Utilisateur:Ender~frwiki/Brouillon/BrouillonSF
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| Starship | |
.jpg) Le lancement du prototype de vaisseau spatial SN8 de SpaceX, vu de South Padre Island, Texas. | |
| Données générales | |
|---|---|
| Pays d’origine |  États-Unis
|
| Constructeur | SpaceX |
| Premier vol | 2021 (prévu) |
| Statut | En développement |
| Hauteur | 50 m (Starship)
122 m (Total) |
| Diamètre | 9 m |
| Masse au décollage | 5 000 tonnes |
| Étage(s) | 2 |
| Poussée au décollage | 72 MN |
| Base(s) de lancement | LC-39A Boca Chica (Texas) |
| Charge utile | |
| Orbite basse | 100+ tonnes |
| Transfert géostationnaire (GTO) | 21 tonnes |
| Motorisation | |
| Ergols | Oxygène liquide / Méthane liquide |
| 1er étage | 28 Raptor |
| 2e étage | 6 Raptor |
| Missions | |
| Transport Terre-Lune, Transport intercontinental, Colonisation de Mars, Transport interplanétaire, Tourisme spatial, |
|
| modifier |
|
La fusée Starship (qui est à la fois le nom du lanceur complet et du second étage), anciennement appelée Big Falcon Rocket ou BFR, est un lanceur orbital super-lourd actuellement en cours de développement par SpaceX, visant une capacité de transport de 100 tonnes de charge utile en orbite basse. Ce nouveau lanceur a la particularité d'être entièrement réutilisable et doit jouer un rôle central dans les ambitions de la compagnie pour la colonisation de Mars. Il vise également à lancer des satellites vers l'orbite basse ou géostationnaire, et pourrait à terme remplacer les fusées Falcon 9 et Falcon Heavy pour devenir le lanceur principal de SpaceX. L'usage du lanceur comme moyen de transport intercontinental est également envisagé.
Le Starship est annoncé en septembre 2017 à l'occasion du Congrès international d'astronautique[1]. Un premier prototype de vol, le Starhopper, est construit en 2019, et le premier vol d'essai à haute altitude est effectué par le prototype SN8 en . Elon Musk, le PDG de l'entreprise, espère pouvoir effectuer un premier lancement orbital fin 2021, et un atterrissage inhabité sur Mars en 2024[2].
Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]
Starship[modifier | modifier le code]
Starship constitue l'étage supérieur de la fusée Super Heavy/Starship. Il mesure 50 mètres de haut et 9 mètres de diamètre pour une masse de 1200 tonnes au décollage[3], et est entièrement construit en acier inoxydable. Il est propulsé par 6 moteurs-fusées Raptor (3 optimisés pour le vide et 3 optimisés pour le vol atmosphérique) brûlant un mélange d'oxygène liquide et de méthane liquide. Il est de plus conçu pour retourner sur Terre après sa mission, en contrôlant sa trajectoire à l'aide d'aérofreins avant d'atterrir verticalement à l'aide de ses moteurs, rendant le véhicule réutilisable.
Starship a pour vocation de devenir l'unique lanceur de Space X, remplaçant les fusées Falcon 9 et Falcon Heavy[4]. L'usage du lanceur comme moyen de transport intercontinental est également envisagé[5]. Pour ces raisons, Starship devrait être décliné en 4 versions.
Starship Cargo[modifier | modifier le code]
La version Starship Cargo, qui est la première version développée, est principalement destinée au lancement de satellites en orbite terrestre. Elle est capable d'envoyer une charge utile de 100 tonnes en orbite basse[6] terrestre et de 26 tonnes en orbite de transfert géostationnaire. Elle est équipée d'une coiffe en clapet pouvant se refermer avant le retour sur Terre, haute de 17 mètres pour un volume total de 1 100 m3[3], et équipée pour les lancements multiples. SpaceX prévoit d'utiliser cette version pour lancer un grand nombre de satellites d'une constellation (en particulier les satellites de la constellation Starlink appartenant à SpaceX) en un seul vol, pour effectuer des lancements triples en orbite de transfert géostationnaire[7], ou pour transporter des charges utiles très volumineuses ou très massives.
Starship Crew[modifier | modifier le code]
La version Starship Crew, destinée au vol habité, doit être développée dans un second temps une fois que la version cargo aura effectué suffisamment de vols pour prouver sa fiabilité[8]. SpaceX ambitionne à terme d'utiliser cette version pour transporter jusqu'à 100 passagers vers l'orbite terrestre, la Lune ou Mars[7].
Starship Tanker[modifier | modifier le code]
La version Starship Tanker est conçue dans le but de transférer du carburant vers d'autres vaisseaux Starship. La possibilité d'effectuer des ravitaillements en orbite devrait fortement augmenter la capacité d'emport du Starship vers la Lune ou Mars, et est nécessaire aux vols cargos ou habités vers ces destinations[9].
Starship Lunar[modifier | modifier le code]
Le Starship Lunar est une variante du Starship spécialisé dans le transport de cargo et d'équipage vers le sol lunaire. En , il est sélectionné par la NASA pour être l’un des trois systèmes étudiés dans le cadre du projet d’atterrisseur lunaire (Human Landing System) du programme Artemis[10]. Il est également envisagé comme transport de marchandises vers le sol lunaire dans le cadre du programme CLPS[11]. Contrairement aux autres versions du Starship, il n'est pas destiné à retourner sur Terre, et n'est équipé ni de système de protection thermique, ni de surfaces de contrôle aérodynamiques[12].
Super Heavy[modifier | modifier le code]
Super Heavy constitue le premier étage de la fusée Super Heavy/Starship. Il prend la forme d'un cylindre de 72 mètres de haut et de 9 mètres de diamètre pour une masse au décollage de 3 600 tonnes[3]. Il est construit en acier inoxydable et est propulsé par 28 moteurs Raptor alimentés par un mélange d'oxygène et de méthane liquide, développant au total une poussée de 72 MN[3]. Tout comme Starship, Super Heavy est entièrement réutilisable. Son plan de vol devrait être très similaire à celui d'un premier étage de Falcon 9, dont il reprend d'ailleurs la silhouette, en particulier les aérofreins grillagés servant à contrôler la redescente avant un atterrissage propulsif sur le pas de tir où il sera rattrapé par le bras de lancement : selon Elon Musk, cette technique permettrait "d’économiser la masse et le coût des pieds d'atterrissage et de repositionner immédiatement le booster sur le support de lancement — prêt à être ravitaillé en moins d’une heure". Mais si cette technique insolite ne fonctionne pas, il faudra revenir aux pieds d'atterrissage - déjà présents sur la Falcon 9 et sur la Falcon Heavy - qui fonctionneraient quand même selon Musk.[13]
Prototypes[modifier | modifier le code]
Les premiers essais ont commencé avec la construction d'un réservoir en fibre de carbone. En 2018, SpaceX a radicalement changé la conception du vaisseau et a opté pour une construction en acier inoxydable cryorésistant[14] (dont la résistance augmente aux basses températures) et pour l'utilisation d'un bouclier thermique constitué de tuiles thermiques hexagonales en céramique.
Starhopper[modifier | modifier le code]
Le premier prototype, appelé Starhopper, a permis d'effectuer les premiers tests d'atterrissage du Starship et de tester en vol une partie de ses sous-systèmes. La construction est effectuée en plein air sur le site de Boca Chica à partir de , et le prototype est complété en [15]. Le véhicule, construit en acier inoxydable, a un diamètre de 9 mètres et une hauteur de 39 mètres[16],[17].
Le 11 mars 2019, le premier moteur Raptor est livré sur le site et le prototype est transféré sur l'aire de vol[18]. Deux vols attachés ont lieu en , puis le moteur est retiré le temps de régler divers problèmes sur les moteurs Raptor[19]. Le 25 juillet 2019, SpaceX tente de faire décoller son prototype Starhopper pour un vol test à une altitude de 20 mètres. À cause d'une pression trop forte dans les réservoirs, l'essai est annulé à T + 2 s après l'allumage du moteur[20]. Le lendemain, le Starhopper effectue son premier vol libre à 20 m de hauteur, réalisant un vol stationnaire de quelques secondes avant de se poser en toute sécurité[21].
Le 26 août 2019, un vol d'une altitude de 150 mètres est annulé à cause d'un dysfonctionnement du système d'allumage des moteurs. Le lendemain, Starhopper réalise ce vol et se pose automatiquement 200 m plus loin[22].
Starship Mk1, Mk2 et Mk4[modifier | modifier le code]
En débute la construction d'un prototype complet du vaisseau, appelé Starship Mk1, suivi du Starship Mk2 en . Les deux prototypes sont construits simultanément, l'un à Boca Chica au Texas, l'autre à Cocoa Beach en Floride, mettant en compétition les deux équipes de SpaceX[23]. Ce sont les premiers prototypes à taille réelle du Starship, mesurant 9 mètres de diamètre et 50 mètres de haut pour une masse à vide de 200 tonnes, et équipés d'un nez et de volets aérodynamiques[24].
Le Starship Mk1 est achevé en septembre 2019, et sert de maquette pour la présentation des nouveautés du Starship par Elon Musk le 28 septembre. Elon Musk annonce lors de cette présentation qu'il prévoit d'effectuer un vol à 20 km d'altitude avant la fin de l'année[25]. Le prototype est ensuite désassemblé et amené sur le site de lancement le 30 octobre 2019, afin de débuter sa phase de test en vue de son vol à haute altitude[26]. Il est détruit le 20 novembre 2019 lors d'un test de pressurisation à l'azote liquide[27]. Ce sont les soudures du dôme supérieur qui ont lâché provoquant ainsi la rupture du réservoir.
Fin octobre 2019, la construction d'un nouveau prototype, le Starship Mk4, est entamée. La construction des prototypes Mk2 et Mk4 est arrêtée suite à l'échec du Mk1, et le Mk2 est démantelé en juillet 2020[28]. Malgré leur échec, ces trois exemplaires ont permis à SpaceX d'améliorer ses techniques de construction, notamment concernant les anneaux d'acier inoxydable constituant le corps de la fusée et les soudures.
Starship SN1, SN3 et SN4[modifier | modifier le code]
La construction du Starship Mk3, avant d'être renommé par la suite Starship SN1 (le préfixe "SN" signifie serial number, c'est-à-dire numéro de série), débute en Octobre 2019 à Boca Chica. Le 28 février 2020, le prototype est détruit lors d'un test de pressurisation à l'azote liquide. Les soudures du dôme de poussée (dont le rôle est de transmettre la poussée des moteurs à l'ensemble de la fusée) ont lâché faisant "décoller" le véhicule de quelques mètres avant que celui-ci ne retombe et n'explose totalement
Début mars 2020 débute la construction d'un nouveau prototype, Starship SN3, suivi de son jumeau, Starship SN4, fin mars 2020. Starship SN3 est détruit le 3 avril 2020 lors du test de pressurisation à l'azote liquide des réservoirs, en raison d'une erreur de configuration. En effet, le réservoir inférieur (oxygène) est dépressurisé tandis que celui du dessus (méthane) était plein d'azote. De ce fait le véhicule s'est effondré sur lui-même ne pouvant supporter cette masse supplémentaire. La jupe du SN3 étant intacte, elle est réutilisée sur SN4.
Une fois les débris du SN3 nettoyés, le SN4 est transporté sur le pas de tir afin d'être testé à son tour. Le SN4 est le premier prototype de taille réelle à réussir le test de pressurisation avec de l'azote liquide. Il est également le premier à réussir un remplissage des réservoirs avec les ergols réels (dioxygène et méthane liquide) et une mise sous pression, l'allumage des pré-brûleurs des moteurs et finalement, une mise à feu statique. Au total, il réalise avec succès 2 tests de pressurisation à l'azote liquide, à 2 pressions différentes et 5 tirs statiques avec 2 moteurs différents. Le 29 mai 2020, lors d'un test des systèmes de déconnexion rapide après la 5e mise à feu statique, une fuite de méthane s'enflamme au contact de la tuyère chaude du moteur et cause la destruction du véhicule ainsi que de sévères dommages aux infrastructures de lancement[29].
Test Tank SN2, SN7, SN7.1 et SN7.2[modifier | modifier le code]
En février 2020, la construction d'un réservoir à échelle réduite dénommé SN2 débute. Il a pour but de tester les procédés de soudure du dôme de poussée suite à l'échec du Starship SN1. Le 8 mars 2020, il subit un test de pressurisation à l'azote liquide qu'il réussit. Pendant ce test, des vérins simulent l'action de 3 moteurs sur le dôme de poussée.
La construction d'un deuxième réservoir de test à échelle réduite nommé SN7 commence en mai 2020. Son but est de tester la résistance d'un nouvel alliage d'acier inoxydable, l'inox 304L. Le 15 juin 2020, lors d'un premier test de pressurisation à l'azote liquide, le réservoir commence à fuir à une pression de 7,6 bars[30]. Après réparations, le réservoir est testé jusqu'à destruction le 23 juin 2020.
Au mois de juillet 2020, la construction d'un nouveau réservoir de test à échelle réduite, SN7.1, en inox 304L est entamé. Il est construit dans le but de tester la résistance de l'inox 304L en simulant la poussée de 3 moteurs Raptor en parallèle. Le 23 septembre 2020, le réservoir est testé jusqu'à destruction lors d'un test de pressurisation à l'azote liquide.
En janvier 2021 débute la construction d'un nouveau réservoir de test à échelle réduite, SN7.2, en inox 304L de 3mm d'épaisseur contre 4mm pour les anciens prototypes.
Starship SN5 et SN6[modifier | modifier le code]
La construction d'un nouveau prototype de Starship dénommé SN5 débute en avril 2020, suivi d'un second nommé SN6 en mai 2020. Le Starship SN5 est transporté sur le stand de test dans le but de faire un saut à 150m. Il est soumis avec succès à un test de pressurisation des réservoirs à l'azote, puis à une mise à feu statique de son moteur Raptor SN27 unique. Après 2 tentatives avortées, le 4 août 2020, SN5 décolle jusqu'à 150m avant de redescendre et de se poser en douceur sur la zone d'atterrissage[31]. Il s'agit du premier vol d'un prototype à taille réelle. Par la suite, SN5 est transporté vers le site de construction pour inspection.
Pendant ce temps, SN6, un prototype identique à SN5, fait le trajet inverse dans l'objectif de réaliser lui aussi un vol à la même altitude. Il subi avec succès le test de pressurisation des réservoirs à l'azote, puis une mise à feu statique de son unique moteur Raptor le 24 août 2020[32]. Le 3 septembre 2020, il effectue avec succès un saut à 150 m d'altitude. SN6 est alors lui aussi transporté au site de construction pour inspection.
Starship SN8, SN9 et SN10[modifier | modifier le code]
SN8 est le premier prototype équipé de volets de corps, d'un cône aérodynamique et de trois moteurs. Il réussit les tests de pressurisation des réservoirs à l'azote, puis à la mi-octobre 2020 la mise à feu statique de ses trois moteurs. Son cône est assemblé aux réservoirs avant qu'une seconde mise à feu statique ne soit effectuée avec succès début novembre[33]. Quelques jours plus tard, une mise à feu supplémentaire endommage l'un des moteurs qui doit être remplacé avant une quatrième mise à feu statique qui est un succès. Le 8 décembre 2020, une première tentative de vol à 12,5km est abandonnée 1,3 seconde avant le décollage suite une interruption automatique de la séquence d'allumage des moteurs. Le lendemain, une deuxième tentative a lieu. SN8 décolle de manière nominale et atteint l'altitude attendue de 12,5 kilomètres avant d'effectuer une manœuvre de basculement à l'horizontale, une chute libre contrôlée jusqu'au site d'atterrissage en position horizontale (dite belly flop) et pour finir une manœuvre de rallumage des moteurs et de passage de la position horizontale à verticale. Cependant, un manque de pression dans un des réservoirs de carburant cause un manque de puissance lors de la phase d'atterrissage, une vitesse trop élevée et la destruction du prototype[34]. Ce vol, globalement réussi, a permis d'effectuer certaines des manœuvres qui seront nécessaire au Starship pour revenir sur Terre après un vol orbital, et ainsi d'être réutilisable.
SN9 est un prototype qui partage les mêmes caractéristiques que SN8. Il est actuellement entièrement assemblé avec des volets et un cône aérodynamique installé. Le 11 décembre 2020, le support sous SN9 s'est effondré, provoquant le basculement du véhicule et une collision avec les murs à l'intérieur de la HighBay. SN9 est sécurisé le 14 décembre 2020, révélant des dommages à l'un de ses ailerons avant qui est remplacé. Puis le 22 décembre 2020, SN9 est transporté sur le pas de tir B. Après des tests de pressurisation de ses réservoirs, il effectue sa première mise-à-feu statique le 6 janvier 2021, avant un vol d’essai à 12,5 kilomètres d’altitude prévu le 12 janvier au plus tôt.
La section des réservoirs de SN10 est empilée dans la MidBay. Le nez est équipé de volets fin décembre. Les deux portions sont assemblées le 3 janvier 2021 dans la HighBay.
SuperHeavy BN1[modifier | modifier le code]
Il s'agit du premier prototype de Super Heavy et il pourrait fonctionner avec seulement 2 moteurs Raptor. Il est actuellement en cours d'assemblage dans la HighBay[35].
Prototypes construits[modifier | modifier le code]
| Nom | Début de la construction | Désaffecté | Chantier de construction | Statut | Vols |
|---|---|---|---|---|---|
| Prototype Starhopper | Boca Chica, Texas | Retraité | 2 | ||
| Starship Mk1 | Détruit | 0 | |||
| Starship Mk2 | Cocoa, Floride | Abandonné | |||
| Starship Mk4 | |||||
| Starship SN1 | Boca Chica, Texas | Détruit | |||
| Test Tank SN2 | Retraité | N/A | |||
| Starship SN3 | Détruit | 0 | |||
| Starship SN4 | |||||
| Starship SN5 | N/A | Retraité | 1 | ||
| Starship SN6 | Janvier 2021 | En cours de désassemblage | |||
| Test Tank SN7 | Détruit | N/A | |||
| Test Tank SN7.1 | |||||
| Starship SN8 | 1 | ||||
| Starship SN9 | N/A | En test | 0 | ||
| Starship SN10 | En construction | ||||
| Starship SN11 | |||||
| SuperHeavy BN1 | |||||
| Starship SN12 | |||||
| Starship SN14 | |||||
| Starship SN15 | |||||
| Starship SN13 | |||||
| Starship SN16 | |||||
| Starship SN17 | |||||
| Test Tank SN7.2 | Janvier 2021 |
Missions[modifier | modifier le code]
Le lanceur Starship a pour ambition de remplacer tous les véhicules spatiaux actuels de SpaceX. En effet, d'après Elon Musk, le coût d'un lancement du Starship sera à terme inférieur au coût de lancement d'une Falcon 9, voire d'une Falcon 1. Ceci est en partie dû à la réutilisation de tous les étages de Starship/SuperHeavy, mais également à l'atterrissage du lanceur sur son pas de tir pour un nouveau départ rapide et à sa construction en acier inoxydable.
Les missions seront les suivantes :
- Lancement de satellites
- Ravitaillement de la Station spatiale internationale (ISS) en consommables
- Transport de personnel à destination de l'ISS
- Desserte de la Lune pour des missions habitées de longue durée
- Vols suborbitaux intercontinentaux commerciaux de transport de passagers : deux villes éloignées pourraient être reliées en moins d'une heure[1]
- Exploration habitée de Mars
- Exploration du Système solaire (lunes de Jupiter et Saturne dont Titan)
- Évacuation des débris orbitaux. Elon Musk a émis l'idée de se servir de ces vaisseaux vides après-mission comme éboueurs de l'espace. Lors de son retour sur Terre, le vaisseau permet de récupérer et ramener sur terre 150 tonnes de débris collectés en orbite basse.
En octobre 2018, l'armée de l'air américaine annonce considérer Starship pour le transport de matériel militaire dans l'espace. Outre les opérations de fret, elle envisage le positionnement d'équipement en orbite, qui seraient alors prêt à être largués sur Terre[36],[37],[38].
Vols d'essai suborbitaux[modifier | modifier le code]
| Vol n° | Date | Véhicule | Site de lancement | Altitude maximum | Durée | Résultat |
|---|---|---|---|---|---|---|
| - | [39] | Starhopper | Boca Chica, Texas | 1 m | — | Succès |
| Vol attaché | ||||||
| - | 5 avril 2019[40] | Starhopper | Boca Chica, Texas | 1 m | — | Succès |
| Vol attaché | ||||||
| 1 | 25 juillet 2019 | Starhopper | Boca Chica, Texas | 20 m | 22 secondes | Succès |
| 2 | 27 août 2019 | Starhopper | Boca Chica, Texas | 150 m | 57 secondes | Succès |
| 3 | 4 août 2020 | Starship SN5 | Boca Chica, Texas | 150 m | 51 secondes | Succès |
| 4 | 3 septembre 2020 | Starship SN6 | Boca Chica, Texas | 150 m | 51 secondes | Succès |
| 5 | 9 décembre 2020 | Starship SN8 | Boca Chica, Texas | 12,5 km | 6 minutes 42 secondes | Succès partiel |
| Le prototype est détruit à l'atterrissage, mais les objectifs principaux du vol (descente stable et rallumage des moteurs) sont atteints. | ||||||
| 6 | Janvier 2021 | Starship SN9 | Boca Chica, Texas | TBD | — | Prévu |
Vols orbitaux proposés[modifier | modifier le code]
| Date et heure (UTC) | Equipage | Véhicule | Site de lancement | Charge utile/Mission | Orbite/Destination |
|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | N/A | Starship | Boca Chica | TBA | TBA |
| Premier vol orbital. | |||||
| 2021 | N/A | Starship cargo | TBA | TBA | TBA |
| Premier vol commercial. | |||||
| 2022 (à déterminer) | N/A | Starship | TBA | TBA | Alunissage |
| 2022 | Starship cargo | Atterrissage sur Mars | |||
| 2023 | Yusaku Maezawa et Autre | Starship crew | Projet DearMoon | Trajectoire de retour libre lunaire | |
| 2024 | N/A | Starship cargo | TBA | Atterrissage sur Mars | |
| 2027 | TBA | Starship crew | |||
Projet DearMoon[modifier | modifier le code]
En septembre 2018, SpaceX a annoncé la signature d'un contrat pour faire voler un groupe de passagers privés autour de la Lune à bord du Starship[41]. En plus des pilotes, ce survol lunaire sera animé par Yusaku Maezawa[42], qui invitera 6 à 8 artistes à le suivre autour de la Lune en 2023[43]. Le temps de voyage prévu est de 6 jours environ[42],[43].
Comparaison avec les autres lanceurs super lourds[modifier | modifier le code]
| Lanceur | Premier vol | Masse | Hauteur | Poussée | Orbite basse | Orbite GTO | Statut |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Starship
|
2021 | 5 000 t | 122 m | 72 000 kN | 100+ t | 21 t | Développement |
| Falcon Heavy (sans récupération)
|
2018 | 1 421 t | 70 m | 22 819 kN | 64 t | 27 t | Opérationnel |
| Saturn V
|
1967 | 3 038 t | 110 m | 34 000 kN | 140 t | Retiré | |
| SLS Bloc I
|
2021 | 2 628 t | 98 m | 32 000 kN | 70 t | Développement | |
| SLS Bloc IB
|
2025 | 2 948 t | 119 m | 32 000 kN | 97,5 t | Développement | |
 Longue Marche 9
|
2030 | 3 997 t | 108 m | 57 600 kN | 133 t | Développement | |
 Energuia
|
1987 | 2 371 t | 58 m | 39 472 kN | 105 t | 27 t | Retiré |
| N1
|
1969 | 2 735 t | 103 m | 46 000 kN | 95 t | Retiré |
Galerie[modifier | modifier le code]
.jpg)
-
Le nez du Starship Mk1 -
Starship Mk2 -
Test du moteur Raptor sur le Starship SN4 -
Baie haute ou Highbay en cours de construction -
Starship SN5 et le parc de réservoirs -
Starship SN5 -
Starship Test Tank SN7 -
Starship SN8 et Starhopper
.jpg)
Notes et références[modifier | modifier le code]
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- (en) « Starship », sur spacex.com
- (en-US) « Elon Musk says Starship is now SpaceX’s top priority », sur TechCrunch (consulté le )
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- (en-US) Eric Ralph, « SpaceX has signed a private passenger for the first BFR launch around the Moon », sur TESLARATI, (consulté le )
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- (en) « #dearMoon », sur #dearMoon (consulté le )