VASIMR - Le moteur plasmique

Argyre a écrit:
...
Toutefois, pour le VASIMR, si on envisage 100MW (et donc une centrale de plusieurs dizaines de tonnes), cela ne peut être avantageux que s'il faut beaucoup de carburant en chimique et donc si la CU est importante.
...

Si c'est pour expédier même 1000 tonnes de frêt en trajectoire économique vers Mars, on n'a pas besoin d'une telle puissance.
Une centrale électrique de 100 MW ou plus se justifie pour le transport rapide d'équipage, pour des missions courtes, et dans ce cas, les solutions en propulsion chimique conduisent à des masses de plusieurs dizaines de milliers de tonnes pour une mission de 1 an, ce qui est éliminatoire.
Remarque que pour des missions longues et un générateur de 10 MW, même à 12 kg/kW, ce qui est un chiffre assez conservatif, la masse à lancer en propulsion électrique est du même ordre que la solution propulsion chimique + ISPP, avec en plus, potentiellement, la possibilité de réutiliser la centrale électrique sur plusieurs missions.
Accessoirement, il semblerait que même une puissance de 10 MW permette des missions de classe opposition (450-500 jours). Voir à ce sujet AIAA-17843-144, "Flexible piloted Mars mission using continuous electric propulsion", DLR. Article déjà commenté dans d'autres discussions.
Il faut comparer ce qui est comparable, si on parle de puissance de 100 MW ou plus en propulsion électrique, il s'agit de transport d'équipage et de missions courtes, de 1 an ou moins, irréalisables en propulsion chimique.

A+

Je ne comprend pas très bien pourquoi des moteurs VASIMR ne peuvent pas faire décollés de fusées de la surface de la terre :?: :scratch: :scratch:

Jonath a écrit:Je ne comprend pas très bien pourquoi des moteurs VASIMR ne peuvent pas faire décollés de fusées de la surface de la terre :?: :scratch: :scratch:

La poussée est bien trop faible par rapport au poids, ou alors, il faudrait disposer d'une puissance électrique énorme, des GW, mais une centrale électrique suffisamment légère pour que le système puisse soulever son propre poids depuis la Terre est irréalisable.

A+

EDIT:
Tiens, on peut quand même s'amuser à calculer théoriquement la masse spécifique, en kg/kW, que devrait avoir la centrale électrique pour qu'un VASIMR fonctionnant à "basse" Isp, moins de 1000 s, puisse décoller de la Lune.
Je n'ai pas fait ce calcul et je ne connais pas la réponse, c'est juste une idée comme ça.

EDIT2:
Je viens de poser le calcul. C'est vraiment sans espoir, même depuis la Lune.

C'est probable que l'application du VASIMR pour le fret à partir de l'orbite basse sera la première à voir le jour.
Mais même pour les vols habités, il y a des possibilités de l'utiliser sans attendre des centrales électriques de très fortes puissances. On envoie le vaisseau principal en automatique sans équipage depuis l’orbite basse jusqu’à un point de Lagrange en spiralant tranquillement - quitte à y mettre le temps. Une fois en place, l'équipage le rejoint rapidement dans une capsule avec une fusée chimique, puis le grand voyage commence.
Bien sûr il faut disposer d'une fusée chimique importante, mais quant-même nettement moins qu'une Saturne V nécessaire pour un voyage Terre- Lune aller- retour.

Jonath a écrit:Je ne comprend pas très bien pourquoi des moteurs VASIMR ne peuvent pas faire décollés de fusées de la surface de la terre :?: :scratch: :scratch:

Si on veut pousser un ballon, on est plus efficace lorsqu'on donne un coup de pied dedans en marchant à 4 km/h que lorsqu'on lui envoie un grain de sable à 50 km/h.
Cependant, si on a le temps et qu'on a beaucoup de grains de sable, on peut les envoyer 1 par 1 vers le ballon, on finira par être plus efficace que le coup de pied.
Toutefois, si le ballon est sur une pente descendante, le ballon descend plus vite qu'il ne monte grâce aux grains de sable. Dans ce cas, il vaut mieux donner un coup de pied dedans.

Dans le spatial, la propulsion chimique joue le rôle du coup de pied et la propulsion électrique celle du grain de sable.

A+,
Argyre

Argyre a écrit:

Jonath a écrit:Je ne comprend pas très bien pourquoi des moteurs VASIMR ne peuvent pas faire décollés de fusées de la surface de la terre :?: :scratch: :scratch:

Si on veut pousser un ballon, on est plus efficace lorsqu'on donne un coup de pied dedans en marchant à 4 km/h que lorsqu'on lui envoie un grain de sable à 50 km/h.
Cependant, si on a le temps et qu'on a beaucoup de grains de sable, on peut les envoyer 1 par 1 vers le ballon, on finira par être plus efficace que le coup de pied.
Toutefois, si le ballon est sur une pente descendante, le ballon descend plus vite qu'il ne monte grâce aux grains de sable. Dans ce cas, il vaut mieux donner un coup de pied dedans.

Dans le spatial, la propulsion chimique joue le rôle du coup de pied et la propulsion électrique celle du grain de sable.

A+,
Argyre

Super Argyre j'ai tout comprit maintenant grace a toi. elle est superbe ta comparaison :eeks:

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

Je me suis surpris à imaginer un match de rugby où les joueurs lancent des grains de sable sur le ballon au lieu de taper comme des brutes

Argyre a écrit:
Dans le spatial, la propulsion chimique joue le rôle du coup de pied et la propulsion électrique celle du grain de sable.

D'ailleurs, ça correspond pas mal à la description qu'en font les astronautes. :megalol:

Merci Argyre, ton explication est plus que claire

Article sur le VASIMR dans Flight Global:
http://www.flightglobal.com/articles/2010/03/09/338907/nasa-could-buy-plasma-engine-for-station-reboost-services.html

La NASA finance une étude de convoyeur ("tug") lunaire basé sur le VASIMR, qui serait construit par MEI Technologies.
Vu également sur le site de MEI, 15 janvier 2010
http://www.meitechinc.com/mei_news/news_articles.asp

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

Franklin Chang-Diaz estime que le Costa Rica devrait s'impliquer dans le développement aérospatial.
Il exhorte les entrepreneurs du Costa Rica de tirer parti des résultats de ses expériences qui, bientôt, seront testées dans l'espace.
Son moteur révolutionnaire devrait finalement être moins coûteux à exploiter que les modèles conventionnels et réduire le temps de transfert des missions spatiales.

http://www.insidecostarica.com/dailynews/2010/march/14/costarica10031402.htm

Fan de Ducrocq a écrit:Franklin Chang-Diaz estime que le Costa Rica devrait s'impliquer dans le développement aérospatial.
Il exhorte les entrepreneurs du Costa Rica de tirer parti des résultats de ses expériences qui, bientôt, seront testées dans l'espace.
Son moteur révolutionnaire devrait finalement être moins coûteux à exploiter que les modèles conventionnels et réduire le temps de transfert des missions spatiales.

http://www.insidecostarica.com/dailynews/2010/march/14/costarica10031402.htm

Effectivement cela pourrait être une opportunité intéressante pour le Costa Rica - petit pays certes , mais au climat politique et social plus apaisé que ses voisins - sur un marché très spécialisé. Une sorte de Suisse d’Amérique Centrale.

Fan de Ducrocq a écrit:Franklin Chang-Diaz estime que le Costa Rica devrait s'impliquer dans le développement aérospatial.
Il exhorte les entrepreneurs du Costa Rica de tirer parti des résultats de ses expériences qui, bientôt, seront testées dans l'espace.
Son moteur révolutionnaire devrait finalement être moins coûteux à exploiter que les modèles conventionnels et réduire le temps de transfert des missions spatiales.

http://www.insidecostarica.com/dailynews/2010/march/14/costarica10031402.htm

Je demande à voir pour le Costa Rica car si c'était moins coûteux d'effectuer ce moteur, d'autres Agences l'aurait effectuer? malgré tout c'est intéressant et sera intéressant de voir le Costa Rica ce lancer dans ce genre d'implication et d'en voir le résultat.

La chance du Costa Rica, c’est que l'inventeur du VASIMR Franklin Chang Diaz et son équipe s'y trouvent ...et peut-être qu'ils s'y trouvent parce que ce pays est agréable, mais est aussi beaucoup plus calme et sûr que ses voisins.
Sinon les grandes agences et entreprises possèdent souvent pas mal d'inertie et les idées novatrices ont du mal à y pousser.
Et là on rejoint peut-être l'idée centrale qui sous -tend la nouvelle politique spatiale américaine - même s'il faut bien admettre qu'elle était déjà en germe avec l'appel au privé pour desservir la SSI.

Bonjour,

Je viens de m'inscrire sur votre forum.

Je l'ai trouvé en faisant des recherches sur le moteur VASIMR.


Petite remarque, vous parlez d'énergie solaire ou nucléaire pour alimenter un futur vaisseau vers Mars mais pourquoi pas avec une grosse pile à combustible ?
Les progrès de cette technologie ont été énorme ces 10 dernières années et c'est pas fini.
- Le cout est moins élevé qu'un réacteur nucléaire
- Le poids/encombrement est inférieur
- Le risque d'accident est nul ou presque (mis à part une explosion de la réserve d'hydrogène)

simplement que pour une pile a combustible le combustible emporter dépend de la durée de la mission. pour un réacteur nucléaire cet effet est moindre (la quantité combustible dépend plus de l'énergie demandée que du temps)

par contre la production d'eau (difficilement stockable) par une pile a combustible pour les missions habité serais intéressante (comme pour Apollo)

Si on dispose d'oxygène et d'hydrogène, peut-être bien qu'il est plus simple de les brûler ensemble directement dans un moteur fusée que de s'en servir pour produire de l'électricité (rendement 50%) alimentant un moteur plasmique (rendement 50%).
Autre façon de voir : l'utilisation d'une PAC pour produire de l'électricité alimentant un moteur plasmique ne peut pas présenter d'intérêt parce que l'énergie libérée par la réaction est largement inférieure à l'énergie que doivent avoir les particules éjectées par le moteur pour que ce type de propulsion soit intéressant.
Donc, fausse piste, pour raisons thermodynamiques fondamentales, sauf éventuellement cas très particuliers (utilisations occasionnelles à très faible puissance sur satellites par exemple, et encore, l'intérêt est à démontrer).

Par contre, l'énergie nucléaire est des millions de fois plus concentrée que l'énergie chimique, on est dans les bons ordres de grandeurs, même si le générateur est assez massif, hors masse du combustible nucléaire.

A+

Nick a écrit:Petite remarque, vous parlez d'énergie solaire ou nucléaire pour alimenter un futur vaisseau vers Mars mais pourquoi pas avec une grosse pile à combustible ?
Les progrès de cette technologie ont été énorme ces 10 dernières années et c'est pas fini.
- Le cout est moins élevé qu'un réacteur nucléaire
- Le poids/encombrement est inférieur
- Le risque d'accident est nul ou presque (mis à part une explosion de la réserve d'hydrogène)

Le critère fondamental, c'est la quantité d'énergie produite par unité de masse du système de production. Pour le solaire, il faut beaucoup de panneaux, mais la masse du combustible vaut 0 (je ne compte pas le système de propulsion). Pour le nucléaire, le réacteur est lourd, mais le combustible ne pèse pas grand chose non plus. Pour la pile à combustible, la pile est peut-être moins lourde qu'un réacteur, mais la masse du combustible à emporter doit être très importante pour engendrer une propulsion efficace. Il faut bien voir qu'on parle de mégawatts à produire pendant plusieurs mois, ce qui fait donc des centaines de mégawatts heure. En fait, puisqu'il s'agit d'énergie chimique, autant avoir un système de propulsion chimique à base de LH2/LO2, ça serait plus effiace.

A+,
Argyre

ps : trop tard Lambda0 vient de me devancer ... et dit presque pareil ...

Ordre de grandeur numérique pour fixer les idées : la fission de 100 kg d'uranium permet d'alimenter un générateur nucléaire de 200 MWe, fonctionnant en continu pendant 3 mois, avec un rendement de 20%.
Accessoirement, la nouvelle génération de sous-marins de l'US Navy (classe Virginia) est équipée de générateurs nucléaires conçus pour fonctionner pendant 30 ans sans rechargement de combustible...
Il y a donc quelque intérêt à essayer de transposer tout celà à la propulsion de vaisseaux spatiaux, malgré quelques sérieux inconvénients, dont une masse initiale assez importante.

A+

Bonjour à tous,

Après une longue période d'absence, je reviens un peu sur le forum.

J'ai lu dans le dernier Science et Vie n° 1111 un petit article sur le VASIMR, qui explique qu'un prototype sera testé fin 2013 sur l'ISS, ce qui permettra de réaliser par la même occasion les réhaussements d'orbite.

S&V, c'est pas Espace Mag, mais en général il n'y a pas trop de bêtises. Vous en savez plus sur ce test? 3 ans, c'est dans pas longtemps non?

A moins que ce soit le poisson d'Avril...

Just 39 days to Mars

Evocation du parcours de Chang-Diaz, puis:

Test d'ici à 2014
Si la société peut surmonter les défis technologiques, Chang-Diaz a un contrat avec la NASA pour faire voler son moteur sur la station spatiale d'ici au début de 2014, de le tester dans l'espace et en l'utilisant éventuellement pour rehausser l'altitude de la station.
«C'est une technologie très intéressante", a déclaré Mike Suffredini, directeur du programme de la NASA de la Station spatiale. «La station spatiale est exactement là pour ce genre de tests."
En cas de succès, Chang-Diaz voit une foule de possibilités pour VASIMR, y compris le ravitaillement en carburant, de réparation et re-stimuler des milliers de satellites en orbite autour de la Terre.
Mars reste un objectif lointain mais tangible, nécessitant un plus puissant, plus gros moteur. Peut-être le plus grand défi est l'exposition aux rayonnements cumulatifs pour les astronautes lors de longs voyages dans l'espace lointain.
«Tout d'un coup, nous sommes au bon endroit au bon moment", a déclaré Chang-Diaz.Le principe de toute la société qui a créé en premier lieu il ya cinq ans se joue. Nous fournissons une technologie plus mature à la NASA, et ils n'ont pas payé un sou.

<sub>Michael Paulsen Chronicle

Franklin Chang-Diaz with the vacuum chamber that holds his plasma rocket. The technology, which he developed at NASA, could one day get humans to Mars in 39 days. </sub>

Reportage vidéo de "39online.com" avec interview de Franklin Chang-Diaz.
http://www.39online.com/news/local/kiah-from-the-earth-to-mars-in-39-days-story,0,491306.story

http://news.discovery.com/space/plasma-rocket-asteroid-mission.html

Chang-Diaz:
"Le moteur fonctionne correctement maintenant. Il reste encore de nombreux défis à surmonter et de travail à accomplir pour cela, mais si vous faites le bilan de ces cinq dernières années, depuis que nous avons quitté la NASA, c'est stupéfiant".
...
"Une fois que le moteur sera installé à l'extérieur de l'ISS, l'exemplaire de réserve pourrait être utilisé pour une nouvelle
mission ne demandant pas d'investissement de la NASA"

Il est ensuite question d'une association avec le DARPA.
Chang-Diaz évoque aussi une mission automatique vers un astéroide, en pointant l'intérêt de disposer d'une source d'énergie électrique de 200 kW, une fois la propulsion arrêtée.

Fan de Ducrocq a écrit:

Le principe de toute la société qui a créé en premier lieu il ya cinq ans se joue. Nous fournissons une technologie plus mature à la NASA, et ils n'ont pas payé un sou.

pas payé un sous... ? ils ont un contrat avec la NASA, c'est eux qui financent, non ?
sinon, comment ils vivent en attendant ?

pour remarque, je suis très enthousiaste sur ce projet qui arrive bientôt sur la station... enfin du concret !