CST-100 (acronyme en anglais de ; litt. « Transport spatial d'équipage ») est un véhicule spatial habité développé et opéré par la société Boeing dans le but de relever l'équipage de la Station spatiale internationale (ISS) pour le compte de la NASA. Lancé depuis la base de lancement de Cap Canaveral en Floride à bord d'une fusée Atlas V, il doit permettre de transporter un équipage de sept astronautes en orbite terrestre basse puis de les ramener sur Terre. Son entrée en service est émaillé d'incidents : en 2026 soit 12 ans après la signature du contrat, le véhicule n'est toujours pas opérationnel.

En 2010 l'administration Obama décide d'annuler le programme Constellation dont le véhicule Orion et la fusée Ares 1 devaient assurer la relève de l'équipage de l'ISS après la fin de la navette spatiale américaine. Sur le modèle du Commercial Orbital Transportation Services (COTS) débuté en 2006, la NASA lance à la place le Commercial Crew Development (CCDev) pour confier le transport d'astronautes à des entreprises privées. En 2014 après avoir cherché à convaincre la NASA d'en faire le seul lauréat, elle sélectionne le CST-100 de Boeing mais aussi le Crew Dragon de SpaceX, quoique pour un budget 40 % moindre.

Boeing bénéficie alors de l'expérience de la navette spatiale et de l'ISS, mais n'est pas habitué au format du contrat à coût fixe qui fait peser le risque des surcoûts sur le constructeur. La capsule du CST-100 s'inspire du module de commande (CM) du programme Apollo, tandis que Boeing s'entoure de fournisseurs traditionnels dont Aerojet Rocketdyne pour la propulsion. Le développement connaît d'importants retards, puis en 2019 le premier vol inhabité (OFT) échoue à s'amarrer à l'ISS. Il est répété avec succès en 2022 (OFT-2), mais en 2024 le premier vol de test habité (CFT) subit à nouveau de graves dysfonctionnements.

Long de pour une masse de , CST-100 comprend deux éléments : une capsule pressurisée réutilisable avec l'habitacle et le port d'amarrage NDS à l'avant ; et un module de service jetable avec les panneaux solaires et la propulsion principale, dont les moteurs d'éjection d'urgence jouent le rôle d'une tour de sauvetage. Le véhicule est automatisé, utilise un bouclier thermique ablatif largué après la rentrée atmosphérique, puis descend sous parachutes avant d'utiliser des airbags pour se poser sur la terre ferme ; son autonomie est de quelques jours en vol libre et d'au moins 6 mois amarré à une station.

Si des erreurs logicielles sont responsables de l'échec du premier vol de test, CST-100 souffre d'abord de problème de propulsion dont les surcoûts engendrés s'élèvent à 2 milliards US$, la moitié de l'enveloppe initiale. Boeing réfléchit un temps à le vendre à une autre entreprise, tandis que la NASA continue de soutenir le projet afin de disposer de deux fournisseurs. En 2026 le retrait annoncé du Crew Dragon de SpaceX à l'horizon 2030 ajoute à la nécessité de compléter la mise en service du véhicule.

Contexte

Retrait de la navette spatiale américaine et difficultés du développement du véhicule Orion

Après le retrait de la navette spatiale américaine, effectif depuis , la NASA ne dispose plus de moyens de transport pour amener ses astronautes à la Station spatiale internationale. Elle doit recourir aux Soyouz russes. Lorsque la décision de retirer la navette spatiale est prise en 2004, la NASA prévoit que le véhicule spatial Orion, développé dans le cadre du programme Constellation, la remplace pour assurer le transport des astronautes. Le développement du véhicule Orion est complexe car celui-ci doit être utilisé à la fois pour desservir l'orbite terrestre basse et pour emporter son équipage jusqu'à la Lune et éventuellement au-delà. Chaque mission de ce véhicule est également très coûteuse, car il est conçu pour l'espace lointain.

Appel à l'industrie privée : l'appel d'offres CCDeV

Les retards accumulés par ce projet décident la NASA à solliciter le développement par l'industrie privée de véhicules chargés exclusivement du transport en orbite terrestre basse des astronautes. Le programme Commercial Orbital Transportation Services (COTS), mis sur pied en 2006, vise à confier à des candidats choisis à la fois pour le transport de fret et celui des astronautes (option D). Les deux candidats sélectionnés pour le programme COTS se sont concentrés sur le développement du véhicule cargo qui constitue le besoin prioritaire. La NASA lance le programme Commercial Crew Development ou CCDev () pour sélectionner de nouvelles entreprises susceptibles de travailler immédiatement sur le transport d'astronautes. CCDev inaugure comme le programme COTS une nouvelle façon de travailler de la NASA avec les industriels chargés de développer les véhicules spatiaux.

Cahier des charges de l'appel d'offres CCDev

Pour répondre au cahier des charges du programme, les sociétés participant à l'appel d'offres doivent fournir à la fois un lanceur et un véhicule spatial remplissant les conditions suivantes : Pouvoir transporter deux fois par an un équipage de quatre personnes et leurs équipements jusqu'à la Station spatiale internationale et ramener sur Terre un effectif équivalent. Le véhicule développé doit permettre de sauvegarder l'équipage dans le cas d'un événement anormal se produisant sur l'aire de lancement ou durant la phase de vol propulsée. Le véhicule doit pouvoir servir de refuge dans l'espace durant , s'il se produit un événement grave (l'agence spatiale évoque le cas d'une fuite sur la Station spatiale internationale qui ne peut être réparée immédiatement). Le véhicule doit pouvoir rester amarré à la Station spatiale internationale durant au moins (correspond au temps de séjour normal d'un équipage avec une marge de quelques dizaines de jours).

La NASA encourage les participants à faire preuve de créativité. Aucune solution technique n'est écartée (navette spatiale, véhicule classique de type Apollo). Le partage des tâches entre l'agence spatiale et les fournisseurs est très différent du mode de fonctionnement antérieur du programme spatial habité : contrairement à celui-ci, les industriels restent propriétaires des véhicules et réalisent eux-mêmes les opérations de lancement et leur mise en œuvre. Les constructeurs peuvent également commercialiser leur offre auprès d'autres utilisateurs que l'agence spatiale américaine (NASA).

Sélection vignette|Une vue d'artiste du CST-100 en orbite.Le CST-100 proposé par la société Boeing (CST du sigle , et le chiffre 100 représente l'altitude de qui constitue de manière conventionnelle le début de l'espace (ligne de Kármán)) est un des trois véhicules spatiaux retenus par la NASA dans le cadre de l'appel d'offres CCDev. Le véhicule CST-100 est dès le départ conçu pour également desservir des stations spatiales privées comme les projets Sundancer et Bigelow Commercial Space Station de Bigelow Aerospace Bigelow Aerospace — Next-Generation Commercial Space Stations: Orbital Complex Construction, Bigelow Aerospace, consulté le 15 juillet 2010.. La conception s'appuie sur l'expérience de Boeing avec les programmes de la NASA, le programme Apollo, la navette spatiale et la Station spatiale internationale ainsi que le projet Orbital Express parrainé par le département de la défense (DoD).

Jusqu'en 2014, le programme est ralenti par les réticences budgétaires du Congrès américain envers ce programme et son sous-financement chronique : la NASA se retrouve dans l'impossibilité d'allouer les sommes prévues au projet. En conséquence, la date du premier vol est repoussée de deux ans en 2013, passant de 2015 à 2017.vignette|Une maquette du CST-100 .

Le projet de Boeing franchit en 2014 les trois premières étapes du processus de sélection de l'agence spatiale américaine qui lui a octroyé successivement de dollars américains pour les études préliminaires, de dollars dans le cadre de la en et de dollars en pour la phase CCiCap ().

À l'approche de la sélection finale, Boeing cherche à convaincre la NASA d'en faire les seuls récipiendaires de l'enveloppe budgétaire, arguant qu'ils ont besoin de l'ensemble des fonds pour mener le projet à bien. Le responsable de la NASA chargé de la sélection Bill Gerstenmaier décide néanmoins de privilégier la compétition en retenant deux projets concurrents. Le la NASA alloue finalement de dollar à Boeing pour le développement et la certification du CST-100 Starliner, et de dollar à SpaceX pour le dérivé de son véhicule cargo SpaceX Dragon. Selon les termes du contrat, les deux constructeurs doivent réaliser au minimum deux vols de qualification, puis 6 vols opérationnels. Dans le cadre de l'accord passé avec la NASA, Boeing peut vendre des places à des touristes spatiaux à un prix permettant de concurrencer l'offre analogue de l'agence spatiale russe Roscosmos.

Le CST-100 est assemblé au centre spatial Kennedy en Floride dans un ancien bâtiment utilisé pour l'entretien de la navette spatiale américaine, l' (OPF 3). Cet établissement doit permettre la création de .

+Comparaison des principales caractéristiques des trois candidats du programme CCDeV rapprochées de celles du véhicule Soyouz Caractéristique CST-100 Crew Dragon Dream Chaser Soyouz TMA M/MSConstructeur Boeing SpaceX Sierra Nevada RKK Energuia Type véhicule de rentrée capsule classique Corps portant Capsule classiqueMasse Diamètre externe (module descente )Longueur Volume pressurisé 4 + Source énergie Accumulateurs Panneaux solaires Accumulateurs Panneaux solairesSystème d'éjection Propulseurs intégrés ? Tour de sauvetageAutonomie en vol libre 60 h ? ? Méthode d'atterrissage Parachutes + coussins gonflables (Terre) Parachutes Vol plané Parachutes + propulsion pour la vitesse résiduelleSite d'atterrissage Terre ou Mer Mer Piste d'atterrissage Terre Lanceur Atlas V Falcon 9 Atlas V SoyouzRéutilisable pour l'utilisation par la NASA Non Oui Oui Non Autre caractéristique Parachutes de secours en cas de défaillancedu système d'atterrissage propulsif À l'atterrissage, déport possible jusqu'à Partie pressurisée subdivisée en deux modules

Développement du CST-100 vignette|Une maquette de CST-100 au cours d'un test en soufflerie. vignette|La partie pressurisée d'un exemplaire du CST-100 sans son revêtement externe utilisé pour les tests structurels en 2016.

Avant même la sélection définitive de 2014, Boeing avec Bigelow Aerospace, essaie avec succès en 2011 dans le désert des Mojaves (Californie du Sud) les six coussins gonflables qui amortissent la vitesse d'arrivée du CST-100. Pour réaliser ces expériences, une maquette du véhicule est larguée depuis une grue et frappe le sol aux vitesses d'arrivée horizontale et verticale maximales prévues. En , le déploiement des parachutes est essayé en larguant une maquette du véhicule à une altitude de au-dessus du désert du Nevada. En , Boeing annonce que le CST-100 est désormais désigné sous l'appellation CST-100 dans la lignée d'avions célèbres conçus par la société : les Boeing 307 Stratoliner et Boeing 787 Dreamliner.