Re: [SpaceX] Actualités et développements du Raptor, du lanceur et des vaisseaux de l'ITS

**Space Opera** Modérateur Messages : 12333 Inscrit le : 27/11/2005

On va avoir une mise à jour de l'ITS d'ici un mois:

https://twitter.com/elonmusk/status/858908487018926080

Space Opera a écrit:On va avoir une mise à jour de l'ITS d'ici un mois:

https://twitter.com/elonmusk/status/858908487018926080

Ça a déjà fuité sur reddit via l'enregistrement d'une conversation Skype de Tom Mueller :
https://www.reddit.com/r/spacex/comments/6b3q02/mars_exploration_transport_revealed/

Une version réduite à l'échelle à peu près 1/2 de l'ITS nommée Mars Exploration Transport pour la phase initiale d'exploration utilisant des réservoirs en Li-Al, un booster de seulement 3300t et 21 raptors... Plus rapide à financer et à développer que l'architecture ITS de la conférence de l'IAC, adaptée elle à la colonisation. En plus cette architecture réduite serait aussi plus adaptée au lancement en masse de constellations satellitaires et ne nécessiterait pas de trop grosses modifications du pad 39A.

Je trouve que les gens de Reddit sautent un peu vite sur les conclusions. Ils auront peut-être raison pour finir, mais quand on lit ce qu'a dit Mueller (ici), ce n'est pas la seule conclusion possible. Par exemple un deuxième étage différent pourrait aussi rester crédible face à ce que dit Mueller, voire aucun changement du tout.

Après, ça fait déjà quelques mois que ce mini-ITS occupe les discussions sur les forums, ça ne serait pas si surprenant que ça que ça finisse par exister. Un lanceur intermédiaire de capacité 150t en LEO (au lieu de 450t pour l'ITS) serait déjà assez incroyable s'il était vendu pour moins de 100m$, ce qui serait probablement le cas.
Par contre SpaceX table toujours autant sur l'adaptation de la demande sur l'offre, ce qui n'est pas toujours vrai dans le spatial, surtout si la concurrence ne suit pas. Il y a donc un risque qu'à part leur propre constellation, un tel lanceur n'ait pas grand chose à lancer.

Tiens, spacexstats est de retour : http://spacexstats.xyz/

En effet ils vont un peu vite sur reddit...

Edit: The possible specifications above are derived from halving the ship and booster mass based on halving the return from Mars propellant mass.

L'auteur du post base ses calculs sur une info de Tom Mueller. La masse d'ergols ne sera plus de 1950 tonnes mais de 1000 tonnes.

Dans la discussion sur Reddit on voit avancer une autre hypothèse :

If a smaller ITS has a more realistic chance of getting NASA funding and actually entering service, they should go for it. The profit they'd make as sole supplier of NASA's crewed Mars program for 10 years or so would give them the necessary funds (and experience) to build the colonisation-class ITS. It's a win-win.

A ce stade, les spéculations vont bon train. Mais crédibiliser le projet avec un engin qui ne vise pas le gigantisme pourrait effectivement obtenir un soutien actif - et en espèces sonnantes et trébuchantes - de la NASA.

Henri a écrit:Tiens, spacexstats est de retour : http://spacexstats.xyz/

... et il est bien buggé :D (vu à l'instant : next launch dans 12 heures 15 minutes --> en fait c'est le temps écoulé depuis le décollage d'Inmarsat)

Space Opera a écrit:On va avoir une mise à jour de l'ITS d'ici un mois:

https://twitter.com/elonmusk/status/858908487018926080

traduction : pas avant septembre!

très impatient de voir cette mise à jour

Henri a écrit:Une version réduite à l'échelle à peu près 1/2 de l'ITS nommée Mars Exploration Transport pour la phase initiale d'exploration utilisant des réservoirs en Li-Al, un booster de seulement 3300t et 21 raptors... Plus rapide à financer et à développer que l'architecture ITS de la conférence de l'IAC, adaptée elle à la colonisation. En plus cette architecture réduite serait aussi plus adaptée au lancement en masse de constellations satellitaires et ne nécessiterait pas de trop grosses modifications du pad 39A.[/justify]

Une version réduite de l'ITS commencerait à ressembler fortement à New Glenn mais surtout à... SLS. Du moins en termes de capacité sur orbite. Il me semblait que SpaceX s'était toujours efforcé de ne pas rentrer en concurrence avec SLS, ça risque d'être raté cette fois-ci.

Space Opera a écrit:
Henri a écrit:Une version réduite à l'échelle à peu près 1/2 de l'ITS nommée Mars Exploration Transport pour la phase initiale d'exploration utilisant des réservoirs en Li-Al, un booster de seulement 3300t et 21 raptors... Plus rapide à financer et à développer que l'architecture ITS de la conférence de l'IAC, adaptée elle à la colonisation. En plus cette architecture réduite serait aussi plus adaptée au lancement en masse de constellations satellitaires et ne nécessiterait pas de trop grosses modifications du pad 39A.[/justify]
Une version réduite de l'ITS commencerait à ressembler fortement à New Glenn mais surtout à... SLS. Du moins en termes de capacité sur orbite. Il me semblait que SpaceX s'était toujours efforcé de ne pas rentrer en concurrence avec SLS, ça risque d'être raté cette fois-ci.

Houai ... la politique spatiale, c'est comme dans ses autres domaines:

Henri Queille a écrit:« Les promesses n'engagent que ceux qui les écoutent. »

https://fr.wikipedia.org/wiki/Henri_Queuille

Oui, enfin Musk n'a jamais rien promis ni déclaré, il a toujours dit que le SLS devait exister en supplément du reste. Par contre ce mini-ITS risque de venir directement jouer dans sa cour.

Je suis d'accord.
Bien sûr il est difficile d'être dans les arrière-pensées des autres ... mais en tout cas quelles qu'elles soient , il aurait été difficile d'être subventionné par l'état en affirmant que son objectif était de remplacer à terme le SLS ... et parfois il vaut mieux se projeter - dans un premier temps -dans un futur plus lointain pour ne pas rentrer en concurrence directe.

Attention au sujet de cet ITS "réduit". Tout est parti de cette conversation Skype de Tom Mueller où il était question d'une recharge en ergols de 1000 t de l'ITS à la surface Mars pour le retour au lieu des 1950 t prévus officiellement... Le reste n'est à mon avis que spéculations basées sur des extrapolations à partir de ces 1000 t.

A mon avis, quelque soit la forme qu'il prendra. Il y aura forcément un ou des véhicules intermédiaires entre les Falcons et l'ITS. SpaceX ne peut pas valider son Raptor et la propulsion Méthane Oxygène liquide sur un ITS "full size" mais sur des fusées de taille beaucoup plus réduite. L'explosion d'un ITS au sol serait plus destructeur que la plus grosse bombe conventionnelle disponible actuellement.
Maintenant, on peut s'interroger sur l'avenir de cette famille de véhicules. Seront-ils uniquement des démonstrateurs destinés à valider les choix techniques ou des sortes de Super Falcon (X?) à vocation commerciale ?
Personnellement, je penche pour la seconde solution pour les raisons suivantes.

Du point de vue technique, l'ITS est à la limite (et probablement au delà) des possibilités de l’ingénierie humaine actuelles et futures à moyen terme. Je pense qu'Elon Musk le sait parfaitement et que son ITS est un gros coup de bluff destiné à marquer les esprits (et à tromper l'ennemi) lors d'une conférence.
Les Falcons actuels ont des soucis de fiabilité à cause de la pressurisation du kérosène à l'hélium liquide et du sur refroidissement des ergols. Le fait de passer au CH4/O2 leur épargnerait la pressurisation des ergols, leur apporterait un surcroît de capacité grâce à une meilleur ISP et éviterait de sur-refroidir les ergols d'où un gain de fiabilité.
Elon Musk est un bon stratège et un bon commercial. Je crois qu'il va commencer par nous sortir une nouvelle génération de lanceurs récupérable améliorés, à propulsion LO2/LH4, avec une capacité accrue par rapport aux Falcon 9 et Falcon Heavy et un coût encore abaissé du kg en orbite.
Elon Musk n'est pas qu'un illuminé. Il a effectivement Mars en ligne de mire mais il sait que la route ne sera pas facile, pas aussi rapide qu'il le voudrait et qu'il a besoin d'argent pour financer son rêve.

J'ai fait quelques calculs dernièrement sur la base des informations disponibles sur le Raptor et le Merlin. Une simple règle de trois en tenant compte des ISP, de la poussée et de la masse des ergols.
Si on imagine une fusée monocorps à 5 Raptors au premier étage on obtient une capacité en orbite basse de 22 tonnes en configuration récupérable, soit celle (théorique) du Falcon Heavy
En version tricorps avec 15 Raptors on atteindrait 52 tonnes en orbite basse en configuration récupérable, soit celle du Falcon Heavy en configuration consommable.
Cerise sur la gâteau, la version tricorps atteindrait 130 tonnes en orbite basse en consommant le lanceur. On est en plein dans les plate-bandes du SLS !

**chaba** Messages : 41 Inscrit le : 05/11/2016 Age : 62 Localisation : Krakow

Tout ce que propose GNU Hope est très raisonnable (après une telle entame, vient généralement une critique ou au moins une réserve…), mais (je vous l’avais bien dit !) :

Assurer la fiabilité de la famille Falcon (LOX+kero), c’est une condition sine-qua-none de la simple survie de SpaceX. Soit c’est déjà fait (ou le sera sur la version 5 attendue cette année), soit il n’y aura jamais d’aventure martienne. Cela ne peut pas attendre le développement (cinq ans ?) d’une nouvelle famille de lanceurs.
Développer un nouveau lanceur, le fiabiliser et l’introduire en remplacement d’une famille de lanceurs (Falcon9 et FalconHeavy) toute récente et qui marche, c’est prendre des risques et consommer de l’argent pour ne pas générer des revenus supplémentaires. Pas vraiment une stratégie alléchante.
La Falcon9 est une fusée non-optimale suivants les critères « classiques ». Par exemple : 1) Au lieu des 9 Merlin du premier étage, il vaudrait financièrement mieux un petit nombre de moteurs mais plus puissants [le prix de fabrication d’un moteur ne croissant pas proportionnellement à sa puissance] 2) A l’arrêt du premier étage, la vitesse atteinte est moins élevée que sur d’autres fusées, impliquant un effort plus soutenu du second étage. Mais le point 1) est un avantage pour ce que SpaceX cherche à faire car il permet, sans exiger des moteurs des capacité de modulation de puissance impossibles (type from 100% to 5%) mais avec seulement des chiffres raisonnables (100% to 50%), de produire la « faible » poussée nécessaire pour l’arrivée au sol d’un étage vide en n’utilisant qu’un seul moteur sur les 9 ; si on a peu de moteurs, c’est inextricable. Le point 2) facile la récupération en réduisant l’effort de ralentissement et les contraintes mécaniques et thermiques que doit encaisser l’étage lors de la phase de retour. Je ne suis pas sûr que les configurations que propose GNU Hope se prêtent au développement d’une récupération d’étage « à la Falcon ». Je pense que SpaceX conçoit volontairement des premiers étages avec un grand nombre de moteurs, ayant en tête à la fois la redondance (une mission a déjà survécu à la perte d’un des 9 Merlin – tir CRS-1 du 08-Oct-2012) et le besoin de très forte modulation de puissance sur le profil de vol.

Par contre, c’est vrai que l’ITS version Sept-2016, c’est un énorme morceau. Un ITS réduit à 33%, dont certains font les calculs dans leur coin, me semblerait plus credible/raisonnable/etc... techniquement, financièrement pour SpaceX et très suffisant pour les premières missions martiennes (pour lesquelles il ne sera pas nécessaire de débarquer par paquets de cent les astronautes sur la planète rouge). Ci-dessous, le lien vers une de ses spéculations d’un ITS réduit [21 Raptor au lieu de 42, réservoirs en Al/Li au lieu de composite carbon / masse cargo livrée sur Mars de 100t au lieu de 200t-450t]

https://www.reddit.com/r/spacex/comments/6b3q02/mars_exploration_transport_revealed/

J'imagine très mal SpaceX repartir vers du tri-corps après avoir tant galéré sur la FH. Et l'ITS est loin d'être délirant dans son concept, les experts ont même trouvé que c'était assez raisonnable. Ce qui est dingue dans l'ITS c'est sa taille, pas sa technologie. Les changements d'échelle peuvent certes réserver des mauvaises surprises, mais à ça près l'ITS est en fait bien plus simple que l'usine à gaz (littéralement) qu'est la Falcon 9, ses COPV, ses suies et ses limitations.

Le but d'un mini-ITS est, je pense, de réduire pas mal le coût de développement de l'ITS en gardant la mise à l'échelle pour une deuxième étape, et d'en profiter pour développer le remplaçant du couple F9/FH dont la vocation n'est pas de durer éternellement je pense. Une fois un mini-ITS en circulation, je vois mal comment encore justifier les F9 et FH si le coût de lancement unitaire est celui d'une F9. Et ce mini-ITS serait aussi l'outil idéal pour envoyer la constellation de 4.000 satcom envisagée par SpaceX, qui risquerait autrement de pas mal monopoliser leurs pads.

En réponse à Chaba, j'ajouterais quelques remarques :

Comme je l'ai souligné, la mise au point du Raptor nécessitera un ou des lanceurs intermédiaires. La combustion synchronisée de 42 et même 21 moteurs est un véritable défi. Il faudra commencer petit et augmenter progressivement le nombre de moteurs. je doute que SpaceX jette ces développements intermédiaires à la poubelle.
Effectivement, Une nouvelle famille de lanceurs, si elle existe, ne remplacera pas les Falcons qui fonctionnent plutôt très bien et voient leur fiabilité augmenter de vol en vol. cependant, proposer une capacité d'emport accrue pour un prix raisonnable peut ouvrir la voie à des activités jusqu'alors impossibles ou économiquement irréalistes. Lancer des micro-usines destinées à fabriquer en apesanteur des matériaux ou composés impossibles à faire sur Terre. Lancer les éléments d'un complexe hôtelier comme en rêve Bigelow, d'une nouvelle station spatiale ou d'un vaisseau interplanétaire. Lancer de remorqueurs pour récupérer des astéroïdes. Les possibilités ne sont limités que par l'imagination et le retour sur investissement.
Un faible nombre de moteurs ne nuit pas forcément à la fiabilité. SpaceX a choisi la redondance de 9 moteurs à la fiabilité moindre. Pour Ariane V on a fait le choix d'un seul moteur Vulcain plus fiable et on est à 78 vols successifs réussis.
Pour le retour par rétro-propulsion, j'avoue ne pas m'être posé la question de la poussée minimale qu'un Raptor pourrait fournir de manière stable. Mais honnêtement, en partant d'une hypothèse de 5 moteurs, je ne pense pas qu'autoriser une modulation de puissance adapté au retour du premier étage presque vide entraine un coût et une complexité insurmontable. J'ai trouvé une info comme quoi la modulation de puissance prévisionnelle était de 20 à 100 % avec un nominale de 3050 kN. Dans mes calculs j'arrive à une masse sèche du premier étage de 56 tonnes donc une poussée réduite à 18%. On est pas loin du compte.

GNU Hope a écrit:SpaceX a choisi la redondance de 9 moteurs à la fiabilité moindre. Pour Ariane V on a fait le choix d'un seul moteur Vulcain plus fiable et on est à 78 vols successifs réussis.

Pourquoi dis-tu que le Merlin a une fiabilité moindre ? Si on prend le Merlin 1D on est à zéro défaillance sur 270 moteurs lancés. C'est une production de masse qui pour l'instant fonctionne comme sur des roulettes.

GNU Hope a écrit:SpaceX a choisi la redondance de 9 moteurs à la fiabilité moindre. Pour Ariane V on a fait le choix d'un seul moteur Vulcain plus fiable et on est à 78 vols successifs réussis.

Pardon ? Jusqu'à preuve du contraire, le Merlin-1D est plus fiable que les Vulcain, puisqu'ils ont volé plus de fois que les Vulcain avec zéro échec. Tant en nombre d'allumages que de durée de vol cumulée, les Merlin ont prouvé (jusqu'à preuve du contraire) qu'ils avaient un taux de fiabilité unitaire plus important que le moteur d'Ariane 5, pourtant très fiable lui aussi.

GNU Hope a écrit:SpaceX a choisi la redondance de 9 moteurs à la fiabilité moindre.

Désolé d'avoir choqué du monde. Ce n'est en aucun cas du dénigrement et j'admire sincèrement le travail accompli par SpaceX.

Effectivement, le Merlin-1D a fait preuve d'un excellent taux de réussite sur les derniers vols de Falcon. Avec 9 moteurs par premiers étage, les études statistiques commencent à être significatives.
Cependant, la fiabilité théorique est calculée à partir de la fiabilité réelle ou théorique des éléments d'un système avec pondération en fonction de la criticité. C'est très différente du taux de réussite.

De mémoire, la fiabilité calculée des Merlins initiaux n'était pas très bonne, 95 à 98 %. Comme le Falcon dispose de 9 moteurs et qu'il peut en perdre deux avant d'échouer, la fiabilité totale était très supérieure.
Pour en revenir à Ariane V, la fiabilité théorique du Vulcain 2 est 99,46 % (CF Capcom Espace). C'est très bon mais ça coûte cher en contrôle qualité.

Selon moi, l'avantage du Merlin, c'est qu'il presque est entièrement fabriqué chez SpaceX par du personnel extrêmement compétant et motivé. Du coup, aucun défaut ne passe les auto-contrôles. La qualité est là mais elle est difficile à évaluer.
Pour le Vulcain, c'est de la production sur des sites multiples avec du personnel plus ou moins motivé par son boulot mais avec des contrôles qualité sévères, à chaque étapes de l'assemblage. Ça marche, c'est chiffrable est ... c'est cher !

À combien estimes-tu la fiabilité théorique du Merlin pour dire qu'elle est moindre ? As-tu des "sources officieuses proches du dossier" ? Car, comme tu le rappelles, tout est fait en interne SpaceX, et je serais étonné que ces chiffres soient publics.

Désolé, je ne m'en souvient plus. C'était dans un article d'un site américain où j'ai trouvé un calcul de la fiabilité du Falcon en fonction de celle des moteurs Merlin. Je ne sais pas d'où il tenaient l'info et elle ne concernait probablement que les Merlins 1A.
J'imagine que la fiabilité à augmenté et qu'elle est maintenant proche de 99%. C'est préférable pour des lanceurs Man Rated.

PS) Sur "Reddit", j'ai trouvé des info autour de 1% de risque donc 99% de fiabilité pour le Merlin actuel.

Je vais peut-être écrire une énorme bêtise (que les matheux du forum sauront descendre en flammes le cas échéant), mais qu'en serait-il d'un mono-étage basé sur le premier étage de l'ITS (2016) en matière de capacité orbitale, à la manière de l'Atlas des années 50-60, sans étage supérieur ? Cela ne serait sans doute concevable qu'en éjectant (pour les récupérer, bien sûr) une partie des moteurs ? :scratch:

En réponse à BBspace :

Effectivement la fusée Atlas originale comportait un étage et demi. Deux des trois moteurs étaient largués en vol pour réduire la masse de l'ensemble une fois le réservoir suffisamment vide.
Le lanceur ITS ou son petit frère ayant un ratio de structure avantageux (masse à vide très faible), le fait de larguer des couronnes de moteurs au fur et à mesure permet de réduire le poids et de conserver un bon rapport poids/poussée.
Pour récupérer les moteurs, on pourrait s'inspirer du concept d'Adeline d'Airbus.

Bonne idée BBspace !

Dim 14 Mai 2017 - 17:29

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