Se rendre sur la Lune en mode Agile!

SpaceX

Elon Musk, souvent qualifié de prochain Steve Job [28] ou encore de vrai Iron Man [30], était ce qu’on pourrait appeler un nouveau venu dans le domaine de l’aéronautique lorsqu’il a fondé SpaceX en 2002. [18]

Il avouera plus tard qu’il n’y croyait pas trop. Il a même passé tout près de se ruiner en 2008, après les 3 échecs des vols d’essais de sa fusée Falcon 1. Une chance pour lui, le test suivant fut un succès et la NASA accorda à son entreprise un petit contrat, ce qui lui permit de demeurer à flot. [9]

Et en avril 2020 lorsque la NASA a annoncé les entreprises sélectionnées pour développer le futur “Human Landing System” (HLS), il a encore une fois choisi de faire cavalier seul, contrairement aux 2 autres consortiums. [6]

Un mini scandale…

Toute une controverse est survenue le vendredi 16 avril dernier, lorsque la NASA a dû annoncer prématurément son choix pour la capsule d’alunissage (HLS) Starship développée par SpaceX. Une fuite serait à l’origine de cette précipitation.

Le choix de la NASA est facile à comprendre. Une fois ses réservoirs remplis en orbite, le Starship peut se rendre directement sur le sol lunaire sans qu’on ait besoin de transiter par une autre capsule d’alunissage. De plus, les dimensions colossales du nouvel engin permettent de transporter davantage de passagers et de matériel. Sans compter qu’il permet le doublement de tous les équipements de survie. [14]

Mais le comble c’est que la nouvelle capsule est totalement réutilisable et est de ce fait la seule qui entre dans le budget de la NASA, cette dernière n’ayant reçu du Sénat que le quart du budget demandé. [15] En effet, la NASA prévoyait au départ que chaque lancement de son “Space Launch System” (SLS), lui coûterait autour d’un milliard de dollars. Voilà que monsieur Musk estime le coût par lancement de son Starship à… 2 millions!!! [16]

Sauf que l’enthousiasme de la NASA n’est pas partagé par tout le monde…

“La NASA a réalisé une acquisition défectueuse pour son programme et changé les règles du jeu au dernier moment” — Jeff Bezos [17]

Ce dernier, plutôt contrarié, a déposé une plainte au Government Accountability Office (GAO) pour faire renverser la décision. Finalement, la NASA a dû se rétracter partiellement, elle qui se voyait déjà financer la moitié du nouvel engin. [14]

Le programme Artémis

Le programme Artémis a officiellement été lancé en décembre 2017 sous l’administration Trump, qui lui, aurait préféré aller directement sur Mars. [19]

Le but de ce programme est de retourner sur la Lune pour y lancer l’extraction de minerais, fondement à une nouvelle économie lunaire. Cette base servira ensuite de point de départ pour de futures missions, cette fois vers Mars. [4] Pour ce faire, la NASA a divisé son programme en 3 parties et lancé des appels d’offres pour chacune des phases.

Artémis 3 est la phase qui prévoit un atterrissage habité sur la Lune. Son objectif principal est la mise au point du controversé HLS, qui n’est qu’un simple alunisseur comparable au module lunaire des missions Apollo.

Mais voilà, le concept même du Starship est une technologie de rupture qui vient bouleverser le programme Artémis dans son ensemble. En effet, le module Gateway, qui devait servir au transit entre Orion ainsi que le HLS ne sont plus d’aucune utilité car le Starship, une fois en orbite terrestre, peut recharger ses réservoirs et se rendre ensuite directement sur la Lune.

Tout cela ne plaît évidemment pas aux 2 autres compétiteurs qui eux, se sont employés à répondre aux spécifications de la NASA…

Le développement Agile

D’emblée, il faut faire attention aux choix des mots ici, car l’Agilité n’est ni une méthodologie ni un processus. Le mode Agile est une philosophie de développement logiciel qui fut présentée sous la forme d’un manifeste en février 2001. Il est basé sur 4 valeurs qui ont été résumées de façon consensuelle par ses auteurs.

Nous découvrons comment mieux développer des logiciels 
par la pratique et en aidant les autres à le faire. 
Ces expériences nous ont amenés à valoriser :

1. Les individus et leurs interactions plus que les processus et les outils
2. Des logiciels opérationnels plus qu’une documentation exhaustive
3. La collaboration avec les clients plus que la négociation contractuelle
4. L’adaptation au changement plus que le suivi d’un plan

Nous reconnaissons la valeur des seconds éléments, 
mais privilégions les premiers. [20]

Les individus et leurs interactions

…plus que les processus et les outils

Les technologies aérospatiales sont soumises à quantité de règlements destinés à assurer la sécurité des passagers et du public en général. Cela est bien normal sachant que l’aérospatial est en quelque sorte l’héritière de l’aéronautique qui est elle-même extrêmement réglementée entre autres par la Federal Aviation Administration (FAA).

Le développement se fait en général sur plusieurs années. On a qu’à penser à la Série-C de Bombardier qui a commencé à être développée le 31 janvier 2007 et qui a eu son vol inaugural le 16 septembre 2013. [10] Les entreprises du domaine sont donc renommées pour la lourdeur de leurs processus. Et c’est justement en cela que l’approche de SpaceX est révolutionnaire.

Suivant le mode Agile, les ingénieurs de l’entreprise ont commencé immédiatement à travailler sur ce qui apportait le plus de valeur pour le client, à savoir les fusées elles-mêmes, au lieu de construire une nouvelle usine ou de développer de nouveaux outils. Ils n’ont pas non plus passé les 2 premières années à faire des plans avant de commencer leurs assemblages, qui sont effectués directement à l’extérieur et à proximité du pas de lancement. Et lorsque le besoin d’un abri s’est fait sentir, des tentes ont rapidement été construites. [7]

Site de fabrication du Starship (Starbase) [7]

Il est important de laisser l’équipe s’auto organiser car les priorités doivent être ajustées en fonction des besoins. Pour permettre à l’équipe de devenir plus efficace, une machine destinée à l’assemblage de la base de la fusée à ensuite été conçue car cette étape de la fabrication prenait trop de temps.

La construction d’une usine avec une chaîne de production permettant de construire des fusées est 100 fois plus complexe que de construire une fusée. Pour ce faire, vous devez concevoir les machines qui construiront les fusées. Ce qui est plus complexe que de concevoir les fusées elles-mêmes. [7] 

Cette solution aurait engendré des délais et des coûts qui n’étaient pas compatibles avec les ressources alors disponibles. Et quand les réponses conventionnelles rendent votre mission impossible, alors il faut faire appel à des solutions non conventionnelles. Notre entrepreneur a plutôt choisi de faire confiance à son équipe d’ingénieurs pour atteindre les objectifs fixés.

“Chacun de vos employés est un vecteur. Vos progrès sont la sommes de tous ces vecteurs.” — Elon Musk [22]

Des logiciels opérationnels

…plus qu’une documentation exhaustive

Évidemment, une fusée n’a rien à voir avec un logiciel. Et pourtant, ici encore, la philosophie Agile a permis des avancements rapides.

Le secret? Découper le développement d’un produit en cycles qui vont se répéter durant toute la durée du projet. [12] À chacune des ces itérations, un prototype qui fonctionne sera livré et servira à mesurer le progrès accompli.

L’objectif premier de cette approche est d’expérimenter et d’apprendre rapidement. Cette façon de faire nous pousse à concevoir le produit de manière incrémentale ce qui permet de changer de direction et de réagir rapidement au changement. Plus vite une solution est testée, plus vite elle sera améliorée, ou écartée. Pour atteindre son but, un produit ne doit pas cesser de s’améliorer et donc de se développer.

Dans le cas de SpaceX, chaque fusée d’essai coûte environ 5 millions de dollars à fabriquer. [7] Et pourtant, dès qu’un prototype est lancé, un autre est prêt, faisant en sorte que les tests se poursuivent sans interruptions. [8] Et pour bien mettre en évidence la nature éphémère de ses prototypes, leur nom n’est qu’un numéro de série: i.e Serial Number 8 (SN8) [25] 

Cette stratégie est comparable à une preuve de concept jetable. De façon à réduire les coûts, l’entreprise a choisi de construire ses fusées en acier inoxydable, au lieu de la fibre de carbone par exemple, qui est plus légère mais beaucoup plus dispendieuse. Et le moins qu’on puisse dire, c’est que les résultats de ces expérimentations sont très innovants:

Lors des tests d’atterrissage, il est prévu qu’un seul réacteur Raptor soit nécessaire. Toutefois, ceux-ci ont connu des difficultés d’allumage lors des tests sur le SN10. Bien sûr le réacteur devra être amélioré mais la séquence d’atterrissage sera aussi revue afin d’allumer plusieurs moteurs ce qui permettra de choisir celui qui sera utilisé jusqu’au dernier moment. Cette façon de procéder assure une grande résilience au produit. (J’en reparlerai d’ailleurs à la toute fin de l’article).

Inspection de la navette Columbia par les membres d’équipage de la mission STS-87 [31]

Autre exemple, le recouvrement thermique de la navette spatiale comportait plus de 24000 tuiles de plusieurs formes différentes, ce qui causait de long délai d’assemblage. [7] Dans le cas du Starship, toutes les tuiles sont symétriques et interchangeables [29] et seront éventuellement installées par des robots. Quelle belle façon de minimiser la quantité de travail inutile!

“L’échec est une option. Si l’on échoue pas, c’est que l’on innove pas!” — Elon Musk [23]

La collaboration avec les clients

…plus que la négociation contractuelle

Dans son communiqué, la NASA n’a pas manqué de souligner l’étroite collaboration des ses experts avec l’entreprise SpaceX afin de s’assurer du respect des requis de performance et de sécurité qui sont associés aux vols habités. [2]

La NASA choisit SpaceX pour l’atterrisseur lunaire d’Artémis [21]

On peut aussi qualifier le développement des fusées SpaceX comme étant transparent. Beaucoup d’informations sont diffusées et de nombreuses caméras sont installées sur le site. Elon Musk lui-même ne se gêne pas pour discuter en public des différents revers de ses équipes. On peut donc supposer que la NASA est bien au fait des développements en cours, ce qui expliquerait le qualificatif de “remarquable” (outstanding [14]) qu’elle a attribué à la direction des opérations de SpaceX.

“Porter une attention particulière aux critiques, surtout celles de vos collègues. Presque personne ne le fait et pourtant c’est incroyablement profitable.” — Elon Musk [23]

L’adaptation au changement

…plus que le suivi d’un plan

Soit on subit le changement, soit on le provoque. Et ceux qui innovent vraiment ont plus de chance d’être dans la deuxième catégorie.

Pour ses nouvelles fusées, SpaceX a fait un choix périlleux: L’utilisation de réacteurs alimentés au méthane (Methalox) permettrait de réutiliser directement les fusées car sa combustion n’entraîne pas de dégradation notable de ses réacteurs. Autre avantage non négligeable, il serait possible d’extraire du méthane directement de l’atmosphère de Mars au moyen d’un réacteur Sabatier. [24]

Mais voilà, aucun engin de ce type n’a jamais encore été conçu auparavant!

Et c’est justement sur ce point que portent les critiques de Blue Origin qui prétend que la décision de la NASA retarderait le projet d’aller sur la lune de 2 ans. 

Mais la NASA sait faire la différence entre une maquette et un prototype!

Bien sûr, les fusées de SpaceX ne sont pas encore au point mais le développement va bon train et les progrès sont visibles et mesurables. Mais ce qui procure un avantage nettement compétitif, c’est que le nouvel engin comporte amplement d’espace. Cela lui permet donc de s’adapter facilement à différents types de missions: transport de carburant, de passagers, de satellites, etc.

“Certaines personnes n’aiment pas le changement, mais vous devez l’accepter si c’est la seule alternative au désastre.” — Elon Musk [23]

Conclusion

La NASA a déjà compris que, bien que la capsule Starship soit plus volumineuse que ses homologues, elle sera aussi moins dispendieuse car tous ses composants sont réutilisables. De plus sa surcapacité permettrait d’ores et déjà d’atteindre la planète Mars.

Évidemment, il reste d’autres défis à solutionner. Comme par exemple, le remplissage en orbite des réservoirs de la capsule. Mais SpaceX et sa capacité d’innover ont fourni à la NASA des raisons de croire que les prochaines étapes seront éventuellement couronnées de succès. 

“Honnêtement, je ne connais aucune compagnie dans l’industrie qui innove au rythme de SpaceX” — Sam Korus [16]

Mais une question demeure toujours en suspens: le passé de Elon Musk à la tête de Paypal, une entreprise de logiciel, serait-il à l’origine de son mode “original” de gestion?

Primeur: Au moment où j’écris ces lignes, SN15 vient justement d’atterrir sans incident ou presque… (Écoutez bien, à la 5ème minute, le commentateur précise que 3 moteurs seront allumés pour terminer l’atterrissage avec un seul. Or, malgré le succès apparent de l’essai, il semble bien que l’un des moteurs ne se soit jamais rallumé). [32]

Vous désirez vous rendre sur la Lune?

Nexio préconise le mode Agile pour vous aider, vous aussi, à réaliser vos projets.

Références

[1] STARSHIP USERS GUIDE, Revision 1.0, March 2020. https://www.spacex.com/media/starship_users_guide_v1.pdf

[2] As Artemis Moves Forward, NASA Picks SpaceX to Land Next Americans on Moon, RELEASE 21-042, Apr 16, 2021. https://www.nasa.gov/press-release/as-artemis-moves-forward-nasa-picks-spacex-to-land-next-americans-on-moon

[4] Artemis program, Wikipedia, consulté mardi 4 mai 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/Artemis_program

[5] Logo Artemis. Par Wikipedia, consulté mercredi 5 mai 2021. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e2/Artemis_program_%28original_with_wordmark%29.svg/250px-Artemis_program_%28original_with_wordmark%29.svg.png

[6] Dynetics. Par Wikipedia, consulté mercredi 5 mai 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/Dynetics

[7] Inside SpaceX’s Starship Factory (Starbase). Par The Grand Venture Society, consulté le 4 mai 2021. https://www.youtube.com/watch?v=H6HN9l3c3AM

[8] SpaceX Starship SN15 prêt à décoller! Mais quand? Et quelle est sa particularité? Par What about it!? consulté le 4 mai 2021. https://www.youtube.com/watch?v=4qPRwsWjZqw

[9] Elon Musk’s SpaceX wins contract to develop spacecraft to land astronauts on the moon. Par Christian Davenport, consulté le 4 mai 2021. https://www.washingtonpost.com/technology/2021/04/16/nasa-lunar-lander-contract-spacex/

[10] Airbus A220, Wikipedia, consulté mardi 4 mai 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/Airbus_A220

[11] Starship Development History, Wikipedia, consulté mardi 4 mai 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/Starship_development_history

[12] Découvrir la culture Agile. Par Mohammed AIT ABDELLAH, consulté mardi 4 mai 2021. https://blog-gestion-de-projet.com/decouvrir-la-culture-agile/

[13] The Fail-Fast Principle in Software Development. Par Dat Hoang, consulté mardi 4 mai 2021. https://dzone.com/articles/fail-fast-principle-in-software-development

[14] NASA Will Spend $2,941,394,557 On SpaceX’s Massive Lunar Starship Lander!!! Par Scott Manley, consulté mardi 4 mai 2021. https://www.youtube.com/watch?v=GuSM_-Aw5HM

[15] SpaceX Wins NASA $2.9 Billion Contract to Build Moon Lander. Par Kenneth Chang, consulté mardi 4 mai 2021. https://www.nytimes.com/2021/04/16/science/spacex-moon-nasa.html

[16] What’s behind SpaceX’s $74 billion valuation: Elon Musk’s two ‘Manhattan Projects’. Par Michael Sheetz, consulté mardi 4 mai 2021. https://www.cnbc.com/2021/02/19/spacex-valuation-driven-by-elon-musks-starship-and-starlink-projects.html

[17] Plainte de Blue Origin contre le choix de SpaceX par la NASA. Par AGENCE FRANCE-PRESSE, consulté mardi 4 mai 2021. https://www.lapresse.ca/affaires/entreprises/2021-04-26/la-compagnie-de-jeff-bezos/plainte-de-blue-origin-contre-le-choix-de-spacex-par-la-nasa.php

[18] SpaceX. Par Wikipedia, consulté mercredi 5 mai 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX

[19] Trump repeatedly asks NASA administrator why we can’t go straight to Mars. Par Loren Grush, consulté mercredi 5 mai 2021. https://www.theverge.com/2019/7/19/20701061/president-trump-nasa-administrator-jim-bridenstine-artemis-mars-direct-moon-apollo-11

[20] Manifeste pour le développement Agile de logiciels. Par Kent Beck et al., consulté mercredi 5 mai 2021. https://agilemanifesto.org/iso/fr/manifesto.html

[21] NASA Picks SpaceX for Artemis Human Lunar Lander Development. Par NASA, consulté mercredi 5 mai 2021. https://www.youtube.com/watch?v=y-sA3R4MWjA

[22] 27 Elon Musk Quotes That Will Very Likely Change How You Feel About Elon MuskAnother day, another quote. Par Bill Murphy Jr, consulté mercredi 5 mai 2021. https://www.inc.com/bill-murphy-jr/27-elon-musk-quotes-that-will-very-likely-change-how-you-feel-about-elon-musk.html

[23] 50 Innovation and Success Quotes from SpaceX Founder Elon Musk. Par Larry Kim, consulté mercredi 5 mai 2021. https://www.inc.com/larry-kim/50-innovation-amp;-success-quotes-from-spacex-founder-elon-musk.html

[24] Sabatier/Water Electrolysis Process. Par Marspedia, consulté mercredi 5 mai 2021. https://marspedia.org/Sabatier/Water_Electrolysis_Process

[25] Fiery crash of SpaceX’s Starship rocket ignites dreams of future spaceflight. Par Joe Pappalardo, consulté mercredi 5 mai 2021. https://www.nationalgeographic.com/science/article/fiery-crash-of-spacex-starship-rocket-ignites-dreams-of-future-spaceflight

[26] PayPal. Par Wikipedia, consulté mercredi 5 mai 2021. https://en.wikipedia.org/wiki/PayPal

[27] Agile programming – for your family. Par Bruce Feiler, consulté jeudi 6 mai 2021. https://www.ted.com/talks/bruce_feiler_agile_programming_for_your_family

[28] Cramer: Optimistic young investors see Elon Musk as next Steve Jobs, take Tesla to dizzying heights. Par Kevin Stankiewicz, consulté jeudi 6 mai 2021. https://www.cnbc.com/2020/12/08/cramer-optimistic-investors-see-teslas-elon-musk-as-next-steve-jobs.html

[29] Thermal Protection System – Starship vs. Space Shuttle. Par Vojtech Holub, consulté jeudi 6 mai 2021. https://www.youtube.com/watch?v=uFUEY3pq3Xk

[30] Elon Musk: the real-life Iron Man. Par Alex Hern, consulté jeudi 6 mai 2021. https://www.theguardian.com/technology/2018/feb/09/elon-musk-the-real-life-iron-man

[31] STS-87 crew members regard the tiles underneath the orbiter Columbia. Par NASA, consulté jeudi 6 mai 2021. https://picryl.com/media/ksc-97pc1746-525cf3

[32] SpaceX Starship SN15 soars through clouds, nails landing! Par VideoFromSpace, consulté samedi 8 mai 2021. https://youtu.be/unKvMC3Y1kI

[33] Planification. Par Inactive account – ID 742680, consulté samedi 8 mai 2021. https://pixabay.com/fr/photos/planification-plan-r%C3%A9glage-620299/