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Perspectives et propulsion spatiale

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Vue d'artiste Interplanetary Transport System

Space X : A Deep Space Winner et…

Deep State Killer.

 

Dossier en 5 parties

Sommaire :

Partie 1 Space X : A Deep Space Winner et… Deep State Killer

http://clearlook.unblog.fr/2020/05/06/space-x-a-deep-space-winner-et-deep-state-killer/

Partie 2 La géostratégie spatiale de Trump

http://clearlook.unblog.fr/2020/05/06/la-geostrategie-spatiale-de-trump/

Partie 3 Une nouvelle ère débute dans le spatial

http://clearlook.unblog.fr/2020/05/06/une-nouvelle-ere-debute-dans-le-spatial/

Partie 4 Perspectives et propulsion spatiale

http://clearlook.unblog.fr/2020/05/06/perspectives-et-propulsion-spatiale/

Partie 5 Le dessous des cartes

http://clearlook.unblog.fr/2020/05/06/le-dessous-des-cartes/

Références

 

Partie 4 Perspectives et propulsion spatiale

Space X

Mars est après la Lune l’astre le plus facile à atteindre avec les technologies de propulsion actuelles.

Actuellement, un voyage vers Mars, à la faveur d’un rapprochement réduit des deux planètes, prend en moyenne 260 jours. 228 jours avec la sonde Mariner 4, 304 jours avec Viking 1, 333 jours avec Viking 2, 254 jours avec Curiosity. Comme les deux planètes se meuvent à un rythme différent, cela revient à tirer une flèche sur une cible en mouvement tout en étant soi-même en mouvement. Une fenêtre de tir s’ouvre tous les 26 mois. Pour les agences spatiales, il s’agit donc de ne pas la manquer. A cela s’ajoute d’autres difficultés, la trajectoire vers Mars n’est pas rectiligne et il faut prévoir de ralentir à l’arrivée pour ne pas rater l’atterrissage.

D’un point de vue technique, il suffit de disposer d’une poussée 24% plus forte que celle nécessaire pour aller vers la Lune, ce qui n’est donc pas si prohibitf en termes propulsifs. La difficulté principale réside dans la fiabilité du vaisseau sur plusieurs années et dans la précision phénoménale des corrections de trajectoire sous peine de dérive ‘éternelle’ loin de la cible à atteindre, la visée sur Mars étant très complexe.

Une exposition de longue durée aux rayonnements cosmiques et aux radiations des tempêtes solaires peut engendrer le développement d’un cancer, un risque que l’équipage d’une éventuelle mission vers Mars ne peut pas prendre.

Ainsi la durée du voyage vers Mars doit être la plus courte possible. Celle-ci dépend de la puissance du vaisseau.

Avec SpaceX, Elon Musk rêve d’une colonisation martienne, une conquête où l’homme est capable de recréer du carburant à la surface de Mars. Il rêve d’une fusée géante réutilisable, Starship et d’un vaisseau, l’Interplanetary Transport Ship (ITS).

Vue d'artiste Interplanetary Transport System

En utilisant une série de 37 moteurs à combustible de type Raptor gérés par des valves électroniques extrêmement précises, d’une fiabilité absolue, le vaisseau Super Heavy/Starship (‘BFR/’BFS’) de Space X, mettra environ 4 mois (120 jours) pour aller sur Mars, ce en utilisant une trajectoire de Hohmann ‘rapide’ c’est à dire en passant d’abord par Vénus pour profiter de l’effet d’une catapulte gravitationnelle. Ces propulseurs produisent une impulsion spécifique de 382 secondes et une poussée de 3 MégaNewtons à 300 bars, alors que chaque propulseur d’appoint du SLS produit une poussée de 16 MégaNewtons pour 269 secondes d’impulsion spécifique.

Raptor

Raptor

Les chercheurs AGC Guerra, O. Bertolami et PJS Gil évaluent la possibilité de réduire le temps de déplacement d’une mission habitée vers Mars en examinant quatre techniques de propulsion différentes, chimique, nucléaire, thermique et électrique et une technologie de rupture reposant sur le concept de Pure Electro-Magnetic Thrust (PEMT) proposé initialement par Rubbia, en maintenant la masse au départ sous 2 500 tonnes pour une architecture fixe.

Leur conclusion est sans appel, la propulsion d’un moteur ionique combinée au moteur chimique classique donne les temps de mission les plus courts. Cette étude permet de comprendre le choix d’une propulsion chimique par Space X. Sans le dire explicitement, cette étude donne raison à Elon Musk.

Loin d’être un illuminé Elon Musk est rigoureux comme le prouvent ses choix stratégiques.

La propulsion PEMT via un cône réflecteur permettant une poussée suffisante et progressive sans carburant semble être une solution plus appropriée pour des destinations plus lointaines que Mars. Mais n’est pas vraiment une solution adéquate. La phase de freinage nécessite une quantité non négligeable de carburant chimique.

La propulsion nucléaire thermique (fission nucléaire) pourrait permettre d’atteindre Mars en trois mois (90 jours avec 3 fois moins de carburant), soit deux fois moins deux temps que ne le permet une propulsion chimique. Mais le réacteur nucléaire devant être lancé depuis la Terre, personne n’acceptera le risque de l’explosion au décollage d’une fusée amenant un réacteur nucléaire en orbite.

Mars en 39 jours avec une propulsion magnéto-plasmique de type Vasimir (Earth to Mars in 39 Days?, Astronomy & Space, juillet 2006) est possible en théorie, mais il faudrait utiliser un réacteur nucléaire en orbite ce qui ne sera jamais autorisé. Le moteur Vasimir peut avoir 10 à 100 tonnes de poussée mais comme le dit Diaz lui-même cela nécessiterait 10 à 15 ans de développement technique.

Vasimir

Cordialement,

Fin partie 4

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