Le Falcon 1 (En français : Faucon 1) est un lanceur léger partiellement réutilisable développé et fabriqué par la société américaine privée SpaceX, ce qui en fait le premier lanceur produit intégralement avec des fonds privés[1]. Entre 2006 et 2009, cinq lancements ont été effectués depuis la base de Kwajalein, mais seuls les deux derniers furent une réussite. Bien qu'initialement prévue, la récupération du premier étage réutilisable (et donc sa réutilisation) n’a jamais été tentée. Depuis, SpaceX a développé d’autres lanceurs comme le Falcon 5, finalement abandonné, puis le Falcon 9 possédant également un premier étage réutilisable pour une capacité d’emport largement supérieure au Falcon 1.
Histoire
Elon Musk fonde SpaceX en 2002 avec comme objectif de réduire les coûts et d'améliorer la fiabilité de l'accès à l'espace d’un facteur de dix. Pour réduire les coûts, SpaceX mise sur la réutilisation du premier étage du lanceur. En 2009, alors que le Falcon 9 a déjà commencé son développement, la société met en service le Falcon 1, considéré comme une miniaturisation du Falcon 9. Il s’agit avant tout de tester les systèmes qui seront utilisés sur le Falcon 9. La fusée fait son premier vol d’essai en mars 2006, lequel se solde par un échec, tout comme les deux suivants en mars 2007 et août 2008. Ces événements ne remettent pas en cause la détermination de Musk d’avoir une place importante sur la scène spatiale. En septembre 2008, le lanceur parvient à placer un satellite sur orbite et réitère l’opération en juillet 2009. Depuis, tous les autres vols sont effectués avec le Falcon 9[2].
Caractéristiques techniques
Le Falcon 1 sur son transporteur.
La fusée Falcon 1 a été conçue pour réduire le coût de lancement des satellites ainsi que pour mettre au point les composants du futur lanceur moyen Falcon 5, aujourd'hui remplacé par le Falcon 9 dont il partage les moteurs et l'avionique. Le premier étage doit être récupéré après une descente sous parachute pour être réutilisé, cependant le système n'a jamais été utilisé. Le second étage n'est quant à lui pas réutilisable. Le lanceur est long de 21,3 mètres et pèse 27,2 tonnes.
Premier étage
La Falcon 1 vue depuis le premier étage.
Long d’environ 12 mètres par 1,7 mètre de diamètre, le premier étage est réalisé en alliage d'aluminium 2219, même alliage que le "Standard Weight Tank" des premières navettes spatiales américaines[a]. Le premier étage est assemblé par soudage par friction et est propulsé par un moteur-fuséeMerlin 1A sur les 2 premiers vols, puis 1C (évolution du 1B n'ayant jamais volé), brûlant un mélange d'oxygène liquide et de RP-1 (une variante du kérosène). Ce moteur fournit une poussée de 318 kN[3],[4].
La structure peut être déplacée sans être pressurisée mais gagne en solidité structurelle quand elle l'est (comme le second étage de la fusée Atlas II qui ne peut lui ne pas être transporté sans pressurisation). L'indice structurel (rapport entre la masse à vide et la masse avec les réservoirs pleins) est le plus faible de tous les premiers étages de lanceurs existants.
Le premier étage a été conçu comme réutilisable et via une descente sous parachute et une récupération en mer, solution reprise par le lanceur léger Electron de Rocket Lab. Le système de parachute est fabriqué par la société Irvin Aerospace.
Second étage
D’une longueur d’environ de 6 mètres et d'un diamètre égal à celui du premier étage, le second étage est réalisé en alliage d'aluminium 2014[b], ayant des capacités dites "cryogéniques". L’étage contient deux réservoirs, un d’oxygène liquide (comburant) et l’autre de RP-1 (carburant), venant alimenter un propulseur Kestrel produisant une poussée de 30,50 kN pendant 395 secondes[3],[4].
Coiffe
La coiffe possède un diamètre inférieur à celui des étages. En effet, la largeur de la coiffe est de 1,52 mètre, contrairement aux étages d’un diamètre d’environ 1,7 mètre. La coiffe a une hauteur totale de 3,44 mètres[3].
Falcon 1e
Au début du deuxième trimestre de 2010, SpaceX planche sur la version 1e sur lanceur, possédant une capacité d’emport supérieure grâce au nouveau moteur-fusée Merlin [c] installé sur le premier étage. La coiffe est aussi agrandie, permettant d’accueillir des charges utiles de plus grandes tailles.
Le deuxième étage de cette version devait être fabriqué en alliage aluminium 2195[d], dont le ratio résistance/poids accroissait les capacités orbitales du véhicule.
Finalement, le projet fut abandonné car jugé non compétitif vis-à-vis du lanceur Falcon 5[e] alors en développement[4].
Seule la base sur l’île Omelek, ancien lieu d’essai de fusées et missiles par l’armée américaine jusqu'en 1996, a été retenue. Le site n'est plus utilisé actuellement et tous les autres vols de SpaceX, effectués par des Falcon 9 et Falcon Heavy, ont eu lieu depuis les bases de lancement de Cap Canaveral et Vandenberg.
Historique de lancements
La date du vol inaugural de la fusée Falcon 1 a été repoussée à plusieurs reprises pour diverses raisons, notamment à cause des problèmes sur les moteurs. Programmé pour le sur l'atoll de Kwajalein, le lancement n'a lieu que le . La charge utile était le satellite FalconSat-2(en) de l'Air Force Academy, destiné à la mesure des plasmas spatiaux. Le lancement est un échec : le lanceur est détruit environ une minute après le lancement.
Le deuxième tir devait avoir lieu initialement à la base de Vandenberg, sans charge commerciale[5] mais a lieu finalement le , après plusieurs reports, depuis la base de l'île d'Omelek dans l'atoll de Kwajalein. Le moteur du second étage s'éteint prématurément et la charge utile retombe sur Terre après avoir culminé à 320 km.
Le 3e vol a eu lieu le et s'est soldé lui aussi par un échec dû à la collision entre le premier et le second étage au moment de la séparation.
Le 4e vol du lanceur le fut un succès. C'est la première mise en orbite effectuée par un lanceur dont tous les composants ont été conçus avec des fonds privés[6].
Le , Falcon 1 a mis sur orbite avec succès le satellite d'observation malaisien RazakSAT, lors de son 5e vol[7].
↑Le Standard Weight Tank (ou "SWT") est le réservoir externe ventral des navettes spatiales, utilisé sur les 5 premiers vols (STS-1 à 5) et sur le 7ème vol (STS-7). Il sera remplacé à partir de STS-6 par le "Lightweight Tank" (ou "LWT"), pesant 5 tonnes de moins. Le STW est reconnaissable par sa peinture blanche, au lieu de la couleur orange traditionnelle
↑Il s'agît du second alliage d'aluminium le plus utilisé de la série 2000. Particulièrement utilisé dans l'aéronautique, il est très dur mais a tendance à fissurer si exposé aux éléments. Il doit donc être protégé par de la peinture ou un revêtement en aluminium pur.
↑Le moteur Merlin équipe les Falcon 9 et Falcon Heavy
↑L'alliage 2195 est principalement composé d'aluminium, de cuivre et de lithium. Sa haute résistance le fît être utilisé pour le Super Lightweight Tank de la Navette Spatiale américaine
↑Falcon 5 sera finalement annulé au profit de la Falcon 9
La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies.
