Le canon spatial Longshot peut-il lancer une économie orbitale ?

Réduire les coûts de lancement sans fusées ?

Depuis le lancement du premier satellite artificiel, Spoutnik, en 1957, nous sommes habitués à voir des fusées pour atteindre l’espace lointain. Mais les fusées sont intrinsèquement coûteuses, car elles doivent brûler beaucoup de carburant pour porter leur propre poids (et le poids du carburant), ainsi que disposer de réacteurs capables de supporter les conditions extrêmes créées par la combustion du carburant.

Récemment, les coûts de lancement pour atteindre l’orbite ont chuté de façon spectaculaire, grâce aux fusées réutilisables de SpaceX (SPCX ). Et ces coûts pourraient continuer à baisser jusqu’à 100‑200 $/kg si une grande flotte de vaisseaux spatiaux était construite et réussissait.

Source: Ark Invest

Cependant, cela reste de plusieurs ordres de grandeur plus cher que tout autre moyen de transport. Ainsi, tout projet à grande échelle dans l’espace semble voué à rester très coûteux.

Jusqu’à présent, les seules alternatives envisagées peuvent être regroupées en deux catégories:

• Projets mégaprojets coûteux dépendant de technologies non éprouvées comme les propulseurs à masse ou les ascenseurs spatiaux. C’est quelque chose que nous avons exploré en profondeur dans « Space Infrastructure – Building Stairways To The Heavens».
• Production in situ, utilisant les ressources extraites de la Lune ou des astéroïdes pour fabriquer du matériel spatial avec des ressources spatiales, éliminant ainsi le besoin de les lancer depuis la Terre.

Les deux sont, malheureusement, encore très incertains pour le moment, avec probablement des décennies avant de devenir une réalité.

Mais il pourrait exister une troisième voie, avec une alternative consistant à envoyer d’énormes quantités de matériaux de la Terre vers l’orbite, puis à les fabriquer en orbite. C’est le plan dévoilé par Longshot Space, qui développe de véritables canons spatiaux.

Canons spatiaux

Étrangement, les canons massifs sont peut-être la première méthode imaginée pour atteindre l’espace lointain, avec le roman proto‑science‑fiction de Jules Verne « From the Earth to the Moon». Dans le roman de 1865 (et sa suite « Around The Moon»), les protagonistes utilisent un canon gigantesque pour se rendre sur la Lune, à une époque où les notions de fusée étaient pratiquement inexistantes.

Source: Nation Air And Space Museum

Le concept serait exploré bien plus tard avec le High Altitude Research Project  (HARP) et le Super High Altitude Research Project  (SHARP).

HARP

Le projet HARP, financé par le Centre de recherche et développement de l’armée américaine, utilisait un canon naval surdimensionné de 120 pieds de long (36 m) et de 200 tonnes pour tenter de placer des satellites en orbite.

Il a réussi à envoyer des projectiles d’essai jusqu’à 80 km d’altitude, puis 180 km avec le Yuma Gun (la Station spatiale internationale orbite à 408 km d’altitude).

Source: Astronix

Malheureusement, un financement limité et des luttes politiques ont fait échouer le programme.

Dans un retournement curieux digne d’un film d’espionnage, l’esprit derrière HARP, l’expert canadien en artillerie Gerald Bull, a ensuite travaillé sur le projet Babylon pour Saddam Hussein, une idée similaire, jusqu’à son assassinat en 1990.

SHARP

Ce concept de l’armée américaine, opérationnel en 1992, ne reposait pas sur une propulsion explosive directe mais sur du méthane puis de l’hydrogène comprimés par une série de détonations. Il utilisait une longueur totale de canon de 425 pieds (129 m).

Source: Astronix

Il était censé être la première étape avant un « Jules Verne Launcher ». Mais le coût de 1 milliard de dollars pour ce lanceur a conduit à son abandon.

De même, Quicklaunch, une spin‑off universitaire du projet SHARP, a tenté de le construire avec des fonds privés mais a finalement fermé en 2005.

Le canon spatial de Longshot

Longshot base également son design sur la compression de gaz, en faisant le dernier d’une longue série de tentatives de développement de canons spatiaux.

En fin de compte, le design de Longshot est une itération du tout premier prototype hypersonique, le V3 de la Seconde Guerre mondiale, avec plusieurs injecteurs de gaz installés successivement. Cependant, il s’est avéré difficile de viser différentes cibles avec, et il a été détruit lors d’un raid aérien allié.

Source: Longshot Space

Les multiples injecteurs signifiaient qu’ils pouvaient être fabriqués à partir de matériaux peu coûteux qui n’étaient pas conçus pour supporter des températures ou pressions élevées (contrairement aux chambres de combustion des fusées).

Selon l’équipe de Longshot : « Les fusées sont de bonnes armes mais coûteuses, les canons spatiaux sont de mauvaises armes mais bon marché ».

Source: Longshot Space’s X account

De la même manière que HARP et SHARP, ils prévoient d’utiliser du gaz hydrogène, la légèreté de ce gaz permettant d’atteindre la vitesse maximale possible.

Source: Longshot Space

Mais cette fois, l’objectif est encore plus ambitieux, avec un canon encore plus long qui permet d’obtenir davantage de vitesse et d’accélération.

En prolongeant la longueur du canon à plus de 500 m et en ajoutant davantage de propulseurs, Longshot pourra accélérer des charges utiles allant jusqu’à 100 kg à Mach 5+ avec des charges d’accélération que votre téléphone portable peut supporter, et à des prix nettement inférieurs aux systèmes d’accélération actuels basés sur les fusées.

Problèmes des canons spatiaux

Bien que les canons spatiaux aient été essayés à plusieurs reprises, ils n’ont jusqu’à présent pas réussi commercialement.

Alors, les plans de Longshot sont-ils réalistes ? Eh bien, peut‑être, à condition qu’ils parviennent à surmonter les problèmes qui ont fait échouer les projets précédents de canons spatiaux.

Accélérations

La première chose à comprendre est que les canons spatiaux sont peu susceptibles d’être utilisés pour transporter des personnes ou quoi que ce soit de fragile, contrairement à l’idée initiale de Jules Verne.

C’est parce que le design impose des forces d’accélération allant jusqu’à 100 g sur la charge utile, soit au moins trois fois plus que ce que le corps humain peut supporter.

Même les satellites devraient être renforcés pour survivre à un tel lancement brutal.

Trajectoire

Un autre problème est que, de par la nature même du lancement, un canon spatial ne peut pas placer les objets en orbite stable. Ils retomberont sur Terre ou s’échapperont du puits gravitationnel de la planète.

Ainsi, toutes les charges utiles devront effectuer des corrections de trajectoire pour atteindre une orbite stable.

Charge utile

Une autre limitation du projet précédent est qu’il ne vise finalement qu’à lancer quelques kilogrammes de matériel dans l’espace. Bien que cela ait été acceptable pour les satellites de l’époque, et comparé aux charges utiles des fusées de l’époque, les futures 100‑200 tonnes de charge utile du Starship ont changé la donne.

En réalité, il faudra au moins des dizaines voire des centaines de kilogrammes de charge utile pour les canons spatiaux, ainsi qu’un calendrier de tir très régulier pour correspondre aux performances des dernières fusées de SpaceX.

Complexité du système

Depuis les années 1980‑1990, de nombreux progrès ont été réalisés dans plusieurs technologies fondamentales telles que l’électronique de puissance, l’informatique, les sciences des matériaux, la production d’énergie, etc.

Cela signifie que les détails de l’ingénierie des canons spatiaux peuvent aujourd’hui être réalisés à moindre coût et/ou avec une meilleure qualité qu’il y a 40 ans. Par exemple, la modélisation informatique précise, l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène, les injections de gaz au moment exact, un système de guidage électronique capable de supporter 100 g, etc.

Maturité du marché

Jusqu’à récemment, le marché des lancements orbitaux était principalement composé de gouvernements, de quelques satellites de télécommunications et de missions scientifiques. Cela change rapidement avec le tourisme spatial, les bases prévues sur la Lune, et peut‑être même la colonisation de Mars.

Cela modifie complètement l’économie d’une entreprise de canons spatiaux et pourrait ouvrir la voie à davantage de financements jusqu’à ce que la technologie soit mature, ce qui a fait échouer tous les programmes précédents.

Une économie basée sur l’espace ouvrirait également un vaste marché total adressable, quelque chose qui manquait aux années 1990.

Progrès spatiaux de Longshot

Chronologie de Longshot

À tous points de vue, Longshot Space correspond à l’archétype de la start‑up bricolée dans un garage.

Démarrée avec des fonds provenant d’amis et de la famille en 2020, elle était presque en faillite au troisième trimestre 2021 et avait construit un prototype atteignant Mach 1,8.

C’est alors que l’US Air Force lui a attribué un SBIR de phase 2 d’un montant de 750 000 $, ce qui validerait la technologie de l’entreprise et aiderait à lever davantage de fonds. L’argent provenant de Space Fund et de Sam Altman (célèbre pour OpenAI) a porté le tour de pré‑seed à 1,5 million de dollars.

Avec un nouveau prototype à Oakland, Californie, ils ont atteint une vitesse de Mach 4,8.

Des financements supplémentaires de l’Air Force et une levée de capitaux, incluant 5 M$ de nouveaux fonds pour un total de 8 M$.

Cela servira à construire un canon massif de 500 m de long dans le désert du Nevada afin de propulser des charges utiles de 100 kg à Mach 5. Le déménagement au Nevada augmentera la sécurité des tests, tout en utilisant le gaz hydrogène instable mais plus puissant.

L’objectif est de continuer à itérer à partir d’ici, avec « Ensuite Mach 6, puis Mach 15, puis Mach 25 ».

Position concurrentielle

D’une certaine manière, le succès de SpaceX est à la fois une aubaine et une malédiction pour Longshot et toutes les autres start‑ups de lancement spatial.

D’une part, cela prouve aux investisseurs que cela peut être une entreprise rentable, ce qui était jugé impossible même en 2012.

D’autre part, cela signifie une concurrence très rude, alors que SpaceX n’avait qu’à surpasser des entreprises comme Boeing habituées à des contrats « coût plus ». Le niveau à atteindre est désormais bien plus élevé et devient constamment plus difficile.

Ainsi, la concurrence avec SpaceX signifie qu’une fusée proposant un coût de lancement de 1 000 $/kg, voire un prix inédit de 500 $/kg, pourrait ne pas suffire.

Cela implique également que la différenciation est essentielle. Alors que SpaceX peut lancer des humains avec une charge utile complexe et fragile, des entreprises comme Longshot Space ou Spinlaunch peuvent viser autre chose : des charges utiles volumineuses et plus simples.

Et c’est en fait indispensable si nous voulons nous développer dans l’espace, comme nous l’avons présenté dans « The Future Space-Based Economy». Les mêmes dizaines de milliers de matières premières seront nécessaires pour construire les grandes structures solaires orbitales destinées à alimenter toute la Terre, comme nous l’avons évoqué dans « Space-Based Energy Solutions For Endless Clean Energy».

Applications

Ravitaillement des fusées

En supposant que Longshot puisse envoyer des charges utiles en orbite à un coût faible (< 100 $/kg), une application semble très directe : le ravitaillement du Starship. Ainsi, une fois de plus, les progrès de SpaceX pourraient stimuler certains de ses concurrents.

Pour l’instant, le plan d’atterrir un Starship sur la Lune ou Mars repose sur l’envoi de plusieurs Starships supplémentaires pour ravitailler celui déjà en orbite. En fonction de la charge utile réelle du Starship, cela signifie que entre 15 et 30 lancements au total seraient nécessaires pour amener un Starship sur la Lune.

Cela s’explique par le fait que chaque Starship arrive en orbite presque vide, avec peu de capacité de charge restante pour du carburant supplémentaire. Avec un coût de lancement estimé à 5 M$ par Starship (et davantage facturé à la NASA) dans le meilleur des scénarios, le coût total de l’atterrissage sur la Lune pourrait atteindre 100‑150 M$ ou plus uniquement pour le ravitaillement.

À la place, un système comme Longshot pourrait envoyer des conteneurs semblables à des obus d’artillerie en orbite. Ceux‑ci pourraient ensuite être capturés par un vaisseau orbital dédié et transportés vers le Starship nécessitant du ravitaillement.

Il se peut donc que le ravitaillement des missions lunaires soit le tout premier cas d’usage pratique des canons spatiaux, et le tout premier contrat commercial pour Longshot Space.

Matières premières

En fin de compte, les canons spatiaux de Longshot pourraient être utilisés pour envoyer en orbite tout type de matériau suffisamment robuste pour survivre à une accélération de 100 g.

En théorie, cela peut inclure l’électronique, y compris les appareils grand public, mais cela devrait être testé en pratique.

Ce qui est certainement inclus, ce sont toutes sortes de matières premières. En supposant un coût de lancement bas d’environ 10‑100 $/kg, cela rendrait pratique l’envoi en orbite de grandes quantités de plaques d’acier, d’aluminium, de polysilicium, de composants électroniques de base, voire d’eau ou de nourriture, etc.

Par exemple, il a été étudié que l’énergie solaire spatiale pourrait être économiquement viable dès que le coût de lancement descend en dessous de 500 $/kg.

Ces matériaux devraient ensuite être transformés par des usines automatisées spatiales en matériaux utiles, comme par exemple des blindages contre les radiations (acier et eau), des panneaux solaires (polysilicium), des miroirs orbitaux (aluminium), etc.

Cela réduirait radicalement le coût des stations spatiales orbitales et des habitats spatiaux en général.

Cycler martien

Des matériaux bon marché en vrac dans l’espace pourraient également être essentiels pour construire un convoyeur / cycler Aldrin, ou le Mars Cycler pourrait être en orbite permanente afin d’être régulièrement à proximité à la fois de la Terre et de Mars.

Source: Ethan MacDonald

De cette façon, on pourrait construire une station spatiale permanente pour que les personnes transitent vers et depuis Mars. Elle disposerait d’un blindage contre les radiations lourd et d’une production alimentaire, ainsi que de pièces plus confortables et spacieuses et d’installations sportives pour maintenir les gens en forme malgré l’absence de gravité.

Cela éviterait d’avoir à accélérer et décélérer l’ensemble du blindage, du système de survie et de l’approvisionnement en nourriture pour chaque voyage vers Mars.

Micro‑satellites

Il existe aujourd’hui toute une catégorie de mini‑ et microsatellites pesant 10‑180 kg. Cela inclut les CubeSats récemment utilisés pour lancer un essaim bon marché de satellites.

Source: NASA

En fin de compte, les satellites basés sur Internet comme les satellites Starlink (260 kg) pourraient même être inclus dans des modèles qui seraient mieux lancés avec des canons spatiaux que avec des fusées.

Armes spatiales

La militarisation de l’espace est un sujet très débattu, qui violerait plusieurs traités internationaux.

Cela pourrait même menacer l’humanité avec le syndrome de Kessler, c’est‑à‑dire la situation où tant de débris orbitaux seraient présents que nous serions enfermés sur Terre.

Néanmoins, la perspective de lancer à un coût ultra‑bas des charges utiles de dizaines voire de centaines de kilogrammes présente des applications militaires potentielles. Cela pourrait inclure des armes anti‑satellites, des missiles hypersoniques, des outils de surveillance, etc.

Avec les tensions géopolitiques croissantes avec la Russie, l’Iran et la Chine, ce n’est pas une question anodine.

C’est probablement une des raisons pour lesquelles Longshot Space a reçu un financement de l’US Air Force dès le départ, d’autant plus que les États‑Unis ont officiellement créé une Force spatiale militaire sous la présidence Trump.

Ainsi, bien que les canons spatiaux soient de pauvres armes au sens des pièces d’artillerie, ils pourraient néanmoins constituer une technologie militaire cruciale que les grandes puissances voudront contrôler.

Investir dans l’infrastructure spatiale

L’espace est une industrie très établie qui connaît une renaissance et une croissance explosive grâce aux fusées réutilisables. Nous avons expliqué comment cela créerait de nombreuses opportunités dans notre article « Reusable Rockets To Create Multiple New Markets By Lowering Costs Drastically».

Le marché spatial actuel est de 443 Mds $, le tourisme spatial et les vols hypersoniques pourraient ajouter 350 Mds $ de revenus, auxquels s’ajoute une prévision d’Internet par satellite d’une valeur de 17 Mds $, ainsi que des applications militaires et des bases lunaires subventionnées, des projets scientifiques, etc. Et cela même en ignorant les idées plus spéculatives (mais potentiellement très lucratives) comme l’exploitation minière des astéroïdes.

Vous pouvez investir dans des entreprises liées à l’espace via de nombreux courtiers, et vous pouvez trouver sur ce site nos recommandations pour les meilleurs courtiers aux États‑Unis, Canada, Australie, Royaume‑Uni, et de nombreux autres pays.

Si vous n’êtes pas intéressé par le choix d’entreprises spécifiques liées à l’espace, vous pouvez également vous tourner vers des ETF tels que ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) ou VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) pour profiter de la croissance du secteur spatial dans son ensemble.

Entreprises d’infrastructure spatiale

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) est l’un des concurrents les plus sérieux sur le marché des fusées réutilisables. L’entreprise s’est initialement concentrée sur les petites fusées, avec le système de lancement Electron (320 kg de charge utile), qui est progressivement transformé en une fusée partiellement réutilisable. Jusqu’à présent, Electron a déployé 177 satellites lors de 44 lancements.

Par la suite, Rocket Lab envisage de créer une fusée réutilisable de taille moyenne, la Neutron, comparable au Falcon 9 (8 000 kg en LEO en mode entièrement réutilisable, 1 500 kg vers Mars ou Vénus). La Neutron sera propulsée par un moteur à combustion de méthane (comme le Starship), ce qui semble devenir la tendance pour la prochaine génération de fusées.

L’entreprise se distingue par son processus de fabrication de satellites entièrement intégré verticalement, ce qui lui permet d’optimiser les coûts et la rapidité de conception. Cela a conduit à de multiples contrats avec la NASA et le gouvernement américain, dont un contrat militaire de 515 M$ et un contrat civil de 143 M$ pour Globalstar.

Rocket Lab est également un important fabricant de panneaux solaires pour satellites après son acquisition de SolAero Technologies en 2022, avec plus de 1 000 satellites alimentés par ces panneaux, et un total de 4 MW de cellules solaires fabriquées.

Source: Rocket Lab

Pour l’instant, son système de lancement dépend de fournisseurs externes, mais une série d’acquisitions stratégiques devrait changer cela, en reproduisant dans le système de lancement l’intégration verticale déjà réalisée dans la conception et la fabrication de satellites.

L’entreprise envisage également la possibilité d’une constellation LEO de télécommunications pour générer des revenus récurrents. Elle contribue aussi à la recherche pour la fabrication en espace avec Varda Space Industries et l’inspection des débris orbitaux.

Alors que SpaceX a bénéficié du talent commercial d’Elon Musk pour développer sa technologie à partir de zéro, Rocket Lab a utilisé un mélange de R&D et d’acquisitions pour intégrer verticalement la technologie requise. Cela s’est avéré très réussi dans la fabrication de satellites, et ils cherchent maintenant à reproduire cette stratégie pour les fusées réutilisables.

Compte tenu du flux de trésorerie existant provenant de la production de satellites et des succès d’Electron, Rocket Lab est un bon candidat pour rattraper SpaceX, du moins jusqu’à ce que les propulseurs massifs et autres infrastructures soient construits dans quelques décennies.

2. Virgin Galactic

L’entreprise a été fondée par Richard Branson et se concentre sur le tourisme spatial.

Les billets sont dans la fourchette 250 000‑450 000 $, avec une longue liste d’attente. Les premiers clients semblent être extatiques de leur expérience :

“J’ai toujours su que ce serait l’expérience la plus extraordinaire de ma vie. Je le savais. Et les gens m’ont un peu dit que ce serait le cas. Mais quand cela arrive… c’est à un autre niveau que l’expérience que vous pensiez vivre… alors c’est très difficile à expliquer.”

“C’est la meilleure journée de ma vie, la journée la plus sensationnelle de ma vie. Et on ne peut pas faire mieux que cela. Cela a dépassé mes rêves les plus fous.”

Virgin Galactic (SPCE ) travaille à améliorer son économie d’unité, avec un nouveau système de lancement, le « Delta », capable de transporter 6 passagers au lieu de 4, et d’effectuer 8 vols par mois au lieu d’un seul.

Ensemble, ces deux indicateurs améliorés devraient multiplier les revenus par unité par 12, avec un délai de récupération inférieur à 6 mois pour chaque navette Delta. Le test en vol du Delta est prévu pour le milieu 2025.

Source: Virgin Galactic

Les marchés étaient inquiets lorsqu’il a été annoncé que Branson n’investirait plus dans Virgin Galactic. En particulier après le licenciement de 185 employés et une pause des vols spatiaux en 2024, afin d’attendre l’arrivée de la navette Delta et de réduire le rythme de consommation de trésorerie.

Cependant, Virgin Galactic devrait disposer de suffisamment de liquidités pour fonctionner jusqu’en 2025 ou 2026. Ainsi, si le développement du système de vol Delta se déroule sans accroc (une proposition risquée dans l’industrie aérospatiale), l’entreprise pourra se concentrer sur la relance et la croissance du flux de trésorerie, avec un système rentable à l’unité. Et rendre l’entreprise positive en trésorerie en 2026.

Source: Virgin Galactic

(Il convient de noter que Virgin Galactic est différente de Virgin Orbit. Virgin Orbit a déclaré faillite en avril 2023, et fournissait des services de lancement pour de petits satellites, avec Rocket Lab acquérant les installations, la fabrication et les actifs d’outillage de la société à Long Beach).

La récente faillite de Virgin Orbit et la prise de distance de Virgin Galactic par le fondateur Richard Branson ont terni l’image de l’entreprise auprès des investisseurs, entraînant une chute du cours de l’action en 2023 et 2024.

Il est fortement recommandé de faire preuve de prudence concernant l’action elle‑même.

Parallèlement, la satisfaction des clients précédents, un plan clair pour un design rentable (navettes Delta) et une longue liste d’attente de clients potentiels montrent que l’entreprise pourrait encore être viable même sans lever davantage de fonds.

Tant qu’elle peut faire voler la navette de classe Delta assez rapidement. Jusqu’à présent, l’usine pour construire le Delta est terminée, et la construction devrait commencer au premier trimestre 2025.

Beaucoup dépendra du succès du développement, de la fabrication et de l’exploitation de la navette Delta et de son aboutissement avant la fin 2025.

Si tel est le cas, la valorisation bien plus basse créerait une opportunité pour les investisseurs d’acquérir les actions de l’entreprise à prix réduit.