sous la surface, au moyen d’un système de forage de facture européenne. «Enfin, avec Luna-28, nous envisageons le retour d’échantillons lunaires vers la Terre», précise Lev Zelenyi.

Manifestement, le regain d’intérêt pour la Lune n’est pas aussi futuriste qu’il n’y paraît au premier coup d’œil. Même si le «village» n’est pas près d’accueillir demain ses premiers habitants.

Quand celui-ci pourrait-il commencer à sortir de la poussière sélène? Johann-Dietrich Wörner n’avance aucune date. Du côté russe, en marge du lancement de la sonde ExoMars 2016, en mars dernier, à Baikonour, on se risquait pourtant à un pronostic. «Disposer d’une station habitée sur la Lune est intéressant à plus d’un titre: vols habités, exploration, robotique, astronomie…, indique le Lev Zelinyi, le patron de l’Institut de recherches spatiales, de Moscou. Nous y pensons déjà, en collaboration avec nos collègues de l’ESA, notamment avec le Dr Bernard Foing, le directeur du Groupe international d’exploration lunaire de l’ESA. À mes yeux, une occupation humaine permanente de la Lune ne devrait cependant pas intervenir avant 2035.».

Wörner regarde par contre une orbite plus loin… «Une base sur la Lune, c’est aussi comme un ‘pit-stop’, estime-t-il. Un relais, avant, pourquoi pas, un voyage humain vers Mars?»