Fusées Artemis : pourquoi le ravitaillement est si complexe

La semaine dernière, la NASA a annulé ses tentatives de lancement de la fusée Artemis II, sa première mission occupée vers la Lune depuis 1972. Des complications au niveau de l’approvisionnement en carburant sont survenues lors d’une « répétition » chronométrée. À présent, Artemis II ne pourra s’élancer au plus tôt vers la Lune que le 6 mars 2026.

La NASA a repéré plusieurs problèmes lors de sa répétition : des coupures de communication entre les équipes au sol, des caméras affectées par le froid, une valve de pressurisation de la capsule d’équipage et, notamment, des fuites d’hydrogène liquide lors de l’approvisionnement en carburant de la fusée. « Toutes choses égales par ailleurs, cette journée a été pour nous une réussite sur de nombreux fronts », a commenté le directeur de lancement Charlie Blackwell-Thompson lors d’une conférence de presse. « Mais, pour d’autres, nous avons encore du travail à faire, et nous allons le faire. Nous allons trouver une solution. »

Ces fuites d’hydrogène peuvent sembler familières, et c’est parce que Artemis I a rencontré exactement le même problème. Il y a presque quatre ans, en avril 2022, la NASA a annulé la troisième répétition de lancement de la fusée Artemis I à cause de fuites d’hydrogène liquide. L’agence spatiale a fini par renvoyer le système de lancement spatial (SLS, Space Launch System) de la fusée pour réparation. Artemis I n’a décollé que des mois plus tard, en novembre 2022. Même alors, lors du véritable décompte de lancement de la fusée, une équipe a été envoyée sur la rampe de lancement pour sécuriser une vis : une valve fuyait.

« Avec plus de trois ans entre les lancements du SLS, nous avons pleinement anticipé les défis », écrit l’administrateur de la NASA, Jared Isaacman, sur X. « C’est précisément pour cela que nous avons mené une répétition générale. Nous faisons ces tests pour faire apparaître les problèmes avant le vol et pour prévoir une date de lancement avec les plus grandes chances de succès. »

Mais pourquoi la NASA rencontre-t-elle les mêmes problèmes avec sa fusée qu’il y a quatre ans ? Des problèmes déjà résolus au cours de nombreuses années ? Pour le comprendre, il est important de connaître l’histoire du SLS et de comprendre la nature capricieuse de l’hydrogène liquide.

DIFFICILE DE TRAVAILLER AVEC DE L’HYDROGÈNE LIQUIDE

Le SLS utilise deux types de carburant : l’oxygène liquide et l’hydrogène liquide. Il est assez facile de travailler avec l’oxygène liquide. En revanche, ce n’est pas le cas de l’hydrogène liquide. Ce type de carburant fuit souvent, car il s’agit d’une molécule très petite, capable de s’échapper par les failles les plus minuscules. Ce carburant doit également être conservé à des températures glaciales, environ -252 °C, pour demeurer à l’état liquide. Et ce froid peut, à son tour, affecter l’intégrité des équipements, provoquant des failles qui mènent à un plus grand taux de fuites.

Plusieurs entreprises modernes de fabrication de fusées, comme SpaceX et Blue Origin, choisissent de ne plus avoir recours à l’hydrogène liquide pour ces raisons. À la place, elles optent pour un autre carburant, un mélange de méthane et d’oxygène liquides, qui fuit moins et peut se conserver à des températures moins froides (-181 °C).

Cependant, l’hydrogène liquide a ses bénéfices. C’est un carburant vert, le produit dérivé de l’oxygène et de l’hydrogène liquides est l’eau, et très efficace.

Mais, pour la NASA, la question d’utiliser un autre carburant pour le SLS ne se posait pas vraiment. Lorsque le Congrès étasunien a approuvé ce système en 2010, il a demandé à ce que la fusée soit basée sur une technologie de navette déjà utilisée. Ainsi, les moteurs RS-25 du SLS sont tout simplement des moteurs améliorés et reconditionnés de la navette spatiale qui fonctionnait à l’hydrogène liquide. Trois des quatre moteurs d’Artemis II proviennent de navette et ont déjà leur baptême de l’espace. Un seul est neuf. La navette spatiale a également rencontré des problèmes de fuite lors de son opération ; le dernier vol de la navette spatiale Discovery a été repoussé à cause de fuites d’hydrogène.

Cette décision avait été initialement prise pour économiser de l’argent sur le SLS, mais, en pratique, elle n’a pas eu le résultat escompté. En 2023, le bureau de l’inspecteur général de la NASA estimait que le coût du SLS avait grimpé à près de 4,2 milliards de dollars américains par lancement (soit 3,56 milliards d’euros). L’ancien programme de navette spatiale de la NASA, qui a également dépassé le budget que ses ingénieurs lui réservaient, coûte environ 1,5 milliard de dollars par lancement (soit 1,27 milliard d’euros).

BONNE NOUVELLE : LA NASA EST PARVENUE À ALIMENTER LE SLS

La plus grande partie du test de carburant de la répétition s’est passée sans accrocs. Une fuite a été détectée, peu après que l’agent propulseur a commencé à être chargé. L’équipe de la NASA a pu mettre en pratique une technique, affinée avec Artemis I, et a étanchéifié la fusée avant de continuer.

Mais, après cela, un autre problème s’est manifesté. L’hydrogène liquide, très froid, s’échauffe après son introduction dans la fusée, jusqu’à l’évaporation : il doit donc continuellement être renouvelé. Une augmentation du taux de fuites au cours de ce réapprovisionnement a mené à l’annulation de la répétition à T-5 minutes.

À présent, les équipes doivent identifier précisément quel joint fuit et le réparer tandis que la fusée se trouve sur la plateforme de lancement, ce qui n’est pas chose aisée. « Nous devons inspecter le joint et voir dans quel état il se trouve », a expliqué Amit Kshatriya, administrateur associé de la NASA, lors d’une conférence de presse cette semaine.

Forte de son expérience avec Artemis I, la NASA met en place des procédures pour mener ce travail à bien sans devoir ramener la fusée au bâtiment d'assemblage. Les ingénieurs espèrent pouvoir respecter le calendrier en vue d’un lancement en mars. Ensuite, une fois les ajustements effectués, l’agence spatiale tentera de terminer une deuxième répétition avant d’autoriser le SLS à voler.

En fin de compte, malgré sa technologie réutilisée, le SLS n’a volé qu’une seule fois, et la NASA continue de faire des découvertes en travaillant dessus.