Starship : la fusée la plus puissante de SpaceX pour la Lune et Mars

01Qu’est-ce que Starship

Starship est un système de lancement à deux étages, entièrement réutilisable et en acier inoxydable : un gigantesque propulseur de premier étage appelé Super Heavy et un étage supérieur — le vaisseau lui-même — également appelé Starship. Ensemble, ils atteignent environ 121 mètres de haut et sont conçus pour que les deux étages reviennent et volent à nouveau.

SpaceX l’a conçu dans un but primordial : rendre la vie multiplanétaire. Le même véhicule doit lancer des satellites, poser des astronautes de la NASA sur la Lune dans le cadre d’Artemis et, à terme, transporter les premiers équipages et le fret pour bâtir une base sur Mars. La réutilisation totale est l’objectif : c’est ce qui pourrait enfin rendre les vols spatiaux assez bon marché pour déplacer hors de la Terre la masse de toute une colonie.

02La genèse de Starship

L’idée a évolué à travers plusieurs noms. En 2016, Elon Musk dévoilait l’Interplanetary Transport System (ITS) ; en 2017, il fut retravaillé sous le nom de Big Falcon Rocket (BFR) ; et en 2018, SpaceX arrêta les noms actuels — Starship pour le vaisseau et Super Heavy pour le propulseur. Les prototypes ont suivi vite, du trapu « Starhopper » aux grands exemplaires d’essai à haute altitude.

03Comment Starship est construit

Étage supérieur (Starship)

• Une soute pour l’équipage ou le fret dans le nez (au volume utile supérieur au volume pressurisé de la plupart des stations spatiales).
• Un bouclier thermique de tuiles céramiques sur la face au vent pour la rentrée atmosphérique.
• Quatre volets aérodynamiques qui pilotent la descente « à plat ventre ».
• Ses propres moteurs Raptor (niveau de la mer + vide) et systèmes de contrôle.

Premier étage (Super Heavy)

• Un propulseur en acier inoxydable qui contient l’essentiel des ergols.
• Une grappe de 33 moteurs Raptor à sa base.
• Des ailerons en grille et un profil de retour qui permet aux bras de la tour de lancement (les « baguettes ») de l’attraper.

04Caractéristiques techniques

Chiffres approximatifs pour l’assemblage complet ; ils changent d’une version de Block à l’autre à mesure que SpaceX itère.

05Les moteurs Raptor

Raptor est le moteur qui rend Starship possible. Il brûle du méthane liquide et de l’oxygène liquide (méthalox) selon un cycle à combustion étagée à flux intégral — l’un des cycles de moteur les plus difficiles à réaliser, et parmi les plus performants. SpaceX a itéré à travers Raptor 1, 2 et 3, chacun plus simple, moins cher et plus puissant.

06Pourquoi le méthane comme carburant

• Efficacité — le méthalox offre de hautes performances avec une conception de moteur maîtrisable.
• Il peut être fabriqué sur Mars. La réaction de Sabatier transforme le CO₂ et l’eau martiens en méthane, si bien que le vaisseau de retour se ravitaille sur place (ISRU).
• Combustion plus propre — le méthane laisse bien moins de suie que le kérosène, ce qui facilite une réutilisation rapide des moteurs.
• Des avantages de coût et de manipulation face à l’hydrogène (volumineux et difficile à stocker).

07Comment se déroule un lancement de Starship

• 1. Décollage — les 33 moteurs du Super Heavy s’allument.
• 2. Séparation à chaud — les moteurs de Starship s’allument avant que les étages ne se séparent complètement.
• 3. Retour du propulseur — le Super Heavy revient pour être attrapé par la tour de lancement.
• 4. Orbite — Starship poursuit jusqu’à la vitesse orbitale.
• 5. Ravitaillement — pour les voyages lointains, il fait le plein auprès de Starships-citernes en orbite.
• 6. Transit — le vaisseau file vers la Lune ou Mars.
• 7. Atterrissage — il rentre dans l’atmosphère, se redresse et se pose par rétropropulsion.

08Le ravitaillement en orbite

Starship atteint l’orbite presque vide d’ergols ; tout voyage au-delà nécessite donc un ravitaillement dans l’espace. Des Starships-citernes décollent, s’arriment au véhicule en orbite terrestre et lui transfèrent méthane et oxygène, remplissant ses réservoirs pour le trajet vers la Lune ou Mars.

• Pourquoi c’est décisif — c’est la clé qui ouvre la Lune et Mars avec un seul véhicule.
• La difficulté — transférer des ergols cryogéniques en microgravité n’a jamais été réalisé à cette échelle.
• Plusieurs vols de citernes peuvent être nécessaires pour remplir un seul vaisseau en partance pour Mars.

09La réutilisation totale

Contrairement à Saturn V ou au SLS, Starship est conçu pour que rien ne soit jeté. Le propulseur Super Heavy revient se faire attraper par les bras de la tour, et le vaisseau rentre dans l’atmosphère et se pose pour repartir. Si cela fonctionne de manière routinière, le coût par vol pourrait chuter fortement, car seuls le carburant et la remise en état — et non la fusée — sont dépensés à chaque fois.

10Les essais en vol

SpaceX développe Starship en faisant voler du matériel tôt et souvent, en tirant les leçons des échecs. Le programme a traversé des phases nettes.

11Starship et le voyage vers Mars

• Transporter des équipages — acheminer les premiers colons sur le trajet de ~6–9 mois.
• Livrer du fret — poser la masse dont une base a besoin avant l’arrivée des personnes.
• Bâtir la base — apporter habitats, systèmes d’énergie et machines.
• Déplacer du matériel — rovers, foreuses et robots de construction.
• Réapprovisionner la colonie à chaque fenêtre de lancement.

12Starship et le programme Artemis

La NASA a retenu une version lunaire de Starship comme Human Landing System (HLS) pour poser les astronautes d’Artemis à la surface de la Lune. La variante lunaire abandonne les volets et le bouclier thermique dont elle n’a pas besoin là-bas et repose sur la même approche de ravitaillement en orbite. Elle opère aux côtés de la fusée SLS et de la capsule Orion de la NASA, qui amènent l’équipage en orbite lunaire.

13Capacités de fret

• De grands lots de satellites en un seul lancement.
• Des modules pour stations spatiales.
• Du fret lourd pour les missions vers Mars et la Lune.
• Des charges utiles scientifiques et gouvernementales.
• Des structures surdimensionnées qu’aucune autre fusée ne peut accueillir.

14La version habitée

• Un objectif de conception de jusqu’à ~100 personnes sur les vols de longue durée vers Mars.
• Cabines, espaces communs et rangements dans le nez pressurisé.
• Support-vie — systèmes d’air, d’eau et de nourriture pour des mois de transit.
• Abri anti-radiations et redondance pour la sécurité de l’équipage.

15Se poser sur Mars

• Entrée atmosphérique — frapper l’air martien ténu à grande vitesse, protégé par le bouclier thermique.
• Aérofreinage — utiliser cette atmosphère pour perdre l’essentiel de la vitesse.
• Poser propulsé — les moteurs Raptor redressent le vaisseau et le posent.
• Choix du site — terrain plat près de glace enfouie, pour le carburant et l’eau.
• Risques — l’air ténu de Mars fait de l’atterrissage d’une grande masse l’une des parties les plus difficiles de la mission.

16Fabriquer du carburant sur Mars

Le carburant méthalox de Starship est la raison pour laquelle il peut rentrer. Plutôt que d’emporter les ergols de retour depuis la Terre, le plan est de les fabriquer sur Mars.

• Extraire de la glace d’eau sous la surface.
• Électrolyser l’eau en hydrogène et oxygène.
• Réaliser la réaction de Sabatier : CO₂ + hydrogène → méthane + eau.
• Stocker le méthane et l’oxygène cryogéniques pour le lancement de retour.

17La sécurité

• Tolérance à la panne moteur — avec 33 moteurs sur le propulseur, certains peuvent défaillir sans interrompre le vol.
• Un bouclier thermique qui protège le vaisseau lors de la rentrée.
• Des systèmes redondants pour les fonctions critiques.
• Une démarche de développement à forte composante d’essais pour repérer les défaillances avant que des équipages ne volent.
• La conception de protection de l’équipage mûrit encore — les vols habités succèdent à de vastes essais sans équipage.

18Comparaison avec d’autres fusées

Avec environ 74 méganewtons de poussée au décollage, le Super Heavy est l’étage de fusée le plus puissant jamais lancé — environ deux fois la poussée du Saturn V qui a envoyé Apollo vers la Lune.

19L’économie du projet

SpaceX finance elle-même l’essentiel du développement de Starship, la dépense totale étant largement estimée à plusieurs milliards de dollars. L’argument économique repose sur la réutilisation : si un véhicule vole de nombreuses fois avec, entre les vols, seulement le carburant et la remise en état, le coût par lancement pourrait à terme tomber à une petite fraction de celui des fusées lourdes actuelles. Les objectifs de coût à long terme de SpaceX sont ambitieux et non prouvés — considérez les chiffres précis par lancement comme des objectifs.

20L’avenir de Starship

• Des vols de routine à réutilisation rapide depuis plusieurs sites de lancement.
• Poser des équipages sur la Lune et aider à bâtir des bases lunaires.
• Transporter le premier fret et les premières personnes pour coloniser Mars.
• Tourisme spatial et idées de vols de point à point.
• Devenir l’épine dorsale de la logistique interplanétaire.

21Faits intéressants

• Starship est la fusée la plus haute et la plus puissante jamais construite.
• Il est en acier inoxydable, et non dans l’aluminium ou les composites de la plupart des fusées.
• Il brûle du méthane au lieu du kérosène utilisé par le Falcon 9.
• Le propulseur Super Heavy est conçu pour être attrapé en plein vol par la tour de lancement.
• Il est conçu pour être entièrement réutilisable — les deux étages revolent.
• Sa poussée au décollage est environ le double de celle du Saturn V.
• Le vaisseau rentre « à plat ventre », puis se redresse pour se poser.
• Son carburant au méthane a été choisi en partie parce qu’il peut être fabriqué sur Mars.
• La NASA a choisi Starship pour poser des astronautes sur la Lune dans le cadre d’Artemis.
• Le volume utile d’un seul Starship dépasse le volume pressurisé de l’ISS.

22Chronologie du programme

23Glossaire

24Questions fréquentes

25Sources

• SpaceX — Starship ↗
• SpaceX — Mission to Mars ↗
• NASA — Artemis Human Landing System ↗