Pourquoi SpaceX Starship est noir et argent

Plus tôt dans la journée, nichée à l'extrême pointe sud du Texas, près du petit village de Boca Chica, se trouvait une fusée spatiale pas si petite : la méga-fusée Starship de SpaceX.

Alors que le soleil du matin se levait à l'horizon, brillant sur la coque en acier argenté de la fusée, Starship s'est lancé vers l'espace pour la première fois. Il n'est pas allé dans l'espace. Il a explosé peu de temps après le décollage. Mais cela n'empêchera pas SpaceX de continuer à construire d'autres prototypes de vaisseaux spatiaux et de réessayer, car le fondateur Elon Musk a de très grands projets pour cette fusée tout aussi énorme.

Non seulement Starship est la fusée la plus grande et la plus puissante au monde, mais elle ressemble également à tout ce que SpaceX a jamais construit. En fait, elle ne ressemble vraiment à aucune autre fusée dans le monde.

Comme indiqué ci-dessous, la méga-fusée se compose de deux étages. Le propulseur de fusée du premier étage, appelé Super Heavy (à l'extrême gauche), est entièrement argenté, tandis que le vaisseau spatial du deuxième étage, surnommé Starship, est à moitié argenté, à moitié noir.

Cette palette de couleurs argent-noir est un grand changement par rapport aux fusées blanches Falcon 9 de SpaceX ou au système de lancement spatial orange et blanc de la NASA.

Alors pourquoi les spécifications flashy, SpaceX ?

L'apparence principalement argentée de Starship provient d'un type d'alliage non corrosif appelé acier inoxydable de la série 300. C'est la première fois que quelqu'un fabrique une fusée à partir de ce matériau depuis les années 1950.

La raison pour laquelle la plupart des fabricants de fusées évitent l'acier est qu'il est lourd et que plus votre fusée est lourde, moins vous pouvez transporter de charge utile dans l'espace avec les mêmes réservoirs de carburant.

Au lieu de cela, le cadre extérieur de la plupart des fusées est construit en métaux durables mais légers comme l'aluminium et le titane. Le titane est idéal pour garder une fusée légère, mais il peut coûter jusqu'à 15 à 20 fois plus cher que l'acier.

C'est pourquoi, en 2019, SpaceX a remplacé les ailettes de grille en titane de ses fusées Falcon 9 par des ailettes en acier soudées. Cependant, le coût n'est pas la seule raison pour laquelle SpaceX préfère désormais l'acier au titane dans ses fusées.

Selon les experts en science des matériaux, l'acier fonctionne mieux dans des conditions de température extrêmes que le titane. Cela signifie à la fois sous une chaleur extrême, comme lors du lancement et de la rentrée atmosphérique, mais aussi dans un froid extrême, comme dans l'espace lointain.

Et c'est important puisque la mission de Starship est de transporter éventuellement des humains vers la lune et Mars, exposant le vaisseau spatial à des températures aussi froides que -455 degrés Fahrenheit (-270 degrés Celsius), ce qui pourrait rendre la plupart des matériaux de fusée faibles, cassants et sujets aux fissures. ou pauses.

L'acier inoxydable, en revanche, augmente sa résistance à ces températures cryogéniques, ce qui le rend idéal pour les voyages dans l'espace lointain.

De plus, Mike Gruntman, professeur d'astronautique à l'Université de Californie du Sud, a déclaré à Insider : "Il est essentiel d'utiliser de l'acier inoxydable pour prévenir la corrosion. La peau du véhicule est soumise à des charges dynamiques lors de l'ascension motorisée à travers l'atmosphère - donc la résistance structurelle des matériaux est également important. De plus, le prix joue également un rôle.

Starship a un ventre noir, semblable aux navettes spatiales de la NASA, et pour des raisons similaires également.

Le noir est une série de tuiles hexagonales résistantes à la chaleur en silice, conçues pour protéger le vaisseau spatial des températures torrides lorsqu'il rentre dans l'atmosphère terrestre.

Vous pouvez voir un gros plan de ces tuiles en action à partir de plusieurs lance-flammes dans cette vidéo que le fondateur et PDG de SpaceX, Elon Musk, a publiée sur Twitter en mars 2019 :

Une différence entre les tuiles de Starship et celles des navettes spatiales est leur forme hexagonale. Les tuiles des navettes étaient carrées.

Lorsqu'un utilisateur de Twitter a posé des questions sur la forme inhabituelle de la tuile, Musk a répondu que les tuiles de forme hexagonale ne laissent « aucun chemin direct pour que le gaz chaud accélère à travers les interstices ».

En d'autres termes, il s'agit d'une mesure supplémentaire pour empêcher le vaisseau spatial de surchauffer et d'exploser lors de sa rentrée.

La raison est simple : le coût.

Le blanc absorbe le moins de chaleur parmi toutes les couleurs du spectre visible, ce qui aide à garder la fusée aussi froide que possible. Et c'est important puisque le carburant de fusée doit généralement être maintenu à des températures comprises entre -297 degrés Fahrenheit et -432 degrés Fahrenheit.

Donc, si votre fusée cuit au soleil sur la rampe de lancement pendant des heures ou des jours, il sera moins cher de la garder au frais si elle est blanche. Cela peut également être le cas pour l'argent, selon des recherches qui ont révélé que les voitures argentées avaient des cabines plus fraîches que les voitures noires.

SpaceX ne dirait pas si c'est ou non le raisonnement de leur fusée Silver Starship. Mais il est logique que s'ils n'ont pas à peindre la fusée en blanc et à conserver sa couleur d'acier naturelle, non seulement ils économisent de l'argent sur la peinture, mais ils se retrouvent également avec une fusée plus légère, car la peinture est lourde.

"Les propriétés absorbantes et émissives, y compris la couleur, joueront toujours un rôle pour le contrôle thermique passif", a déclaré Gruntman. Bien qu'en matière de gestion de la chaleur, le blanc soit encore meilleur que l'argent.

Malgré une explication claire de SpaceX pour le visage argenté et noir de Starship, il y a de fortes chances que ce soit pour garder la fusée légère et sûre, et ce n'est pas seulement pour le spectacle.

Récemment, lors d'une conférence à Washington, DC, la présidente et directrice de l'exploitation de SpaceX, Gwynne Shotwell, a déclaré : "Le véritable objectif est de ne pas faire exploser la rampe de lancement. C'est le succès."

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