La 3D de la relativité

Regardez une rediffusion de notre couverture en direct du compte à rebours et du lancement de la première fusée Terran 1 imprimée en 3D de Relativity Space. Le Terran 1 a décollé du Launch Complex 16 à Cape Canaveral Space Force Station, en Floride, lors de son vol d'essai inaugural à 23 h 25 HAE le mercredi 22 mars (0325 UTC le jeudi 23 mars). Suivez-nous sur Twitter.

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Relativity Space, une entreprise qui ambitionne de développer une fusée entièrement réutilisable, a lancé son premier propulseur consommable alimenté au méthane depuis Cap Canaveral mercredi soir, démontrant avec succès la force de la première structure imprimée en 3D du lanceur, mais ne parvenant pas à atteindre orbite après un dysfonctionnement du deuxième étage du vol d'essai.

La fusée à deux étages, appelée Terran 1, est le premier lanceur de classe orbitale principalement fabriqué avec l'impression 3D, et le premier lanceur américain de sa taille à utiliser le méthane comme carburant. La phase initiale du vol inaugural du Terran 1 mercredi soir semblait se dérouler comme prévu, aucun problème n'ayant été signalé jusqu'à ce que le deuxième étage soit censé s'enflammer près de trois minutes après le décollage.

Le moteur Aeon de l'étage supérieur était censé s'enflammer pendant cinq minutes pour accélérer la fusée à une vitesse orbitale d'environ 17 000 mph. Mais une caméra du deuxième étage a montré des flammes intermittentes du moteur, qui ne semblaient pas fonctionner à pleine puissance. La fusée a atteint une vitesse de pointe d'environ 4 600 mph (7 400 kilomètres par heure), puis a commencé à ralentir alors qu'elle s'envolait brièvement dans l'espace, selon une lecture de vitesse sur le webcast en direct de Relativity du vol d'essai.

Le directeur du lancement de Relativity, Clay Walker, a confirmé qu'il y avait une anomalie sur la deuxième étape dans une annonce environ cinq minutes après le début de la mission.

Le moteur de l'étage supérieur de la fusée Terran 1 de Relativity Space a semblé crachoter peu de temps après l'allumage lors du vol d'essai de ce soir

La société a confirmé une anomalie avec l'étage supérieur, et le Terran 1 n'atteindra pas l'orbite lors de son tout premier lancementhttps://t.co/5SAWJ1O3G3 pic.twitter.com/SJiMpYQmOZ

– Vol spatial maintenant (@SpaceflightNow) 23 mars 2023

Il n'y avait pas de satellites lors du premier vol d'essai de la fusée Terran 1. Les débris de la fusée sont probablement tombés dans l'océan Atlantique à environ 400 milles à l'est de Cap Canaveral.

Relativity Space, une startup californienne fondée en 2015, a déclaré avant le vol d'essai de Terran 1 que l'un de ses principaux objectifs avec le vol d'essai était de démontrer qu'une fusée imprimée en 3D pouvait résister aux vibrations et aux forces extrêmes d'un lancement, en particulier dans une phase du vol appelée Max-Q, ou pression aérodynamique maximale. Les données recueillies lors du vol d'essai de Terran 1 mercredi soir aideront au développement de la future fusée de Relativity, un lanceur entièrement réutilisable nommé Terran R, a indiqué la société.

"Les lancements inauguraux sont toujours passionnants, et le vol d'aujourd'hui n'a pas fait exception", a déclaré Arwa Tizani Kelly, responsable du programme technique de Relativity Space pour les tests et le lancement. "Bien que nous n'ayons pas atteint l'orbite, nous avons largement dépassé nos objectifs clés pour ce premier lancement, et cet objectif était de collecter des données à Max-Q, l'une des phases de vol les plus exigeantes, et d'atteindre la séparation des étapes. Les données de vol d'aujourd'hui seront être inestimable pour notre équipe alors que nous cherchons à améliorer encore nos fusées, y compris Terran R."

Les essais au sol avant le premier lancement du Terran 1 ont montré que la fusée imprimée en 3D pouvait résister à des forces similaires à celles d'un lanceur construit avec des matériaux plus conventionnels, comme l'aluminium, la fibre de carbone ou l'acier inoxydable. Le test en vol de mercredi a semblé confirmer ces conclusions.

Dans une déclaration publiée sur Twitter, Relativity a déclaré que la survie de la fusée Terran 1 grâce à Max-Q était "le plus grand point de preuve de notre nouvelle approche de fabrication additive".

"Aujourd'hui, c'est une énorme victoire, avec de nombreuses premières historiques", a déclaré Relativity. "Nous avons également progressé dans la coupure du moteur principal et la séparation des étages. Nous évaluerons les données de vol et fournirons des mises à jour publiques au cours des prochains jours."

Voici une rediffusion de la première fusée Terran 1 de Relativity Space depuis Cap Canaveral à 23h25 HAE (0325 UTC).

La fusée imprimée en 3D alimentée au méthane est montée dans l'espace propulsée par neuf moteurs principaux, mais une panne de l'étage supérieur l'a empêchée d'atteindre l'orbite.https://t.co/5SAWJ1O3G3 pic.twitter.com/YoK79nmM5C

– Vol spatial maintenant (@SpaceflightNow) 23 mars 2023

La première fusée Terran 1 de Relativity a décollé à 23 h 25 HAE mercredi (03 h 25 UTC jeudi) du complexe de lancement 16 de la station de la Force spatiale de Cap Canaveral après avoir nettoyé deux comptes à rebours plus tôt ce mois-ci.

De forts vents de niveau supérieur et un bateau qui s'est égaré dans la zone de danger de lancement dans l'océan Atlantique ont retardé le décollage de la fusée Terran 1 de 110 pieds de haut (33,5 mètres) de près d'une heure et demie mercredi soir. Mais une fois ces problèmes résolus, l'équipe de lancement de Relativity a repris le compte à rebours et a effectué une dernière série de vérifications avant de confier le contrôle de la séquence de lancement aux ordinateurs.

Neuf moteurs Aeon 1 alimentés au méthane, conçus et construits par Relativity, se sont allumés six secondes avant le lancement et ont accéléré à pleine puissance, produisant 207 000 livres de poussée. Après un bilan de santé de dernière seconde, l'ordinateur de la fusée a donné l'ordre de relâcher les dispositifs de retenue et le Terran 1 s'est éloigné de la rampe de lancement de Relativity.

Les neuf moteurs principaux ont produit une flamme d'échappement teintée de bleu alors que le Terran 1 montait dans l'atmosphère, se dirigeant sur un chemin à l'est de Cap Canaveral avant de dépasser la vitesse du son environ une minute après le début de la mission. Le prochain test clé a eu lieu à T + plus 80 secondes, lorsque la fusée a atteint Max-Q.

Les moteurs Aeon 1 du premier étage se sont arrêtés à T + plus 2 minutes et 40 secondes, suivis quelques instants plus tard par la libération du booster du premier étage. Ensuite, l'étage supérieur était censé allumer son moteur pour propulser la fusée Terran 1 à la vitesse orbitale.

Mais la vitesse de la fusée a commencé à chuter et Relativity a déclaré la fin prématurée du vol d'essai.

La fusée Terran 1 est conçue pour transporter plus d'une tonne de marchandises en orbite terrestre basse. La fusée est destinée au marché du lancement commercial de satellites de petite et moyenne taille, faisant de Relativity l'une des nombreuses sociétés de lancement de petits satellites développées par le secteur privé à être mises en ligne au cours des dernières années.

Relativity Space est arrivé à moins d'une demi-seconde du lancement de la fusée Terran 1 lors de la deuxième tentative de lancement le 11 mars.

La société a déclaré que le compte à rebours s'interrompait automatiquement lorsqu'un ordinateur détectait un problème une demi-seconde seulement avant le décollage. Les équipes au sol ont connecté un nouveau logiciel à la fusée pour résoudre le problème, puis ont de nouveau essayé de lancer la fusée Terran 1 plus tard dans la fenêtre de lancement du 11 mars. Mais le compte à rebours s'est de nouveau arrêté à T-moins 45 secondes lorsque les ordinateurs ont détecté une pression légèrement basse dans le réservoir de méthane de deuxième étage.

Les ingénieurs ont annulé une tentative de lancement précédente le 8 mars lorsqu'un problème de système au sol a empêché l'oxygène liquide cryogénique de la fusée de lire la bonne température.

Après des ajustements logiciels et de légers changements dans la séquence du compte à rebours, Relativity était prêt à réessayer mercredi soir.

Si la fusée Terran 1 avait terminé son vol de huit minutes sans incident mercredi soir, elle serait devenue le premier lanceur alimenté au méthane à atteindre l'orbite de l'histoire, battant deux fusées beaucoup plus grosses – Vulcan de United Launch Alliance et Starship de SpaceX – prévues pour tenter leur premiers vols d'essai grandeur nature dans les semaines ou mois à venir.

Tim Ellis, co-fondateur et PDG de Relativity Space, a déclaré que le méthane est le "choix propulseur de l'avenir, en particulier pour les fusées réutilisables".

Le méthane est un carburant plus efficace que le kérosène, qui est utilisé sur la fusée Falcon 9 de SpaceX, le lanceur russe Soyouz et l'Atlas 5 d'ULA. Il brûle également plus proprement et laisse moins de résidus à l'intérieur d'un moteur que le kérosène, ce qui facilite la remise à neuf et la réutilisation entre les missions.

Avant même que le premier Terran 1 ne quitte la rampe de lancement, Relativity a commencé le développement d'une plus grande fusée entièrement réutilisable appelée Terran R, un véhicule qui, selon la société, deviendra un "cargo spatial point à point capable d'effectuer des missions entre la Terre, la Lune et Mars."

Malgré les ambitions élevées de Terran R, le premier vol d'essai de la plus modeste fusée Terran 1 a été une étape importante pour Relativity, une société fondée en 2015 par Ellis et Jordan Noone, des camarades de classe qui ont travaillé pendant de courtes périodes en tant qu'ingénieurs avec Blue Origin et SpaceX. . Ellis, 32 ans, est PDG de Relativity, tandis que Noone, 30 ans, a démissionné de son poste de directeur de la technologie de l'entreprise en 2020.

La société compte désormais quelque 1 000 employés, un siège social et une usine d'un million de pieds carrés à Long Beach, en Californie, et 1,3 milliard de dollars en capital-risque et en levée de fonds, dont un investissement initial de 500 000 dollars du milliardaire Mark Cuban. En 2021, la société a atteint une valorisation de 4,2 milliards de dollars avant de lancer des fusées.

Josh Brost, vice-président des opérations de revenus de Relativity, a déclaré à Spaceflight Now avant le lancement de Terran 1 que se mettre en orbite du premier coup ne "définirait pas le succès" de l'entreprise.

"Il y a beaucoup d'autres choses qui pourraient se produire lors du lancement qui seraient toujours considérées comme très réussies pour nous", a déclaré Brost dans une interview.

Brost a déclaré que passer par Max-Q lors du premier lancement de Terran 1 montrerait "non seulement à nous-mêmes, mais au monde entier, une fusée imprimée en 3D est vraiment à la hauteur de la tâche de prendre en charge ces environnements de lancement".

La fusée Terran 1 peut transporter jusqu'à 2 755 livres, ou 1 250 kilogrammes, de fret vers une orbite à basse altitude. C'est beaucoup plus que d'autres petits lanceurs de satellites commerciaux, tels que le véhicule Electron de Rocket Lab. Relativity dit qu'elle vend un lancement dédié sur une fusée Terran 1 pour 12 millions de dollars, soit environ le double du prix d'un vol sur le plus petit véhicule Rocket Lab.

Relativity Space a non seulement développé la fusée Terran 1 et conçu le moteur de fusée Aeon à partir de rien, mais la société a également introduit quatre générations d'imprimantes 3D, chacune capable de construire plus de composants de fusée plus rapidement et à moindre coût.

Environ 85% de la masse structurelle de 20 458 livres (9 280 kilogrammes) de la fusée Terran 1 a été fabriquée avec la technologie d'impression 3D, y compris ses moteurs Aeon. L'impression 3D permet à Relativity de fabriquer des fusées avec 100 fois moins de pièces que les lanceurs construits à l'aide de méthodes conventionnelles, selon la société.

Relativity a produit la structure principale et les réservoirs de propulseur de la fusée Terran 1 sur ses imprimantes 3D à l'aide d'un alliage d'aluminium exclusif. Les chambres de poussée des moteurs, les injecteurs et les turbopompes, les propulseurs de contrôle de réaction et les systèmes de pressurisation reposent également sur la technologie d'impression 3D. D'autres pièces, telles que l'avionique et les ordinateurs de vol, ont été fabriquées à l'aide de méthodes conventionnelles, a déclaré Brost.

Un porte-parole de la société a déclaré que des essais approfondis de fusées à Cap Canaveral et sur un banc d'essai au Stennis Space Center de la NASA dans le Mississippi ont donné aux responsables suffisamment de confiance pour procéder au lancement de Terran 1, bien qu'ils n'aient pas terminé un test de tir de pleine durée du premier étage comme à l'origine. prévu. Les moteurs et le système de pressurisation autogène du Terran 1, qui utilise des gaz auto-générés pour maintenir la pression dans les réservoirs de propulseur, ont bien fonctionné lors des récents essais au sol, a déclaré Relativity.

"Nous étions très intentionnels d'essayer d'atteindre le pad aussi vite que possible pour maximiser le taux d'apprentissage", a déclaré Brost.

Dans l'ensemble, Relativity a effectué 191 tests de tir à chaud Aeon 1 avec 10 900 secondes de temps d'exécution lors des tests de qualification et d'acceptation du moteur sur un stand de tir au Stennis Space Center.

Le deuxième étage de la fusée Terran 1, propulsé par un seul moteur "Aeon Vac" optimisé pour les tirs dans l'espace, a effectué un "cycle de mission" complet simulant la combustion qu'il effectuera lors du vol d'essai. Relativity a également effectué des tests de charges structurelles sur les premier et deuxième étages de la fusée Terran 1, ainsi que des tests fonctionnels sur la séparation des étages et d'autres mécanismes "critiques pour le vol".

Relativity a également effectué un test de "cycle de mission" du deuxième étage du Terran 1 dans le Mississippi, avant de l'expédier en Floride pour les préparatifs de lancement. Le cycle de service de la mission a exécuté l'ensemble de l'étage supérieur, y compris le moteur, à travers une séquence de test correspondant à ce qu'il expérimenterait en vol.

Le point de départ de la fusée Terran 1, Launch Complex 16, est une installation longtemps inactive à Cap Canaveral, autrefois utilisée par les tests de missiles Titan et Pershing, et les tirs d'essai du moteur du module de service Apollo de la NASA. Le complexe de lancement 16 a été utilisé pour la dernière fois pour un lancement en 1988 et est situé sur la "ligne de missiles" historique de Cap Canaveral, au sud de la rampe de lancement Delta 4 de United Launch Alliance et au nord de la zone d'atterrissage des fusées de SpaceX.

Après avoir annoncé en 2016 qu'elle avait reçu l'approbation de l'armée pour utiliser le complexe de lancement 16, Relativity a construit un hangar de traitement de fusées, érigé des tours de protection contre la foudre et installé des réservoirs de carburant sur le site.

Relativity a livré la fusée Terran 1 à Cap Canaveral en juin dernier pour l'intégration finale et les tests.

La trajectoire plein est depuis Cap Canaveral après le décollage de mercredi soir visait à placer la fusée Terran 1 sur une orbite à basse altitude inclinée de 28,5 degrés par rapport à l'équateur, à la même latitude que le port spatial de Floride.

Une chose que la fusée Terran 1 n'a pas testée lors de la mission de mercredi soir était un carénage de charge utile, l'aéroshell qui protège les satellites lors de la montée initiale d'une fusée dans l'atmosphère, puis les largue pour révéler les charges utiles après avoir atteint l'espace. Le Terran 1 utilisé lors du premier vol d'essai de Relativity avait un cône de nez aérodynamique, qui n'était pas conçu pour se séparer de la fusée.

Un anneau métallique de 6 pouces de large, l'un des premiers articles de test Relativité imprimé il y a plusieurs années, se trouvait à l'intérieur du cône de nez du Terran 1 en tant que charge utile symbolique.

La décision de renoncer à faire voler un carénage de charge utile lors du premier vol d'essai du Terran 1 était simplement de s'assurer que la société restait concentrée sur les parties de la fusée qui doivent fonctionner pour atteindre l'orbite, a déclaré Brost.

"Si vous regardez comment les nouvelles fusées échouent, il existe un certain nombre de modes de défaillance différents où les systèmes peuvent rencontrer des problèmes", a déclaré Brost dans une interview avant le lancement. "C'est vraiment là que nous concentrons nos efforts.

"Cela met nos efforts dans des quantités massives de tests de propulsion et des quantités importantes de tests d'avionique au sol, de matériel dans la boucle, et de tests structurels complets de bout en bout pour s'assurer que le système a les meilleures chances d'obtenir jusqu'en orbite, et nous donne la meilleure chance de collecter d'énormes quantités de données que nous pouvons ensuite utiliser pour améliorer nos systèmes à l'avenir", a déclaré Brost à Spaceflight Now avant le lancement.

Relativity a un contrat de lancement avec la NASA pour faire voler un groupe de petits satellites lors de la deuxième mission Terran 1 depuis Cap Canaveral. La société a également un contrat avec Telesat pour lancer des satellites pour la constellation Internet en orbite terrestre basse prévue par cette société. Et Iridium a un accord à long terme pour lancer des satellites de relais voix et données sur les fusées de Relativity.

L'année dernière, Iridium a déplacé le lancement de cinq de ses six satellites de rechange "Iridium Next" restants de plusieurs vols dédiés sur la fusée Terran 1 de Relativity à une mission de covoiturage plus tard cette année sur une seule fusée SpaceX Falcon 9. "Il nous reste encore une réserve au sol, qui pourrait être lancée à l'avenir sur le Terran 1", a déclaré un porte-parole d'Iridium.

Mais Iridium affirme que son contrat avec Relativity comprend des dispositions pour utiliser les futurs systèmes de la société de lancement, comme le Terran R. OneWeb a également signé un accord de lancement multiple pour faire voler ses satellites à large bande de deuxième génération sur des fusées Terran R. Et une autre start-up spatiale, appelée Impulse Space, a annoncé l'année dernière son intention d'envoyer un atterrisseur robotique sur Mars avec un coup de pouce du Terran R de Relativity.

Relativity dit avoir un carnet de commandes avec une douzaine de clients d'une valeur de plus de 1,65 milliard de dollars. La majorité de l'arriéré concerne les missions à lancer sur le plus grand Terran R réutilisable, qui, selon Relativity, pourrait être lancé pour la première fois d'ici la fin de 2024. Comme le Terran 1, le Terran R sera construit avec la technologie d'impression 3D, utiliser carburant méthane, et partira pour l'espace du complexe de lancement 16 à Cap Canaveral.

Dans un fil Twitter publié à la veille du premier lancement du Terran 1, Ellis a signalé que Relativity était impatient de réorienter ses efforts vers le développement du Terran R.

"Le transport moyen-lourd est clairement l'endroit où se trouve la plus grande opportunité de marché pour la décennie restante, avec une pénurie massive de lancements dans cette classe de charge utile en cours", a déclaré Ellis.

Ressemblant à une version plus petite de la fusée géante Starship de SpaceX, le Terran R mesurera 216 pieds (66 mètres) de haut et 16 pieds (5 mètres) de diamètre.

Volant en mode réutilisable, la fusée Terran R sera capable de livrer une charge utile de 20 tonnes métriques, ou 44 000 livres, en orbite terrestre basse, selon Relativity. La capacité de charge utile pourrait augmenter si Relativity faisait voler le Terran R comme une fusée non récupérable.

Le premier étage du Terran R sera propulsé par sept moteurs Aeon R réutilisables imprimés en 3D capables de 302 000 livres de poussée chacun, se combinant pour générer 2,1 millions de livres de poussée à plein régime. Le deuxième étage du Terran R aura un moteur Aeon Vac.

D'autres nouveaux fournisseurs de lancement commerciaux qui ont initialement développé un petit lanceur de satellites, tels que Rocket Lab et Firefly Aerospace, se tournent également vers des fusées plus grandes. Rocket Lab développe la fusée Neutron partiellement réutilisable, et Firefly en est aux premiers stades d'un partenariat avec Northrop Grumman pour développer un lanceur de classe moyenne.

Ellis a tweeté que Relativity se tournera vers ses clients pour savoir s'il faut continuer à tester et à piloter le Terran 1, ou passer au Terran R.

"Nos clients seront vraiment notre jury décisif", a déclaré Ellis avant le vol d'essai de Terran 1. "Ils peuvent considérer ce lancement comme un succès une fois que nous aurons prouvé l'intégrité structurelle du véhicule chez Max-Q, mais ils peuvent également envisager des étapes ultérieures de vol, comme la séparation des étages, puis l'allumage du moteur du 2e étage."

"Si lors de notre lancement inaugural de Terran 1, nous rencontrons des problèmes plus courants avec les lancements de fusées - des problèmes de science des fusées et non des problèmes liés aux additifs - nous demanderons à ces clients de donner leur avis", a déclaré Ellis. "Veulent-ils que nous continuions à produire plus de Terran 1 pour résoudre ces problèmes sur ce véhicule ? Ou voudraient-ils que nous résolvions les problèmes restants de la science des fusées sur le véhicule qui les intéresse le plus, Terran R ?"

Le Terran 1 est une "plate-forme d'apprentissage fantastique pour développer des technologies de développement directement applicables à Terran R, nous donnant beaucoup de confiance que nous sommes en avance dans la course pour devenir la prochaine grande société de lancement", a déclaré Ellis.

FUSÉE:Terrien 1

CHARGE UTILE: Vol d'essai "Bonne chance, amusez-vous" ; Pas de charge client

SITE DE LANCEMENT:LC-16, Station de la Force spatiale de Cap Canaveral, Floride

DATE DE LANCEMENT:22/23 mars 2023

HEURE DE LANCEMENT :23h25 HAE le 22 mars (0325 UTC le 23 mars)

PRÉVISIONS MÉTÉOROLOGIQUES:95 % de chances d'avoir un temps acceptable

RÉCUPÉRATION BOOSTER :Aucun

AZIMUT DE LANCEMENT :Est

ORBITE CIBLE :124 milles sur 130 milles (365 kilomètres sur 373 kilomètres), inclinaison de 28,5 degrés

CALENDRIER DE LANCEMENT :

STATISTIQUES DES MISSIONS :

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