Le long compte à rebours avant le décollage de l’équipage commercial

Comment l’appel lancé en 2005 en faveur de la “peau dans le jeu” a lancé un compte à rebours de 15 ans avant le premier vol spatial humain en orbite depuis le sol américain depuis 2011

Le succès, dit-on, a mille pères. Il est certain que lorsqu’un SpaceX Falcon 9 a décollé le 30 mai, plaçant un Crew Dragon avec deux astronautes de la NASA en orbite pour le premier vol spatial humain en provenance du sol américain en près de neuf ans, de nombreux parents potentiels se sont manifestés.

Le président Donald Trump, qui a assisté au lancement au Centre spatial Kennedy, n’a pas tardé à s’en attribuer le mérite. “Avec ce lancement, les décennies d’années perdues et de peu d’action sont officiellement terminées”, a-t-il déclaré dans un discours au KSC deux heures après le décollage. “Les anciens dirigeants ont mis les États-Unis à la merci des nations étrangères pour envoyer nos astronautes en orbite. Ce n’est plus le cas aujourd’hui”.

D’autres ont crié à l’injustice, notant que le programme des équipes commerciales a commencé sous l’administration Obama. Dans un appel aux journalistes quelques jours avant le lancement, l’ancien administrateur de la NASA Charles Bolden et l’ancien sénateur Bill Nelson (D-Fla.) ont salué le travail de Joe Biden, vice-président de Barack Obama et candidat démocrate à la présidence pour 2020, qui a permis de renforcer le soutien au programme dans ses premières années. “Il a participé à la prise de décision qui a conduit à ce succès”, a déclaré Nelson.

Jim Bridenstine, sélectionné par Trump pour diriger la NASA, a bien reconnu les origines du programme et le travail de son prédécesseur. “Charlie Bolden a fait un travail de titan pour faire démarrer ce programme, le mettre en route, et nous voilà, toutes ces années plus tard, en train d’avoir ce succès”, a-t-il déclaré lors d’une réunion d’information avant le lancement.

Pourtant, les racines du programme de développement des équipages commerciaux vont plus loin que les premiers prix de développement des équipages commerciaux décernés par la NASA en 2010. Un retour sur les origines du soutien de la NASA au développement des équipages commerciaux il y a 15 ans peut aider à mesurer le succès de ce qui s’est passé au KSC le mois dernier.

Engager le moteur de la concurrence

S’il existe une véritable origine pour le programme des équipages commerciaux, il se pourrait bien que ce soit le 21 juin 2005. Ce jour-là, Mike Griffin, devenu administrateur de la NASA deux mois plus tôt, a participé à un petit déjeuner de la Space Transportation Association au Capitole. Les participants s’attendaient à l’entendre parler de ses plans pour mettre en œuvre la vision de l’administration Bush pour l’exploration spatiale, mais il a décidé d’aller dans une autre direction.

M. Griffin a déploré le manque de concurrence qu’il a constaté dans l’industrie spatiale, notamment par rapport à l’industrie technologique hypercompétitive de la Silicon Valley. “Pour moi, en tant qu’administrateur, le problème est de savoir comment engager ce moteur de la concurrence de manière plus productive, afin qu’il puisse fonctionner au nom de l’industrie spatiale”, a-t-il demandé.

Les astronautes de la NASA Douglas Hurley, à droite, et Robert Behnken sont les premiers à avoir décollé du sol américain depuis 2011, date à laquelle ils ont été lancés le 30 mai à bord de la capsule Crew Dragon de SpaceX. Crédit : SpaceX

Sa solution a été de recourir à la concurrence pour répondre au besoin d’accès à la Station spatiale internationale une fois la navette mise à la retraite, ce qui à l’époque était prévu pour 2010. “J’en suis arrivé à la conclusion que, pour la NASA, la meilleure façon de procéder est d’utiliser le marché offert par les exigences de la Station spatiale internationale pour fournir l’équipage et le fret au fil des ans”, a-t-il déclaré.

Dans ce discours, il a décrit une approche qui s’écarterait des méthodes conventionnelles de passation de marchés de la NASA, comme le recours à des prix fixes et à des étapes, ainsi que l’utilisation d’autres pouvoirs de transaction. Les entreprises participantes devraient faire leurs propres investissements ou, comme l’a dit M. Griffin, avoir “la peau sur le billard”.

Cela a conduit à la formation du programme COTS (Commercial Orbital Transportation Services), qui exploite ces approches non traditionnelles par le biais d’accords financés dans le cadre de la loi sur l’espace, avec une première tranche de 500 millions de dollars.

Le discours de Griffin, et la formation de COTS, ne sont pas apparus de nulle part. Plusieurs facteurs ont créé une base qui a permis au programme de survivre. L’un d’entre eux était l’expérience de M. Griffin lui-même, avec une expérience à la fois dans le gouvernement et dans le secteur privé. Il a notamment dirigé In-Q-Tel, la branche de capital-risque de la communauté du renseignement, ce qui l’a amené à croire qu’une approche comme le COTS pourrait fonctionner à la NASA.

Un deuxième facteur était que la NASA avait déjà étudié de nouvelles approches pour l’accès à l’espace. En 2000, elle a publié plusieurs petits contrats d’étude pour un concept appelé Alternative Access to Station (accès alternatif à la station) afin d’examiner de nouvelles façons de transporter des marchandises vers l’ISS. Quatre ans plus tard, elle a commandé des études “d’exploration et de perfectionnement de concepts” à 11 entreprises pour soutenir la vision de l’exploration spatiale, dont une d’une start-up appelée Transformational Space, ou t/Space, qui proposait l’utilisation de véhicules commerciaux pour le lancement des astronautes.

Un troisième facteur a été le prix Ansari X, qui a attribué 10 millions de dollars pour deux vols réussis de son véhicule suborbital avec équipage SpaceShipOne en 2004. Le développement de SpaceShipOne a été financé par Paul Allen, le co-fondateur milliardaire de Microsoft, qui a dépensé moins de 30 millions de dollars pour ce projet.

“Cela a eu un grand impact sur la pensée de la NASA”, a rappelé Brett Alexander, un ancien employé de la Maison Blanche qui a ensuite travaillé pour t/Space avant de rejoindre Blue Origin, dans une interview d’histoire orale de la NASA. “Cela disait : ‘OK, si vous pouvez faire cela pour 27 millions de dollars, alors en orbite vous pourriez faire pour un ordre de grandeur plus élevé, 300 ou 400 millions de dollars.

Dès le début, la NASA a envisagé d’inclure l’équipage dans le programme COTS : outre les capacités de transport de fret vers et depuis la station, connues sous les noms de capacités A, B et C, il y avait une option pour une capacité D, pour le transport de l’équipage. Le programme COTS était géré par le Commercial Crew and Cargo Program Office, ou C3PO.

Cependant, le fret est venu en premier. Griffin l’a clairement indiqué dès le début, y compris dans son discours de 2005. “Vous devez d’abord me prouver que vous pouvez livrer la cargaison, et ensuite livrer l’équipage”, a-t-il dit.

SpaceX avait, en fait, inclus une option de capacité D dans sa proposition COTS, et les dirigeants de la compagnie notaient souvent qu’ils avaient mis une fenêtre dans la version cargo originale de Dragon en raison de leurs ambitions de transporter l’équipage. La NASA, cependant, a refusé d’exercer cette option, malgré la pression de certains défenseurs commerciaux de l’espace qui ont fait valoir que le cargo seul ne stimulerait guère la demande en dehors de la NASA. Lorsque l’agence a organisé un nouveau concours pour réaffecter l’argent initialement attribué à l’autre société COTS originale, Rocketplane Kistler, SpaceX a soumis une proposition visant à utiliser cet argent pour l’équipage ; la NASA l’a plutôt attribué à Orbital Sciences pour son véhicule cargo Cygnus.

“Selon nous, l’activation d’une disposition relative à l’équipage n’interviendrait qu’après des progrès substantiels, voire énormes, en matière de fret. Vous devez apprendre à ramper avant de pouvoir marcher”, a déclaré M. Griffin dans une interview, plusieurs années après avoir quitté la NASA. “Nous n’allions certainement pas investir dans le développement de l’équipage avant que les capacités du cargo n’aient été amplement démontrées”.

La vision de l’équipage commercial face à la réalité

Il reviendrait à la prochaine administration de poursuivre les équipages commerciaux. Elle ne l’a pas fait dans le cadre du COTS, qui est resté pour soutenir uniquement le fret, mais plutôt par le biais d’une série de programmes – Commercial Crew Development, Commercial Crew Integrated Capability et Commercial Crew Transportation Capability – gérés par un bureau distinct du C3PO. Cependant, il a suivi le modèle COTS en utilisant des accords financés par le Space Act et la concurrence entre plusieurs entreprises.

Le succès de Crew Dragon jusqu’à présent (la NASA et SpaceX reconnaissent que le succès ne sera pas complet tant que le vaisseau spatial ne ramènera pas sur Terre les astronautes Bob Behnken et Doug Hurley de la NASA, probablement plus tard cet été) semble justifier ce que Griffin a exposé dans son discours il y a 15 ans. Mais il ne suit pas parfaitement cette approche.

La mise en place d’une équipe de développement s’est avérée beaucoup plus coûteuse que ce qui avait été envisagé en 2005. L’option COTS de la capacité D de SpaceX valait 308 millions de dollars si la NASA l’avait exercée. Au lieu de cela, SpaceX a reçu dix fois ce montant – 3,1 milliards de dollars – dans le cadre de divers prix commerciaux pour les équipages depuis 2011. Boeing, l’autre société travaillant sur un véhicule d’équipage commercial pour la NASA, a reçu encore plus : 4,8 milliards de dollars.

Ces premières estimations de coûts n’étaient cependant que des suppositions grossières. “Les gens me demandent souvent : “D’où viennent ces 500 millions de dollars ? Griffin s’est souvenu dans cette interview après avoir quitté la NASA, en se référant au montant qu’il avait fixé pour les COTS. “Honnêtement, je viens de l’inventer. J’ai juste multiplié par 10 ce que nous avions dans In-QTel.”

Il y a aussi le désir de Griffin d’avoir la “peau dans le jeu”, ou les contributions des entreprises impliquées dans le programme. Pour le COTS, les entreprises impliquées ont investi des sommes importantes. La NASA et SpaceX ont reconnu, après la fin du programme COTS, que la NASA avait fourni 396 millions de dollars, tandis que SpaceX avait investi environ 850 millions de dollars.

Mais pour les équipages commerciaux, ni Boeing ni SpaceX ne diront quelle part de leur propre argent ils ont investi dans leurs systèmes. Au-delà d’une déclaration de Boeing en janvier, il faudrait 410 millions de dollars pour couvrir les coûts liés à un deuxième vol d’essai sans équipage de son vaisseau spatial Starliner après que le premier ait rencontré de graves problèmes. On spécule cependant sur le fait que les investissements des entreprises ont été bien inférieurs au financement de la NASA.

“SpaceX investit beaucoup dans nos produits, mais franchement, je ne peux pas vous dire quel a été l’investissement dans Dragon 2. Pas parce que je ne le veux pas, mais je ne connais pas le montant”, a déclaré Gwynne Shotwell, président et directeur de l’exploitation de SpaceX, lors d’un briefing organisé par la NASA environ un mois avant le lancement de Demo-2.

Mais la NASA a-t-elle obtenu un bon accord ? Même au sein de l’agence, les opinions varient. “C’est assez surprenant. Nous avons réduit les coûts, mais pas autant que nous l’espérions”, a déclaré Ken Bowersox, administrateur associé par intérim de l’exploration et des opérations humaines, lors d’une réunion de deux comités des National Academies le 9 juin. “Les gens espéraient une réduction des coûts d’un facteur 10, n’est-ce pas ? Et nous n’y sommes tout simplement pas parvenus. Je dirais que c’est plutôt 20 à 40%.”

“La NASA nous a rendus bien meilleurs que nous ne l’aurions été autrement”, a déclaré Elon Musk, directeur général de SpaceX, lors d’une conférence de presse organisée après le lancement de Demo-2. “De toute évidence, nous n’aurions même pas pu démarrer sans la NASA.” Crédit : NASA/Joel Kowsky

La réduction des coûts à laquelle Bowersox faisait allusion se faisait par siège ou par kilogramme par rapport à la navette. Cependant, une analyse réalisée par Casey Dreier, conseiller principal en politique spatiale pour la Planetary Society, a abouti à une conclusion différente : un siège de Crew Dragon coûte à la NASA entre 60 et 67 millions de dollars, contre une moyenne de 170 millions de dollars par siège pour un vol de la navette, une fois corrigé de l’inflation. Ce n’est pas une réduction d’un facteur 10, mais bien plus que 40 %.

“En d’autres termes, si Dragon et Starliner fonctionnent comme prévu, ils pourraient être parmi les meilleures affaires de l’histoire de la NASA”, a déclaré M. Dreier.

Phil McAlister, directeur des vols spatiaux commerciaux au siège de la NASA, serait d’accord. Lors d’une réunion du 14 mai du comité des opérations et de l’exploration humaine du Conseil consultatif de la NASA, il a fait valoir que l’alternative pour les équipages commerciaux à laquelle la NASA était confrontée en 2009 était de développer à la fois la fusée Ares 1 et la version initiale du bloc 1 d’Orion pour le transport des astronautes vers l’ISS.

“On ne peut jamais faire une comparaison complète de pommes à pommes”, a-t-il dit. Mais les estimations pour le développement d’Ares 1 et d’Orion se situent entre 25 et 35 milliards de dollars, a-t-il affirmé. “C’est une différence d’environ 20 à 30 milliards de dollars. C’est significatif, et c’est de l’argent que nous avons pu investir dans nos missions spatiales profondes”.

Même Bowersox, bien que surpris par les économies limitées en termes de coûts opérationnels, a quand même vu des avantages. “Si vous avez une plus grande participation commerciale, les coûts peuvent baisser davantage”, a-t-il déclaré. “Je pense que c’est très prometteur. Je pense que nous sommes sur la bonne voie”.

Le plus grand avantage négligé est sans doute le développement de ce “moteur de la concurrence” dont Griffin a parlé dans son discours il y a 15 ans. À cette époque, Boeing et Lockheed Martin étaient en train de regrouper leurs activités de lancement au sein d’une entreprise commune, United Launch Alliance, qui aurait le monopole sur la plupart des activités de lancement du gouvernement.

Cependant, le COTS a permis à SpaceX de développer le Falcon 9, lui permettant d’attirer des affaires au-delà du fret commercial, incluant finalement une partie des affaires spatiales militaires qui avaient entièrement appartenu à ULA. Aujourd’hui, ces deux sociétés, ainsi que Blue Origin et Northrop Grumman, se livrent une concurrence acharnée pour la phase 2 du concours de lancement spatial de la sécurité nationale de la Force spatiale, dont les deux gagnants seront sélectionnés plus tard cet été.

L’industrie spatiale en général fait l’objet d’une concurrence croissante, qu’il s’agisse des dizaines d’entreprises travaillant sur de petits lanceurs ou de celles proposant des mégaconstellations à large bande ou des flottes de satellites imageurs. Nombre de ces start-ups, et les investisseurs qui y participent, ont attribué à SpaceX le mérite d’avoir démontré ce qui était possible dans l’espace.

Et le succès de SpaceX, à son tour, s’est appuyé sur la NASA et ses programmes COTS et d’équipages commerciaux. “La NASA nous a rendus bien meilleurs que nous ne l’aurions été autrement”, a déclaré Elon Musk, directeur général de SpaceX, lors d’une conférence de presse organisée après le lancement de Demo-2. “De toute évidence, nous n’aurions même pas pu démarrer sans la NASA.”

Quant à savoir qui devrait obtenir le crédit, Bolden, l’ancien administrateur de la NASA, a donné quelques conseils. “Prenez le crédit pour tout ce qui se passe sous votre surveillance, car aucun d’entre nous n’a commencé quoi que ce soit. Nous avons tous pris quelque chose qui était fait par quelqu’un avant”.

Cet article a été publié dans le numéro du 15 juin 2020 du magazine SpaceNews.