Le 8 avril 2016, après le lancement de la fusée Falcon 9, le premier étage de la fusée est revenu se poser sur une barge au large de la Floride pendant que le reste du lanceur mettait en orbite une capsule de ravitaillement destinée à la Station Spatiale Internationale. Une prouesse technique inédite qui permettrait à l’avenir de réutiliser les fusées pour de nouvelles missions spatiales.
Pour mener sa cargaison à bon port, la fusée doit vaincre la gravité, sans compter les frottements de l’air qui freinent sa progression. La fusée est dotée de plusieurs moteurs répartis sur plusieurs étages, généralement trois.
Comme pour un moteur de voiture, la propulsion d’un moteur de fusée utilise l’énergie libérée lors de la combustion du carburant. Et si tu te souviens bien de tes cours de chimie, pour que la combustion ait lieu il faut nécessairement de l’oxygène. Pas de chance, il n’y en a pas dans l’espace ! À l’intérieur de chaque étage, se trouvent donc un réservoir d’oxygène liquide (sous forme gazeux, l’oxygène prendrait 850 fois plus de place !) et le carburant liquide (kérosène, hydrogène…).
Au décollage, des turbopompes envoient le carburant et le comburant sous forte pression dans la chambre à combustion et des gaz brûlants sortent de la base de la fusée. Par le principe d’action-réaction, la fusée est propulsée dans le sens inverse, autrement dit vers le haut. C’est le même principe que lorsque tu gonfles un ballon de baudruche et que tu le lâches. L’air s’échappe d’un côté et le ballon est propulsé du côté opposé par réaction.
Certains moteurs utilisent du carburant et du comburant prémélangés dans une pâte (propergol) sous la forme d’un ou plusieurs blocs solides. C’est en activant l’allumeur de la chambre à combustion, que le propergol se met à bruler. Un peu comme un pétard, qui ne « pète » pas tant que la mèche n’est pas allumée.
5, 4, 3, 2, 1, 0… Quelques minutes après le décollage, le carburant du premier étage est entièrement consommé. L’étage est largué, un autre prend la relève et ainsi de suite. Cela permet d’alléger la fusée lors de son ascension et ainsi d’accélérer davantage. Une fois sur orbite, de petits moteurs permettent de réaliser les dernières manœuvres. Cette phase de lancement se déroule très rapidement. Le 19 décembre 2012, il a fallu seulement 526 secondes d’ascension pour que Soyouz, le lanceur transportant Chris Hadfield, rejoigne son orbite afin de commencer son vol autonome d’environ 2 jours jusqu’à la Station Spatiale Internationale.