Top 8 des méga-lanceurs, mais au fait, qui a la plus grosse fusée ?

Ce sont des arguments publicitaires qui ont toujours eu de la valeur : disposer de la plus grande, la plus imposante, la plus puissante des fusées au monde. Mais selon les critères, les époques ou les caractéristiques précises, la vision peut changer. Au moment où nous vivons un petit âge d'or des lanceurs géants, faisons un petit tour d'horizon.

Mais n'oublions pas, ce n'est pas le fait d'avoir la plus grosse (fusée) qui compte, mais bien de savoir comment s'en servir. En effet, il y a dans cette liste quelques merveilles technologiques dont le développement a coûté très cher par rapport à l'usage véritable.

1. Saturn V, la géante historique

Elle est la plus connue, grâce évidemment au programme Apollo et à ses aventures autour et sur la surface de la Lune. Sans Saturn V, les astronautes américains n'auraient tout simplement pas pu dépasser l'orbite terrestre. Mais ce ne fut pas un long fleuve tranquille. Le développement fut long et très cher, sans oublier que chacun des cinq titanesques moteurs F-1 de Rocketdyne, utilisés pour le premier étage, était pour ainsi dire produit sur mesure.

Reste qu'avec deux vols de test, dix missions au service d'Apollo et l'envoi de la station orbitale Skylab, Saturn V a gagné ses lettres de noblesse pour le spatial américain. Elle sera à jamais associée au premier pas sur la Lune, et sera toujours comparée aux nouveaux lanceurs géants. Avec ses 110 mètres de haut et les 10 mètres de diamètre à sa base, Saturn V est restée très longtemps au sommet de toutes les statistiques, également avec sa masse impressionnante de presque 3 000 tonnes sur le pas de tir.

Malgré quelques hoquets et un échec partiel (Apollo 6), Saturn V fut aussi une machine fiable, qui a pu envoyer ses équipages habités marquer l'Histoire. Et ses capacités restent aujourd'hui inégalées, en tout cas en pratique. Elle a en effet pu emporter les 45 tonnes de la capsule Apollo, son module de service et le module lunaire sur une trajectoire lunaire.

En orbite basse, ce mastodonte pouvait transporter 140 tonnes jusqu'à une orbite exploitable, un chiffre impressionnant, mais qui tient compte de l'étage supérieur. Sa charge utile la plus impressionnante fut la station Skylab, laquelle pesait tout de même 76,5 tonnes au décollage. Ce fut aussi son dernier vol, en mai 1973.

Superlatifs valables en 2024 :

• La plus capable pour les missions lunaires ;
• La plus grande à atteindre l'orbite.

2. N-1, le titan malchanceux

Démarré plus tard que son concurrent américain, le programme lunaire habité soviétique n'est pas passé loin de marquer les esprits avec son propre lanceur géant, la fusée N-1. Malgré tout, elle est restée longtemps aux oubliettes de l'Histoire (même si son existence était un secret de polichinelle) pour une raison très simple : la N-1 n'a jamais atteint l'orbite.

Ainsi, même si elle développait une plus grande puissance que la Saturn V à son décollage (27 % de plus !) grâce à son extraordinaire ensemble combiné de 30 moteurs, elle restera connue pour ses échecs en série, particulièrement coûteux pour l'URSS de l'époque. La fusée N-1 et son premier étage de 17 mètres de diamètre (un record, même dans ce top 8) sont depuis plusieurs années au cœur de nombreux scénarios historiques alternatifs. Enfin, si elle avait réussi son aventure...

Mais elle qui mesurait 105 mètres de haut subit deux crashs coup sur coup en 1969. À pleine charge, la fusée N-1 arrachait pratiquement 2 750 tonnes du sol terrestre. Or, elle est retombée sur son pas de tir avec les réservoirs presque pleins. Les deux dernières tentatives en juin 1971 et novembre 1972 firent à peine mieux, et le programme fut abandonné avant le 5^e vol.

La fusée N-1 devait être capable d'emporter une capsule Soyouz spécialisée et un atterrisseur lunaire LK pour se poser sur notre satellite naturel, soit un ensemble de plus de 23 tonnes. C'est moins que Saturn V, en tout cas dans la version qui a tenté d'atteindre l'orbite.

Contrairement à sa rivale américaine, la titanesque N-1 devait encore se muscler, avec l'arrivée de moteurs plus puissants. S'ils ont bien été produits, ils n'ont cependant jamais décollé avec elle. Et quelles que soient les hypothèses et les dystopies, N-1 fut un gigantesque raté.

Superlatifs valables en 2024 :

• Le plus gros crash d'une fusée orbitale ;
• L'étage au plus gros diamètre (17 mètres) ;
• Le plus grand nombre total de moteurs (42 répartis sur 3 étages pour atteindre l'orbite terrestre).

3. Les navettes américaines STS, des méga-lanceurs ?

À première vue, il est difficile de présenter les fameuses navettes STS comme des méga-lanceurs. En effet, leur capacité ne leur permettait pas d'emporter plus de 27 tonnes, et encore, en orbite très basse. Mais c'est oublier que la navette elle-même était très régulièrement le centre de la mission ! Et avec 68,6 tonnes (Atlantis) sur la balance, les navettes étaient bien des mastodontes à envoyer en orbite.

En cumulant avec la masse des satellites, l'ensemble dépasse 90 tonnes capables de rester plusieurs semaines au-dessus de l'atmosphère avant de revenir se poser. Cette masse classe définitivement les navettes STS parmi les lanceurs les plus musclés de l'Histoire. Avec 135 décollages en tout entre 1981 et 2011 (uniquement des vols habités), c'est aussi le méga-lanceur qui a le plus atteint l'orbite. Et celui qui a coûté, malheureusement, la vie au plus grand nombre d'astronautes, avec 14 décès au total.

Reste que pour un lanceur lourd (2 050 tonnes environ au décollage), la navette elle-même n'a jamais dépassé les 650 kilomètres d'altitude. Pour aller plus loin, il fallait un satellite ou une sonde dans la soute. Son architecture reste unique aujourd'hui, avec deux énormes boosters auxiliaires à poudre et un réservoir dédié largué juste avant l'arrivée en orbite (les trois moteurs principaux étaient quant à eux installés sur la navette).

Ils étaient évidemment réutilisables, même si ce ne fut jamais économiquement exploitable. Comparée à Saturn V ou la N-1, la navette était « petite » (56 mètres de haut), mais il s'agit tout de même d'un véhicule impressionnant.

Superlatifs valables en 2024 :

• Le plus grand véhicule orbital réutilisable ;
• Le lanceur lourd avec le plus de vols orbitaux.

4. Energia, un monstre à la retraite après 2 vols

Pour concurrencer les navettes américaines, l'URSS avait son propre plan, la navette Bourane. Et pour envoyer Bourane en orbite, l'administration a dû concevoir rien de moins qu'un méga-lanceur : Energia. Le résultat ? Un monstre de puissance. Il comportait 4 boosters de 4 mètres de diamètre, équipés chacun d'un moteur-fusée à 4 chambres (le plus puissant jamais conçu), et 4 titanesques moteurs centraux, pour une hauteur totale de pratiquement 59 mètres. Un méga-lanceur dans toute sa splendeur, à part la taille.

Mais la masse, elle, y est ! 2 400 tonnes au décollage, et encore, c'est en excluant la navette Bourane. En tout, Energia était capable d'emporter jusqu'à 100 tonnes en orbite basse, c'est-à-dire presque autant que son aînée la N-1, conçue deux décennies plus tôt. Reste que le développement d'Energia ne fut pas un long chemin tranquille. Les boosters sont conçus pour être réutilisables, l'infrastructure à Baïkonour est titanesque, avec un système par rail unique au monde, et il faut innover pour le transport du booster central. Pourtant, le 15 mai 1987, elle dépose le satellite expérimental Polyus sur la bonne trajectoire (bon, ce dernier est mal programmé...).

Le deuxième vol est pour sa part impeccable, le 15 novembre 1988 avec la navette. Mais en coulisses, rien ne va plus. Energia fut abandonnée après le démantèlement de l'Union soviétique (officiellement mise en sommeil) faute d'argent, et surtout d'objectifs réalistes pour ce lanceur géant. Heureusement pour la Russie, les travaux ne furent pas perdus à 100 %, puisque les boosters donnèrent naissance à un lanceur reprenant directement structure et moteur, la fusée Zenit.

5. Falcon Heavy, une géante, mais pas à plein potentiel

Annoncée à l'origine pour 2013, la grande fusée de SpaceX avec ses trois boosters de Falcon 9 côte à côte et ses 27 moteurs au décollage a fait couler beaucoup d'encre. Il fallut finalement attendre 2018 pour que la fusée de 70 mètres de haut puisse décoller et envoyer la Tesla décapotable d'Elon Musk sur une étonnante trajectoire entre la Terre et Mars. Une aventure réussie néanmoins, et avec ses capacités annoncées de 64 tonnes en orbite basse, Falcon Heavy est bel et bien dans la catégorie des méga-lanceurs.

En réalité, SpaceX et surtout ses clients n'utilisent pas tout le potentiel de cette fusée pour profiter de ses capacités de récupération et de réutilisation. Eh oui, comme elle est disponible sur le marché commercial, il s'agit avant tout de proposer de grosses capacités, en particulier pour des satellites vers des orbites de transfert géostationnaires. Pas de quoi utiliser tout le carburant disponible dans les réservoirs.

Finalement, dans ces configurations plus classiques, Falcon Heavy est à peine plus performante qu'une Ariane 5 ou que celle qu'elle a éclipsée aux États-Unis, Delta IV Heavy. Pire, la coiffe de Falcon 9 n'est pas si grande.

Néanmoins, Falcon Heavy est encore en service, et avec 9 missions déjà réussies, elle est très appréciée, en particulier par le secteur de la défense américain. La NASA n'est pas en reste, et elle a déjà profité de Falcon Heavy pour envoyer la sonde Psyché vers son astéroïde en 2023.

En 2024, destination Jupiter pour Europa Clipper, puis la Lune avant la fin de la décennie pour plusieurs missions du programme Artemis. L'atout de Falcon Heavy, c'est qu'elle est disponible, peu chère pour un méga-lanceur et souple d'emploi.

Superlatifs valables en 2024 :

• La plus puissante fusée disponible commercialement et en service ;
• Le plus grand nombre de moteurs sur une fusée orbitale (28 en tout) en service.

6. Le Space Launch System, le méga-lanceur du programme Artemis

De tous les méga-lanceurs de cette liste, c'est sans doute celui avec le développement le plus long. En effet, l'origine du Space Launch System date tout de même de l'annulation du programme Constellation, qui devait ramener des astronautes américains sur la Lune. La capsule Orion, puis le lanceur SLS en furent les descendants, et sont ironiquement les fers de lance d'un programme pour ramener des astronautes américains sur la Lune.

SLS a décollé une seule fois, le 16 novembre 2022, pour la mission Artemis I, emportant sa capsule sur un trajet de 3 semaines autour de la Lune. Une répétition générale pour le premier vol habité du programme, qui a depuis été retardé au mois de septembre 2025. La fusée SLS mesure 98 mètres de haut, elle a un diamètre de 8,4 mètres, sans compter les deux plus grands et plus puissants boosters à poudre du monde, et elle pèse la bagatelle de 2 610 tonnes à pleine charge.

Pourtant, le Space Launch System reste, malgré son coût pharaonique (chaque année entre 2 et 3 milliards de dollars), un peu sous-dimensionné. La première version n'est capable d'emporter « que » 27 tonnes sur une trajectoire lunaire, c'est-à-dire tout juste la capsule Orion et son module de service. C'est trop peu pour envoyer un atterrisseur lunaire par exemple, ou un module de la future station orbitale Gateway.

La NASA a déjà commandé une évolution, la SLS Block 1B. Cette dernière culminera à une taille finale de 111 mètres grâce à un nouvel étage supérieur et pourra emporter jusqu'à 38 tonnes vers la Lune. La première mission de cette version n'est toutefois attendue qu'en 2028 au plus tôt, avec Artemis IV.

Superlatifs valables en 2024 :

• Le lanceur géant le plus cher de l'Histoire ;
• Les plus grands boosters à poudre utilisés pour un vol orbital ;
• La plus grande et la plus puissante fusée opérationnelle en 2024 à atteindre l'orbite.

7. Starship, le champion des superlatifs

Il est celui qui, selon Elon Musk, rendra notre espèce interplanétaire. Que l'on croie ou non à ce qui n'est aujourd'hui qu'une prophétie, Starship, lui, est bel et bien devenu une réalité. Dévoilée en 2016 lors d'une conférence qui montrait les ambitions de futures cités martiennes pour SpaceX, la « Big F***ing Rocket », ou « l'Interplanetary Transport Ship », est devenue ensuite le grand lanceur en acier que l'on connaît aujourd'hui, et qui pourrait bien encore évoluer.

Après 3 vols d'essai (avril et novembre 2023, puis mars 2024), Starship et son premier étage, le SuperHeavy, ont atteint l'espace, mais pas encore l'orbite. Et surtout, il reste du travail pour rendre chaque élément récupérable et réutilisable. Pourtant, alors que la cadence s'accélère encore, les doutes sur la faisabilité technique s'amenuisent.

Starship est déjà un méga-lanceur, dans tous les sens du terme. Avec ses 121 mètres de haut et ses 9 mètres de diamètre, la fusée pèse 5 000 tonnes lorsque le compte à rebours atteint sa dernière seconde. C'est titanesque, et presque deux fois plus que la plupart des autres de cette liste. SuperHeavy est aussi propulsé par 33 moteurs Raptor sur le premier étage, qui fonctionnent au méthane et à l'oxygène liquide.

En théorie, Starship est capable d'embarquer 100 tonnes de charge utile jusqu'à l'orbite basse, ou peut-être 150, voire 200 tonnes dans les versions à venir. Tout cela est encore sujet à développement, d'autant que SpaceX n'a pour l'instant testé qu'une petite ouverture destinée à éjecter des satellites Starlink. Pourtant, le titanesque lanceur privé aura aussi son rôle à jouer dans la (re)conquête lunaire. La NASA l'a sélectionné pour emmener ses astronautes sur la surface lunaire !

Superlatifs valables en 2024 :

• La plus grande et puissante fusée de l'Histoire spatiale ;
• La plus lourde fusée spatiale à avoir décollé ;
• Le plus gros objet à tenter de revenir se poser après un vol spatial ;
• Et si elle atteint l'orbite en 2024, quasiment tous les autres superlatifs de la liste !

8. New Glenn, l'énorme premier lanceur à la plume

Lorsqu'un des hommes les plus riches du monde (Jeff Bezos) monte sur la scène en septembre 2015 et dévoile son lanceur orbital New Glenn, il attire rapidement l'attention. Blue Origin ne fait alors voler que sa petite capsule New Shepard et promet pourtant un méga-lanceur de 7 mètres de diamètre, équipé de 7 moteurs méthane-oxygène liquide, au moins partiellement réutilisables. Les promesses sont fortes.

En ce début 2024, Blue Origin n'a toujours pas livré. Pourtant, New Glenn existe ! Elle n'a pas encore vu son décollage inaugural, mais en plus de ses nombreux contrats (y compris pour la NASA), un exemplaire de test a passé plusieurs étapes critiques cet hiver. La fusée devrait atteindre les 98 mètres de haut, même si l'on ne connaît pas encore sa masse, par exemple. Mais qu'importe, avec au moins 45 tonnes d'emport (version réutilisable) vers l'orbite basse, ce sera un mastodonte...

Bonus : CZ-9 et CZ-10, la Chine prépare ses méga-lanceurs

Malgré des dizaines de lanceurs publics et privés, la Chine ne dispose pas aujourd'hui de méga-lanceurs. Mais ce n'est que partie remise. D'abord, il y a la puissante CZ-5, qui est pour l'instant suffisante pour mettre en orbite les grands éléments de la station spatiale chinoise.

Néanmoins, pour leurs ambitions lunaires, les Chinois préparent un duo de choc : les CZ-9 et CZ-10, qui seront tous deux des méga-lanceurs selon les critères actuels. CZ-9 est annoncée avec au moins 10 mètres de diamètre et 110 mètres de haut, tout en étant réutilisable. Il faudra cependant attendre de les voir, d'ici 2027-2029.