Les vols de mise au point et de qualification du Starhip sont une série de vols suborbitaux et orbitaux destinées à mettre au point ce lanceur spatial super lourd entièrement réutilisable. En effet son constructeur SpaceX a choisi de mettre au point de manière incrémentale sa fusée en faisant évoluer ses caractéristiques au fil des essais en vol. Ces dernières ont été figées en . Quatre versions successives aux capacités croissantes sont développées dont trois ont déjà volé. Après 13 vols surborbitaux réalisés entre 2023 et 2026, le premier vol orbital a été effectué en septembre 2026

Le vaisseau Starship

Le Starhip est un lanceur spatial super lourd et entièrement réutilisable, développé par la société américaine SpaceX qui doit à terme être capable de placer une charge utile de 100 à 200 tonnes en orbite terrestre basse et ainsi servir une grande variété d'usages tout en réduisant drastiquement les coûts de lancement. est la première tentative de l'histoire du vol spatial de mettre au point un lanceur entièrement réutilisable ayant atteint le stade des essais en vol à taille réelle, et une fusée aux dimensions sans précédent avec au décollage une masse de plus de pour de poussée.

Une méthode de qualification incrémentale

La mise en oeuvre du Starship, d'une grande complexité pour tenir le modèle économique qui nécessite la récupération de l'étage supérieur et pour respecter le scénario des missions lunaires du programme Artemis, nécessite la validation de nombreuses phases de vol : mise en orbite de l'étage supérieur Starship, récupération au sol du premier étage Super Heavy sur son pas de tir, récupération au sol du deuxième étage, ravitaillement du vaisseau lunaire Starship HLS en ergols cryogéniques au niveau de l'orbite terrestre basse (une première depuis le début de l'ère spatiale), atterrissage et décollage de la surface de la Lune de ce vaisseau.

Pour qualifier le fonctionnement du Starship, SpaceX procède de manière incrémentale, contrairement aux pratiques en vigueur jusque-là dans l'industrie spatiale. La société développe et teste en vol des versions successives du lanceur en modifiant parfois de manière importante les choix d'architecture effectués précédemment. La trajectoire de développement est de ce fait fluctuante. Finalement, en , SpaceX fige cette trajectoire en définissant les caractéristiques principales des trois versions de puissance croissante du Starship qui doivent être qualifiées, seule la dernière ayant vocation à être utilisée de manière opérationnelle.

Le processus de qualification est également influencé par l'existence de deux objectifs distincts n'ayant pas le même niveau de priorité. Le premier objectif, poursuivi pour le compte de la NASA et qui est le plus complexe à remplir, porte sur le développement du vaisseau lunaire Starship HLS et implique de valider son fonctionnement, son ravitaillement dans l'espace et son atterrissage/décollage sur la Lune. Le second objectif, propre à SpaceX et de priorité plus élevée pour l'industriel, est de disposer d'une fusée capable de déployer en orbite basse plusieurs dizaines de satellites Starlink dans sa version 3 (masse de deux tonnes) qui, seuls, permettront de poursuivre la croissance du nombre d'abonnés à ce système d'internet par satellite dans les régions densément peuplées (les capacités des satellites Starlink des générations précédentes saturent).

+Avancement qualification du lanceur Phase validée Version de l'étage DateVol étage 1 18/11/2023 (IFT-2) Vol étage 1 14/03/2024 (IFT-3)Récupération étage 1 13/10/2024 (IFT-5)Vol étage 2 26/08/2025 (IFT-10)Récupération étage 3Déploiement satellites Starlink 328/09/2026 (IFT-14)Vol réservoir orbital¹ Alimentation réservoir orbital¹ Qualification vaisseau lunaire HLS¹ Alimentation vaisseau lunaire HLS¹ N lancements durant une fenêtre de lancement contrainte¹ Rendez vous en orbite lunaire avec Orion¹ Atterrissage et décollage du HLS sur la Lune¹ ¹ Phases non définies explicitement par SpaceX

Historique des vols

Vol IFT-1 : vol inaugural (avril 2023) vignette|Le lanceur assemblé sur son pas de tir peu avant le premier vol du lanceur complet (IFT-1).

Le premier vol d'essai orbital du lanceur complet ITF-1 (-1) a lieu le . Le lanceur utilisé comprend le premier étage B7 et le deuxième étage Ship 24. Il est prévu que le lanceur effectue un vol suborbital, le deuxième étage devant effectuer pratiquement un tour complet autour de la Terre avant de rentrer dans l'atmosphère et d'amerrir de manière contrôlée dans l'océan Pacifique près d'Hawaï. Après un vol de près de neuf minutes, le second étage devait atteindre une vitesse proche de celle de la mise en orbite et une altitude d'environ .... Le premier étage Super Heavy doit de son côté, après sa séparation avec le second étage, effectuer un amerrissage contrôlé dans le golfe du Mexique à environ au large des côtes du Texas.. Les deux étages devaient ensuite couler, aucune récupération n'étant prévue.

Mais les problèmes débutent dès le décollage qui s'effectue avec seulement 30 des 33 moteurs-fusées en fonctionnement, soit le minimum permettant à la fusée de décoller. Les trois moteurs en panne n'ont pas été mis en marche parce que le système a considéré qu'ils n'étaient pas capables de fonctionner normalement. La dissymétrie de la poussée induite entraîne dès le décollage une inclinaison du lanceur non souhaitée par rapport à la verticale qui aurait pu entraîner des dégâts sévères sur la table de lancement. Des événements anormaux se produisent immédiatement après le décollage au niveau de la baie moteurs. 27 secondes après le décollage, le flux de données en provenance du moteur est interrompu. Des anomalies de fonctionnement déclenchent des phénomènes visibles dans la section arrière par la suite. À t+85 secondes, les communications avec le moteur , qui contribue à l'orientation de la poussée, sont perdues. En conséquence, le système de guidage de la fusée ne parvient plus à maintenir l'orientation de celle-ci et la fusée commence à culbuter. Le système de destruction (FTS) est déclenché, mais celui-ci ne parvient pas à démantibuler le lanceur qui se désintègre de lui-même au bout de 40 secondes (illustrant au passage la rigidité de la structure en acier inoxydable) sous l'action combinée des forces de traînée. Faute d'un système de déluge (celui-ci n'a pas encore été installé), la surface du pas de tir a été ravagée par les gaz expulsés au décollage, d'énormes blocs de béton volant dans les airs. Certains réservoirs verticaux, situés à proximité du pas de tir, ont été percutés par des projectiles....

Vol IFT-2 : première ascension du premier étage réussie (novembre 2023) vignette|redresse|Le Starship en pleine ascension lors du vol du .

La deuxième tentative de vol IFT-2 () est programmée pour le après plusieurs tests statiques du premier étage B9 (essai du interrompu et test du ) et de l'étage supérieur S25 () qui seront utilisés. Ce deuxième vol poursuit les mêmes objectifs que le test d'avril. Des leçons ont été tirées des échecs de la tentative du . Selon SpaceX, près de ou améliorations ont été apportées et les de correction des autorités réglementaires américaines (FAA) ont été traitées. Le système d'autodestruction FTS (Flight Termination System) défaillant a été remplacé (au lieu de charges explosives ponctuelles, les réservoirs sont éventrés), les systèmes d'orientation des tuyères reposant sur l'hydraulique ont été remplacés par des moteurs électriques plus simples. Des systèmes de purge plus efficaces ont été montés à la base des moteurs pour prévenir les incendies qui avaient entraîné l'arrêt prématuré de certains d'entre eux. Une nouvelle procédure de séparation des étages à chaud (la propulsion du deuxième étage est mise à feu avant la séparation des étages) est adoptée, qui comprend la mise en place d'un anneau inter-étages de plusieurs tonnes permettant de faire passer les flammes et de protéger le réservoir supérieur du premier étage. Le pas de tir sévèrement endommagé par le premier tir a été remis en état et le système de déluge a été mis en place pour réduire le choc acoustique au moment de la mise à feu de la fusée..

Le vol du premier étage se déroule comme prévu : les Raptor fonctionnent à pleine puissance jusqu'à la séparation des deux étages qui intervient et après le décollage à 75 kilomètres d'altitude alors que la fusée a acquis une vitesse de . Il était prévu, qu'après son utilisation, le premier étage revienne en position verticale au-dessus des eaux du golfe du Mexique, et qu'après avoir plané un court moment au-dessus de la surface, il bascule et coule. Mais peu après la séparation des deux étages, la manœuvre de retournement de l'étage () qui permet d'entamer la rentrée atmosphérique ne se déroule pas de manière nominale, car certains des moteurs qui devaient être utilisés pour cette opération s'éteignent et l'étage explose peu après. L'origine de ce dysfonctionnement reste à confirmer, mais il semblerait que la décélération de l'étage au moment de la séparation ait déclenché des mouvements des ergols dans les réservoirs qui auraient par effet bélier endommagé ceux-ci et entraîné l'explosion finale. Par contre, la séparation à chaud et la mise à feu des moteurs du deuxième étage se déroulent comme prévu et le vol de celui-ci se déroule initialement sans anomalie. Mais huit minutes et cinq secondes après le décollage et 28 secondes avant l'extinction des moteurs, alors que la fusée a atteint une vitesse de et se trouve à une altitude de , le centre de contrôle de SpaceX perd le contact avec le lanceur. Le système d'autodestruction a été déclenché automatiquement. Il était prévu que l'étage supérieur Starship effectue une rentrée atmosphérique au-dessus de l'océan Pacifique au large des îles Hawaï et plonge en position horizontale dans ses eaux, mais les restes de l'étage tombent au large des Îles Vierges britanniques. Si le déroulement du test n'est pas un succès total, il marque un progrès sensible en permettant de valider le fonctionnement du premier étage, de la séparation à chaud et du fonctionnement du deuxième étage sur une bonne partie de son domaine de vol. Les modifications effectuées sur le pas de tir pour atténuer les conséquences du décollage semblent avoir rempli leur office, car peu de dégâts sont visibles après le lancement......

Vol IFT-3 : premier vol réussi du premier étage (mars 2024)

Le troisième test en vol du lanceur Starship (IFT-3) a lieu le . Certains équipements de la fusée ont été modifiés pour tenir compte des anomalies constatées lors du vol précédent. La trajectoire visée est un vol suborbital mais cette fois le retour du second étage doit s'effectuer au-dessus de l'océan Indien. Plusieurs objectifs ont été ajoutés qui concernent tous le second étage : test de transfert de l'oxygène entre deux réservoirs (processus crucial pour les futurs ravitaillements en orbite), rallumage d'un moteur (indispensable dans le futur pour ne pas laisser un engin de cette taille encombrer l'orbite après utilisation), ouverture et fermeture de la porte par laquelle les satellites Starlink seront éjectés (la fermeture est indispensable pour que le retour au sol de l'étage se fasse sans que l'étage soit détruit)..

Le vol du premier étage (B10) et sa séparation à chaud avec le second étage (S28) se déroulent de manière nominale. Une nouvelle étape est franchie par rapport au test précédent avec la mise à feu réussie des 10 moteurs pour la première manœuvre du retour sur Terre destinée à freiner l'étage (). Après une phase de vol non propulsé, les moteurs sont rallumés pour le freinage ultime précédent l'atterrissage () mais alors que l'étage ne se trouve plus qu'à 2 kilomètres d'altitude, les oscillations deviennent de plus en plus fortes et il devient incontrôlable. L'étage se désintègre en amerrissant (destruction spontanée et non provoquée par le système d'auto-destruction).