Ravitaillement en orbite

doublemexpress a écrit:[ on]
Creuse l'ami, creuse, et pourvu que tu trouve de l'eau et pas du pétrole !

Henri a écrit:...Ce serait un sujet à creuser à mon avis...

[ off]

Excellente idée !
Si Phobos et Deimos sont des astéroides carbonacés, on peut creuser, et on devrait pouvoir y synthétiser des hydrocarbures :P

Bonsoir,
Effectivement quand la conquête du système solaire sera assez avancée , il deviendra peut-être plus rentable d'expédier les ergols à partir d'astéroïdes où le puit de gravitationnel est bien moindre que sur la Terre contenant des hydrocarbures ou de la glace avec des techniques d'aérofreinages à l'arrivée pour les placer en LEO utilisant des méthodes à forte accélération comme des catapultes ou des canons valables uniquement pour du frêt non fragile.
En attendant on pourrait se rabattre sur des fusées rustiques et bon marché puisque de tels envois pourraient admettre un taux d'échec assez important !
Sinon mon rêve...un superbe canon pneumatique perçant la croûte glacée d'Europa et plongeant dans ses abysses qui nous expédirait des icebergs...soyons un peu Méga...l'eau ;) !
Cordialement,
Giwa

Trouvé sur sci.space.policy, un lien vers un article de Popular Mechanics sur les bienfaits des dépots de carburant en orbite, surtout dans le cadre du programme COTS.
http://www.popularmechanics.com:80/science/air_space/4224660.html?series=35
Le concept repose sur le fait que les ergols représentent la grosse majorité de la masse mise en orbite pour des missions vers la Lune, ou plus loin. Or les ergols étants les éléments les plus économiques d'un lancement (2 % du coût total), ils peuvent être mis en orbite par des lanceurs à faible coût et à fiabilité médiocre, la perte de la charge utile n'étant pas une catastrophe.

Je me permets de réactiver ce nécrosujet à l'éclairage des études de super-isolants thermiques pour Ares-V qui permettraient de conserver LH2 & LOX en orbite LEO pendant des semaines.
Les dernières spéculations sur le domaine semblent aboutir à la nécessité d'un lanceur de la classe des 50 tonnes en LEO pour satelliser les charges utiles précieuses : véhicules habités, étages supérieurs vides, modules de missions lunaires ou martiennes (habitats, véhicules de remontées, usines ISRU, générateurs nucléaires de surface, etc...).
Tandis que la livraison d'ergols pourrait se faire via COTS sur la base d'un cahier des charges de lanceurs bon-marchés de n'importe quelle capacité, dont la fiabilité serait optimisée pour satelliser au plus bas prix (ce qui correspondrait à une fiabilité entre 90 et 95 % seulement, contrairement au premier type de charges utiles...)
Les premières études tendraient à conclure que ce marché de livraison d'ergols (même s'il est énergétiquement moins intéressant que de chercher de l'eau hors du puits de potentiel gravitationnel de la Terre) aurait une certaine élasticité économique (toute baisse des coûts serait largement compensée par l'augmentation des volumes).
Vos avis...?

Ce sujet mérite effectivement d’être repris - non plus uniquement sur les techniques à employer, mais aussi sur d’autres plans comme celui de l’économique et de la fiabilité.
A y réfléchir jusqu’à maintenant on distingue pour le civil en gros deux types de lanceurs : ceux à transporter des hommes dans l’Espace où il faut assurer une sécurité maximale ce qui augmente considérablement leurs prix – et les autres –où l’on se contenterait de moins de sécurité.
Mais il suffit de visionner les lancements sans homme à bord pour voir que même pour ces lancements le personnel n’est jamais complètement détendu : il y a de quoi car il faut bien l’avouer les milliards en jeu cela compte aussi. Il est donc difficile même pour ces types de lanceurs non-habités de trop simplifier et de risquer d’en abaisser la sécurité.
Mais si la charge transportée n’est plus de l’optique ou de l’électronique High- Tech, la donne change – et on pourrait se permettre de baisser les coûts des lanceurs - même si leur fiabilité s’en trouve réduit.
Avant de rechercher des solutions nouvelles de lancement empruntons pour ce troisième type de lanceur pour charges non précieuses la voie de la simplification du matériel et des procédures de lancement puisque c'est là que réside principalement le coût de celui-ci - la part des propergols n'intervenant que pour quelques pourcents. Je vais donner des chiffres en l'air -ou dans l'Espace- sans aucune justification -uniquement pour le raisonnement : supposons qu'en simplifiant le lanceur on puisse diviser par dix son coût au détriment d'une perte de fiabilité de 1% on pourra se permettre de presque décupler les charges portées en orbite pour le même coût - et qui nous dit qu'à la longue la fiabilité de ce lanceur n'augmentera pas par l'expérience acquise.

Si les coûts de lancement baissaient dans de telles proportions pour du frêt de faible valeur, peut-être bien qu'on n'irait même plus se compliquer la vie avec LH2/LOX : avec d'autres ergols, on privilégierait alors la facilité de stockage par rapport aux performances.

Et en poussant un peu plus loin le raisonnement : il est possible que celà affaiblisse assez l'intérêt des développements de propulsions à haute Isp. Si le lancement de 3000 tonnes de propulseurs à poudre pour un vaisseau interplanétaire devient "dirty cheap", l'intérêt du moteur nucléo-thermique, et même de la propulsion électrique, devient moins évident d'un point de vue économique, compte tenu de la R&D associée mais aussi des coûts de production.

A+

lambda0 a écrit:Si les coûts de lancement baissaient dans de telles proportions pour du frêt de faible valeur, peut-être bien qu'on n'irait même plus se compliquer la vie avec LH2/LOX : avec d'autres ergols, on privilégierait alors la facilité de stockage par rapport aux performances.

Et en poussant un peu plus loin le raisonnement : il est possible que celà affaiblisse assez l'intérêt des développements de propulsions à haute Isp. Si le lancement de 3000 tonnes de propulseurs à poudre pour un vaisseau interplanétaire devient "dirty cheap", l'intérêt du moteur nucléo-thermique, et même de la propulsion électrique, devient moins évident d'un point de vue économique, compte tenu de la R&D associée mais aussi des coûts de production.

A+

C'est bien effectivement ce qui pourrait se passer dans ce cas.
Cela me fait penser au TGV et à l'aérotrain : parfois les vieilles technologies reprennent du poil de la bête - en l'occurrence celle de la roue que l'on a d'ailleurs retrouvée sur la Lune et Mars.
En ce qui concerne l'ISP si elle diminue la masse à utiliser, en contre partie elle augmente l'énergie consommée pour l'éjection en fonction du carré de la vitesse - et parfois je me demande si des fusées plus lourdes, robustes - mais qui peuvent être plus compactes utilisant des propergols moins performant pour l'ISP, mais plus denses et meilleurs marchés ne seraient pas plus économique et fiables pour atteindre les orbites basses ?

lambda0 a écrit:Si les coûts de lancement baissaient dans de telles proportions pour du frêt de faible valeur, peut-être bien qu'on n'irait même plus se compliquer la vie avec LH2/LOX : avec d'autres ergols, on privilégierait alors la facilité de stockage par rapport aux performances.

...et même de la propulsion électrique, devient moins évident d'un point de vue économique, compte tenu de la R&D associée mais aussi des coûts de production.

A+

...peut-être que la propulsion électrique perdrait de son intérêt pour le transport de charges lourdes entre les orbites basses et la Lune -ou les points de Lagrange vu que la trajectoire en spirale demande du temps - surtout dans le cas de vol habité- mais au-delà dans l'Espace interplanétaire, elle devrait conserver toute sa valeur par sa poussée permanente qui permettrait de raccourcir le voyage - et peut-être encore plus puisque on pourrait utiliser ces moteurs en batterie et en plus grand nombre si on peut se permettre de déposer à un des points de Lagrange des masses plus importantes.

Ce qui est vrai c'est que le refueling au LH2 est une aberration au vu de la faible masse volumique de ce dernier. Comme le refueling présente surtout de l'intérêt pour des ergols liquides (infiniment divisibles -ou presque) il serait plus intéressant avec des combinaisons LOX-Hydrocarbures nettement plus denses et plus communément utilisées. D'ailleurs rien n'interdirait de simplifier les choses par des livraisons non-mixtes, certains ravitaillements n'apportant que du comburant, d'autre que du carburant également pour des raisons de sécurité.
Maintenant, pour diminuer les durées de transit interplanétaires le refueling ne permet pas de raccourcir les round-trips, seules les propulsions "avancées" à forte ISP le permettraient. Il faudrait une élasticité économique extraordinaire pour compenser l'exponentielle de la loi des rapports de masses de Tsiolkovsky dans une recherche de raccourcissement d'un round-trip interplanétaire.
Je vous avouerais que j'ai toujours considéré que dans le système Terre-Lune, ce sont les ergols chimiques conventionnels qui sont le mieux adaptés (à la rigueur, la propulsion nucléothermique, et encore...).
En résumé, le refueling peut être envisagé pour des transactions à courtes distances (Lune) ou du trafic de fret dans le système solaire intérieur.
Mais quel est le quid en G$ et en années de R&D pour inventer toutes les techniques du refueling en orbite ?

Henri a écrit:
En résumé, le refueling peut être envisagé pour des transactions à courtes distances (Lune) ou du trafic de fret dans le système solaire intérieur.
Mais quel est le quid en G$ et en années de R&D pour inventer toutes les techniques du refueling en orbite ?

Effectivement c'est dans cette niche spatiale que le refueling devrait avoir son intérêt.
C'est sûr aussi que tout serait à inventer dans ce domaine. En particulier- pour que ce refueling est un intérêt économique il faudrait que les réservoirs de propergols lancés par des fusées low-cost soient assez rudimentaires, donc passifs pour les manœuvres de rendez-vous - qui alors devraient être assurer par des remorqueurs plus complexes et donc plus onéreux - et en conséquence ces derniers auraient été expédiés préalablement dans l'Espace par des fusées plus fiables, et elles ,aussi plus onéreuses.

Il reste toujours le fol espoir qu'il y ait de la glace d'eau exploitable dans les cratères lunaires polaires qui ne sont jamais ensoleillés, mais rien n'est moins sûr...

Henri a écrit:...Les dernières spéculations sur le domaine semblent aboutir à la nécessité d'un lanceur de la classe des 50 tonnes en LEO pour satelliser les charges utiles précieuses...

Je cite un extrait d'un de mes post précédent pour rappeller que la mise en orbite dans le cadre d'une stratégie de refueling d'un étage vide comparable au vieux Saturn II (2ème étage de la Saturn V) n'est pas seulement une question de masse (40 tonnes ici) mais aussi de gabarit (10 mètres de diamètre !). D'où l'intérêt dans une stratégie comme celle que j'ai décrite dans le post en question d'un lanceur de la classe des 50 tonnes en LEO, mais aussi d'un gabarit suffisant (10 m de diamètre de la charge utile). Ce qui nous ramènerait à une ARES V lite de gabarit 10 m.

Henri a écrit:Il reste toujours le fol espoir qu'il y ait de la glace d'eau exploitable dans les cratères lunaires polaires qui ne sont jamais ensoleillés, mais rien n'est moins sûr...

Ca y est, je me re-cite, mais c'est pour la bonne cause.

Moon is coldest known place in the solar system :
http://www.newscientist.com/article/dn17810-moon-is-coldest-known-place-in-the-solar-system.html

En résumé, le fond des cratères lunaires polaires en permanence à l'ombre a été mesuré par LRO à -240 °C (33 K) alors que la glace d'eau ne disparaitrait à la longue qu'au dessus de -220 °C (53 K).

Une traduction en français très approximatif pour les non-anglophones.

Henri a écrit:

Henri a écrit:Il reste toujours le fol espoir qu'il y ait de la glace d'eau exploitable dans les cratères lunaires polaires qui ne sont jamais ensoleillés, mais rien n'est moins sûr...

Ca y est, je me re-cite, mais c'est pour la bonne cause.

Moon is coldest known place in the solar system :
http://www.newscientist.com/article/dn17810-moon-is-coldest-known-place-in-the-solar-system.html

En résumé, le fond des cratères lunaires polaires en permanence à l'ombre a été mesuré par LRO à -240 °C (33 K) alors que la glace d'eau ne disparaitrait à la longue qu'au dessus de -220 °C (53 K).

Au cas où ce fol espoir ;) ne s'accomplissait pas, je me demande - si en trichant un peu - et en bombardant le fond de tels cratères avec de la glace d'eau - et après volatilisation de celle-ci sous l'impact - elle ne pourrait pas y retomber en neige pendant le temps où la pression locale en vapeur d'eau serait supérieure à celle de la condensation vapeur - solide (inverse de la sublimation)
Cette glace, on irait là chercher dans quelques astéroïdes.
Bon, cela est encore proche de la Science-fiction...mais un espoir déçu, dix de retrouvés :)

Bon en attendant ce morning sublime où il neigera sur la lune, je vous propose :

Il a neigé sur yesterday avec Marielaforêt
https://www.youtube.com/watch?v=cHy3TrSv0a4

Henri a écrit:Il reste toujours le fol espoir qu'il y ait de la glace d'eau exploitable dans les cratères lunaires polaires qui ne sont jamais ensoleillés, mais rien n'est moins sûr...

Même s'il y avait de la glace d'eau, on ne pourrait l'exploiter que pendant quelques siècles tout au plus. Ce serait tout sauf du développement durable.
Ne faisons pas la même erreur que sur Terre, laissons aux générations futures une chance de s'en sortir.

A+,
Argyre

Argyre a écrit:

Henri a écrit:Il reste toujours le fol espoir qu'il y ait de la glace d'eau exploitable dans les cratères lunaires polaires qui ne sont jamais ensoleillés, mais rien n'est moins sûr...

Même s'il y avait de la glace d'eau, on ne pourrait l'exploiter que pendant quelques siècles tout au plus. Ce serait tout sauf du développement durable.
Ne faisons pas la même erreur que sur Terre, laissons aux générations futures une chance de s'en sortir.

A+,
Argyre

Hormis que d'ici quelques siècles on pourrait rapatrier de la glace d'eau depuis n'importe quel coin du système solaire, ce raisonnement dit du développement durable est entaché d'une erreur de logique. Dans quelques siècles, on n'aura plus besoin de rapatrier de la glace d'eau depuis le reste du système solaire pour assurer la propulsion... Aux même titre que l'on utilise plus les moulins à eau pour moudre le blé, et qu'on utilise plus le bronze pour fabriquer des armes, qu'on utilise plus le silex pour tailler des roches, qu'on utilise plus le bois pour construire des bateaux...
Le développement dit durable est à vrai dire impossible, car toute ressource s'épuise un jour, et tombe parfois même dans l'obsolescence avant, car de nouvelles technologies en rendent l'exploitation inutile...
Je ne connais qu'un seul développement durable, le paléolithique, mais aucun de ceux qui ont voulu nous y ramener n'y est arrivé, ils ont toujours été défait...

Bon, impossible de remettre la main sur un beau camembert qui donnait la composition du régolite lunaire, mais il me semble que l'oxygène en représentait une portion non négligeable.
On peut imaginer qu'en important de l'hydrogène terrestre, on pourrait obtenir de l'eau à bon compte.
Mais ça ne résout pas le problème de stockage à long terme de l'H2.

trouvé avec google, mais je ne sait pas si c'est ce que tu cherchait :?:

Oui c'est bien ça.

Henri a écrit:
Je ne connais qu'un seul développement durable, le paléolithique, mais aucun de ceux qui ont voulu nous y ramener n'y est arrivé, ils ont toujours été défait...

Et pour cause, on ne peut avec une population de six milliards d'habitants - et bientôt huit milliards d'habitants utiliser ce mode de vie du passé valable pour une population mondiale de quelques centaines de milliers !

yoann a écrit:trouvé avec google, mais je ne sait pas si c'est ce que tu cherchait :?:

De toute façon il faut réduire un oxyde métallique pour extraire l'Oxygène, autant produire aussi le métal. De là à imaginer de belles combinaisons de lithergols genre LOX-Al ou LOX-Mg, les deux ergols étant confectionné simultanément sur la Lune.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur-fus%C3%A9e#Moteurs_.C3.A0_lithergols
On peut imaginer des cartouches d'Aluminium confectionnée sur la Lune (pas d'alumine dans le vide !) que l'on place en orbite dans des enveloppes vides -fabriquées sur Terre- dotées de tuyères refroidies par le flux de LOX lui aussi confectionné sur la Lune.
Maintenant, les températures de flamme de ce genre de combinaison sont à la hauteur des Isp... Il faudra aussi injecter de l'oxygène sur les parois intérieures des tuyères pour éviter qu'elles ne fondent...

Giwa a écrit:

Henri a écrit:
Je ne connais qu'un seul développement durable, le paléolithique, mais aucun de ceux qui ont voulu nous y ramener n'y est arrivé, ils ont toujours été défait...

Et pour cause, on ne peut avec une population de six milliards d'habitants - et bientôt huit milliards d'habitants utiliser ce mode de vie du passé valable pour une population mondiale de quelques centaines de milliers !

Hormis que je faisais allusion notamment à McNamara, la causalité entre technologie et démographie est inversée, ce sont les progrès techniques qui ont permit à la population de croître, et les initiateurs de ces progrès technologiques n'imaginaient pas la croissance démographique que ces progrès technologiques allaient autoriser (même si cette dernière semble surtout dû à la conjugaison de facteurs techniques positifs et de facteurs sociaux négatifs, pour preuve la croissance démographique ne se tasse qu'après que les progrès technologiques autorisent une amélioration des conditions sociales d'existence de la population).

En chapitre 3 du document suivant (déjà évoqué dans une autre discussion sur l'assemblage), il y a quelques courbes qui permettent d'évaluer l'intérêt du refueling dans les stratégies d'assemblage orbital.
http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/37886?show=full
http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/37886/129968976.pdf?sequence=1

Une petite curiosité de mécanique céleste : de l'intérêt du refueling pour raccourcir le voyage vers Mars avec une propulsion impulsionnelle.
http://www.wired.com/science/space/magazine/17-10/st_twoburn

lambda0 a écrit:Une petite curiosité de mécanique céleste : de l'intérêt du refueling pour raccourcir le voyage vers Mars avec une propulsion impulsionnelle.
http://www.wired.com/science/space/magazine/17-10/st_twoburn

Cette page de hobbyspace.com :
http://hobbyspace.com/nucleus/?itemid=15463
Contient des liens intéressants vers des documents du NTRS de la NASA à ce sujet (malheureusement le serveur du NTRS est en panne en ce moment),
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19710008021_1971008021.pdf (attendre que le serveur ntrs.nasa.gov fonctionne à nouveau)
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19730008943_1973008943.pdf (idem)
ainsi que vers des infos confirmant la présence d'importantes quantités d'eau sur la Lune (mesures du Moon Mineralogy Mapper (M3) à bord de Chandrayaan-1). Il doit y avoir une conférence de presse ce jeudi à 14 h (heure locale je suppose) au quartier général de la NASA à ce sujet.
:hot:

Lien direct :
There is A Lot of Water on the Moon - NASA Watch - Sept.21.09.

Au sujet d'une architecture de refueling, j'ai scanné les pages 236 & 237 de l'encyclopédie visuelle de l'exploration de l'espace de Kenneth Gatland (Bordas-1981)
http://minilien.com/?HzMNKw7qsn
Attention, ce sont deux gros fichiers (4 à 5 Mo par page), dans les 9 Mo pour la planche complète en jpg ou en pdf.
On peut assez facilement adapter l'architecture décrite dans cette planche à une utilisation d'éventuelle glace d'eau extraite dans les pôles lunaires...