Pourquoi la NASA a-t-elle abandonné son successeur de la navette spatiale après 1,3 milliard de dollars ?

Le contexte

En 1994, la NASA lance son programme de véhicule de lancement réutilisable dans l’espoir de développer un successeur à sa navette spatiale, en service depuis le début des années 1980 mais jugée trop coûteuse à exploiter au regard des promesses initiales du programme, capable de réduire le coût de mise en orbite d’un facteur dix, de 10 000 à environ 1 000 dollars la livre transportée en orbite basse. L’agence choisit en juillet 1996 le constructeur Lockheed Martin, dont la division de recherche avancée Skunk Works, déjà réputée pour avoir conçu plusieurs avions militaires furtifs emblématiques, l’emporte face aux propositions concurrentes de Rockwell International et McDonnell Douglas, pour concevoir et construire un démonstrateur technologique à échelle réduite baptisé X-33.

La décision

Le X-33 doit servir de banc d’essai grandeur nature aux technologies critiques destinées à équiper VentureStar, un vaisseau spatial commercial à un seul étage capable d’atteindre directement l’orbite sans se séparer d’aucun élément ni d’aucun réservoir en cours de vol, contrairement à la navette spatiale ou aux fusées classiques à plusieurs étages successifs. Pour répondre aux exigences de masse extrêmement strictes qu’impose ce type de propulsion, les ingénieurs optent pour un réservoir de carburant en matériau composite plutôt qu’en alliage métallique classique, un choix technique risqué mais jugé alors indispensable pour espérer atteindre les objectifs de performance visés, et maintenu ensuite sous la pression directe du Congrès américain malgré les doutes déjà exprimés en interne, dès les premières phases du projet, par certains ingénieurs du programme.

La chute

Lors d’un essai de pressurisation mené en novembre 1999, le réservoir composite d’hydrogène liquide se fissure gravement : le froid extrême du carburant cryogénique provoque la formation de givre au sein même de la structure du réservoir, endommageant ses parois internes. Les ingénieurs découvrent par ailleurs que la forme complexe à plusieurs lobes, nécessaire pour des raisons aérodynamiques, impose tant de jointures supplémentaires que la masse totale du réservoir composite finit par dépasser celle d’un réservoir en aluminium classique, ruinant ainsi l’intérêt même du choix initial de matériau. Le prototype du X-33, alors assemblé à 85 % et dont 96 % des pièces sont déjà fabriquées, ne volera finalement jamais.

Les conséquences

Face à l’accumulation des difficultés techniques et à l’incapacité du réservoir composite à répondre aux exigences du projet, mais aussi à l’évolution défavorable du marché commercial des lancements de satellites qui rend le développement du VentureStar économiquement peu viable pour Lockheed Martin, la NASA annule officiellement le programme en février 2001, après y avoir consacré environ 1,3 milliard de dollars au total, dont près des trois quarts financés directement par l’agence spatiale elle-même et le reste par l’industriel. Les moteurs à tuyère aérospike développés pour l’appareil se révèlent en outre plus lourds que prévu, contraignant les ingénieurs à ajouter du lest et des stabilisateurs plus imposants encore, réduisant d’autant la charge utile que l’appareil aurait pu emporter en orbite s’il avait finalement volé.

Et depuis ?

Le VentureStar, dont le X-33 ne devait constituer qu’une version réduite de démonstration destinée à valider les technologies critiques avant toute construction à grande échelle, ne voit finalement jamais le jour, laissant la NASA sans successeur immédiat à sa navette spatiale, qui continue d’être exploitée malgré son coût jugé excessif jusqu’à son retrait définitif du service en 2011. Le programme reste depuis fréquemment cité dans l’industrie aérospatiale américaine comme un cas d’école des risques inhérents au pari simultané sur plusieurs technologies encore immatures au sein d’un même projet, à une époque où la mise en orbite réutilisable à bas coût restait un objectif que l’industrie spatiale américaine peinait encore à atteindre.