Bigelow Aerospace : un rêve gonflé d'exploration spatiale

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
27 décembre 2021 à 09h00
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Beam Nasa Bigelow (3)
Maquette du concept B330. Crédits Bigelow

Reprendre un concept technologique et le développer jusqu'à maturation : voilà un pari intéressant, et c'est celui qu'a mené Bigelow Aerospace avec les modules orbitaux gonflables. Les démonstrations ont parfaitement fonctionné… mais parfois, ça ne suffit pas à maintenir un modèle économique.

Le concept, lui, vivra peut-être de meilleurs jours

Prix gonflés, modules abandonnés

A la fin des années 90, plusieurs équipes à la NASA travaillent sur le projet TransHab, dont le potentiel est prometteur. En effet, ce module spatial comprendrait un « squelette » central rigide assurant la solidité structurelle, et des parois gonflables formant une ample ceinture. Sur le papier, TransHab a beaucoup d'avantages, à commencer par son volume intérieur extraordinaire, la possibilité de l'envoyer en orbite sur un lanceur qui ne soit pas gigantesque, des gains de masse et des coûts significativement allégés par rapport à des modules pressurisés « classiques ». Reste que le concept n'est pas encore vraiment au point et que la confiance n'est pas au rendez-vous pour vraiment investir dans la technologie et commander un module gonflable pour la future Station Spatiale Internationale. Pire : le projet TransHab coûte cher à la NASA, qui voit son budget baisser - aussi le Congrès interdit-il à l'agence de poursuivre ses travaux !

NASA Transhab projet abandonné © NASA
La "Station bombonne" TransHab, de la NASA. Crédits NASA

Argent, startup et aliens

Bloquée, la NASA peut toutefois proposer à un partenaire privé de reprendre les brevets avec des droits exclusifs. Et c'est une petite start-up basée à Las Vegas, Bigelow Aerospace, qui va reprendre le flambeau ! Mais à l'image d'autres pépites créées au tournant des années 2000, celle-ci dispose d'une manne financière : celle de son fondateur, Robert Bigelow. Magnat foncier, propriétaire d'une chaîne d'hôtels, ce dernier dispose de plus d'une centaine de millions de dollars, et sa fortune s'étend rapidement. Or, Robert Bigelow a une passion dévorante pour le spatial : il aimerait créer sa propre agence spatiale, se désole que les USA ne fassent rien pour en découvrir plus sur le sujet important des OVNIS puis décide finalement d'investir dans une structure privée. Vous avez dit original ? Le patron n'a pas hésité à acheter un ranch disposant d'une supposée « porte interdimensionnelle alien »…

Lorsque Bigelow Aerospace reprend les brevets de la NASA en 2000 et annonce travailler à son propre revêtement souple pour des modules spatiaux, ils ne sont pas pris très au sérieux. Il faut rappeler que la période est propice aux annonces privées qui ne se concrétisent jamais… Mais ce que de nombreux observateurs ne savent pas, c'est que Bigelow a bel et bien mis les moyens pour progresser.

Genèse d'une technologie fiable

La firme met en place un design multicouches en Vectran, matériau polyester « plus résistant que le Kevlar » et que la NASA a déjà utilisé dans certaines applications au long cours : les airbags de ses rovers martiens ou les couches de matériau des scaphandres destinés aux sorties extravéhiculaires, les EMU.

Au final, la souplesse de la membrane des futurs modules Bigelow est en réalité un avantage : plusieurs études montrent qu'elle résiste mieux à des impacts avec des débris à très haute vitesse. De plus, son potentiel de réparabilité est meilleur. A la surprise générale, les équipes tiennent les délais et réussissent un premier coup de force le 12 juillet 2006, en envoyant en orbite un module de démonstration gonflable, Genesis-1.

ISS BEAM Bigelow © NASA
Le module gonflable BEAM de Bigelow sur l'ISS (au centre). Crédits NASA

Genesis-1 se gonfle comme prévu, et moins d'un an plus tard, l'entreprise se débrouille pour envoyer en orbite basse une seconde démonstration, Genesis-II. Celle-ci est équipée de plusieurs caméras intérieures et extérieures, et en profite pour filmer différents objets (qu'il était possible d'envoyer à titre privé pour une somme relativement modique) à l'intérieur de ces grandes sphères de 11,5 m3. Les missions font assez peu parler d'elles à part lors de leur déploiement, mais elles finissent par convaincre la NASA (et surtout les instances qui gèrent son budget) car les modules gonflables sont une possibilité élégante. De nombreux concurrents observent aussi les résultats…

Imaginez plus gros

Bigelow Aerospace voit grand. La NASA commande le module de démonstration BEAM (Bigelow Expendable, Activity Module) à la fin de l'année 2012 pour pratiquement 18 millions de dollars. Mais dans l'idée du patron, il ne s'agit là que d'un premier pas, une autre preuve de concept en orbite qui ne fait aucun doute, parce que ça fonctionne très bien. Les équipes poussent donc leurs travaux plus loin, avec un module… plus gros, beaucoup plus gros. Il y a d'abord le projet B180, qui est rapidement abandonné. Puis nait le Nautilus, ou le B330. « 330 », comme le nombre de mètres cubes de volume intérieur pour ce titanesque module, qui prend toutefois assez peu de place lorsqu'il est dégonflé lors du lancement. Il ressemble par ailleurs assez au module TransHab originel de la NASA, mais Bigelow est allé plus loin.

Déjà, Bigelow construit une maquette au sol, à l'échelle, dans un hangar de l'entreprise à Las Vegas et sur les fonds de la NASA (projet XBASE). Ce qui permet de se rendre compte du volume titanesque qu'offrirait un tel module, pour un coût sans commune mesure avec celui des assemblages comparables mais très complexes des modules pressurisés « classiques ». Et attention : même s'il s'agit toujours d'un module gonflable, il comporte cette fois une trentaine de couches souples constituant les parois, avec une épaisseur finale qui frôle les 45 centimètres ! L'ensemble est pensé sérieusement, avec des postes de travail, une configuration « ISS » et une autre montrant les possibilités touristiques. Eh oui, Robert Bigelow ayant fait fortune dans l'hôtellerie n'oublie pas sa vocation. Le BE330 ne laisse pas insensible. Il interloque, il passionne.

L'affaire est dans le sac !

Le 8 avril 2016, le module BEAM rejoint la Station Spatiale Internationale. C'est le moment de gloire pour Bigelow Aerospace, même s'il faudra deux tentatives pour que le module puisse finalement se déplier et se gonfler (il faut dire qu'il est resté en position stockée plus de 10 mois). Les astronautes entrent à l'intérieur et constatent le volume important, prennent de longues séries de photos… et referment derrière eux. En effet, BEAM étant un module expérimental, il y eut d'abord une longue phase de test pour vérifier qu'il n'y aurait pas de problème de fuite ou de radiations. Mais rien de tout cela n'a été mesuré, et en 2018 l'avenir du module a changé : à l'origine BEAM devait être décroché pour lentement rentrer dans l'atmosphère, mais la NASA a besoin de place sur l'ISS et l'occasion est trop belle. BEAM devient donc un module de stockage de longue durée, toujours avec écoutille fermée mais rempli de matériel !

Beam Nasa Bigelow (7)
Le module BEAM lors de son gonflage sur l'ISS. Crédits NASATV

Auréolée de ces succès, Bigelow Aerospace fait sa dernière grande annonce en octobre 2017. L'entreprise révèle alors sa signature avec United Launch Alliance pour un accord sur le lancement d'une station B330 à l'aide d'un lanceur Vulcan. L'étude de faisabilité est avancée, la signature est médiatisée… Ne manque, finalement, que le financement de ladite station. Et c'est là que le bât blesse : Bigelow n'a pas les fonds nécessaires pour construire une unité B330 de vol sans emprunter massivement. Or pour pouvoir emprunter, il faut justifier de futurs revenus, et la NASA ne s'engage pas encore sur la voie des stations privées, refusant de garantir à Bigelow un nombre « plancher » de vols chaque année. Les capsules orbitales américaines sont aussi très en retard sur les plannings…

Trop haut, trop tôt

B330 ne décollera pas, ni sur Vulcan ni sur un autre lanceur. Bigelow Aerospace croule sous les dettes dès la fin d'année 2019, et un revirement pour tenter de faire un procès à la NASA ne va pas aider les finances. Sans nouveau contrat, la firme du Nevada finit par renvoyer ses effectifs chez eux en mars 2020, alors que le monde entier confine. Sauf que pour eux, pas besoin de revenir : Bigelow stoppe toute activité et met la clé sous la porte. Le dernier acte a pris place en ce mois de décembre 2021, la responsabilité totale du module spatial BEAM (qui restait comme le dernier « actif » de Bigelow) a été transférée au centre spatial Johnson de la NASA. L'aventure gonflable est terminée.

StarLab, station orbitale commerciale © StarLab
Ce n'est plus Bigelow, mais c'est toujours gonflé... Crédits NASA/Northrop Grumman

Quoique ? Il semble que l'héritage de Bigelow Aerospace sera riche. Sur les trois nouvelles stations publiques-privées dont la NASA soutient le développement, deux semblent montrer l'usage de larges modules gonflables…

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Kratof_Muller
Un portail interdimensionnel alien dans son ranch ? J’en ai un dans mon salon … C’est juste que mon chat a perdu la télécommande en essayant de l’utiliser pour faire son rapport.
Baxter_X
C’est dingue ce truc. Je n’en avais jamais entendu parler.
calude_vincent
Il ont viré tout le monde et garder la tète, ça m’as l’air d’être une histoire pour détourner les brevets. Bref, c’est immense comme idée et ça me plait. Le potentiel fait que Bigelow à mis au point une manière de construire rapidement dans l’espace et de façon exponentiel. Magique!!!
Baxter_X
Ce qui m’impressionne le plus c’est de gonfler un ballon dans le vide… Les contraintes sur les parois doivent être énormes! Sans parler des contraintes d’étanchéité.
Kahn-San
impressionnant comme technologie<br /> merci pur l’article
FlavienS
J’imagine que tout est relatif.<br /> A basse pression interne, les contraintes sur le matériau sont diminuées.<br /> Après, avec une 30aine de couche, j’imagine aussi que tout est bien réparti.
Baxter_X
Bien sûr que ce doit être super étudié avec un grosse résistance. Mais si c’est sensé être habité, il doit impérativement être pressurisé. Donc un ballon pressurisé dans le vite de l’espace, franchement, c’est balèze en terme de contraintes.
philouze
"Ce qui m’impressionne le plus c’est de gonfler un ballon dans le vide… Les contraintes sur les parois doivent être énormes! "<br /> en fait non, elles ne sont pas énormes et c’est d’autant plus étonnant que l’on ait pas plus retenu cette solution.<br /> Un simple Paddle supporte plus de pression que ce module, un pneu de voiture aussi<br /> les contraintes qui s’appliquent sur les parois de seulement 1.6mm d’alumunium de l’ISS sont exactement les mêmes.<br /> Au final, on a juste 1 bar de pression, ce que le vectran prendra parfaitement en charge - les polymères sont aussi voir plus résistants à ce genre de charge que le métal, c’est pour ça que les gilets par balle sont en Dynema ou en Kevlar et pas en métal.<br /> Tout a démontré que la solution était meilleure, et comme le souligne l’article, même aux micro-météorites. ça bouleverse les habitude de conception, d’arrimage, ça pose une question sur la durabilité et c’est probablement plus cher. Mais en terme de contrainte, aucune différence, et sûrement beaucoup plus solide.
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