Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

Akwa a écrit:Il se cache derrière cette décision, probablement, un lobbyisme commercial, dans le but de faire du profit (comme avec Halloween).

Sur les deux derniers millénaires, on n'a jamais mangé d'insectes en Europe (et pourtant, on aurait pu, surtout durant les disettes), preuve que c'est inutile, voir carrément nuisible.

Cette "mode" venue surtout d'une zone à l'opposée de la notre sur le globe ne prendra jamais chez nous.

Un lobbyisme commercial, c'est effectivement possible. Mais il n'empêche que la question de se nourrir d'insectes, dans une optique de diversification de nos alimentations, se pose légitimement, selon moi. Encore plus pour le spatial : la "viande" est polluante à produire, (bonne) chère, correspond à de mauvais "rendements" alimentaires et écologiques, et dans un vaisseau spatial, il serait difficile de faire de l'élevage au sens conventionnel du terme. Avec des insectes, moyennant un pas en avant psychologique (ou du talent culinaire !), on peut tirer partie de quelques avantages.

A un niveau plus "terre-à-terre", il n'est pas impossible que les insectes fassent recette. L'argument historique concernant la consommation est certes très valable actuellement, mais il n'est pas certain, selon moi, que ce soit toujours le cas à moyen terme...

Les récentes discussions sur le sujet  Mars ONe - que cette colonisation première soit dès le départ sans retour ou non - nous a amenés au problème de la disposition du premier village martien et de savoir comment le rejoindre , en particulier les installations ISRU automatisées nécessaires à la survie  et les stocks vitaux de premier secours préalablement disposés. 

Mars One a son plan, mais cela nous empêche pas d'examiner de notre côté cette problématique - indépendamment d'une possibilité de retour ou non - puisqu'il s'agit de traiter le cas de séjours sur le long terme.

En particulier une première question : est-il absolument nécessaire de joindre entre eux ces premiers habitacles à proximité immédiate des ISRU et des stocks de premiers secours ?
Ne peut-on pas se contenter d'un habitat dispersé  selon les aléas des landings  - pas trop quand même en s'efforçant d'augmenter le plus possible leur précision ?

Rappelons que ces mêmes habitats auront du fonctionner en autonomie pendant tout le voyage de plusieurs mois  et qu'une fois sur place, on peut les refournir en eau, en dioxygène et en vivres à partir des ISRU si on dispose de moyens légers de transport comme les rovers lunaires des missions Apollo : sur Terre , tout le monde n'a pas le gaz de ville et à la campagne on utilise bien des bombonnes ou des citernes !  ;) 
Des camionnettes légères électriques rechargeables pourraient être envisagés avec l'avantage de pouvoir intervenir manuellement pour les dépanner ou  les désenliser en soulevant une roue ou deux en cas d'ennui puisque sur Mars la gravité n'est que le tiers de celle de la Terre.

Giwa a écrit:
En particulier une première question : est-il absolument nécessaire de joindre entre eux ces premiers habitacles à proximité immédiate des ISRU et des stocks de premiers secours ?
Ne peut-on pas se contenter d'un habitat dispersé  selon les aléas des landings  - pas trop quand même en s'efforçant d'augmenter le plus possible leur précision ?

Tu as raison de dire que ces "problèmes" sont transversaux à toute mission martienne prévoyant un séjour long et cela indépendamment de Mars One.
Il y aura des éléments qui arriveront par plusieurs cargos, et donc une certaine dispersion au moment des atterrissages. Je pense que même si on améliore la précision, on se donnera une marge de sécurité (pas trop près de ce qui est déjà en place) pour éviter la percussion accidentelle.
De ce fait, le déplacement des modules me parait incontournable. Si on a deux modules "d'habitation" il faudra les connecter (par exemple le quartier de vie et celui de travail), pour avoir possibilité de passer de l'un à l'autre facilement. Idem pour les modules avec du stockage de fret, ou des installations ISRU qui fourniront des fluides. On voit mal, le gars "de corvée", s'équiper en scaphandre et aller avec sa brouette (fut-elle électrique)  chercher un bidon d'eau ou d'oxygène à 500 m de là.

Par contre le déplacement des modules .... nécessitera que le rover (et son éventuelle remorque dont il faudra étudier le design pour qu'elle puisse passer sous un module et le soulever) puisse déplacer un objet lourd sur un terrain pas trop accidenté. Pas exclu qu'il faille tracer des "chemins" en contournant de gros obstacles et en "balayant" un minimum les cailloux plus petits. Il faut prendre en compte la résistance des roues (voir celle de Curiosity qui résiste mal) . Un rover bulldozer ?

Le mieux serai un speeder antigrav à la Star wars...
Plus sérieusement, un véhicule type aéroglisseur ou aériocraft ne pourrait pas étre plus simple pour le transport (mais plus complexe techniquement) ?

Je me suis permis une petite "étude" d'un dirigeable martien, pour le plaisir. Je tiens à préciser que je ne suis pas du tout concepteur de dirigeable, son application est à vos risques et périls  :blbl:  ! Bien entendu il est possible voire probable que des erreurs se soient glissées, n'hésitez pas si vous avez la moindre remarque ou suggestion !

===

1/ Introduction

* On considère un habitat situé à l'équateur de Mars.
* On considère une usine de production d'eau située au pôle Nord de Mars.
* Le rayon équatorial de Mars est de 3400 km, ce qui donne une distance à vol d'oiseau, en considérant Mars parfaitement sphérique, de ~5300 km. Le trajet aller-retour représente donc environ 11000 km. Réaliser ce trajet en ~ 7 sols martiens (~ 172 h), demande une vitesse moyenne de ~ 60 km/h.
* On suppose que le dirigeable devra ramener du pôle Nord de Mars ~ 1 t d'eau pour chaque trajet.
* Si l'on suppose une consommation d'eau de ~1 kg/sol/personne, proche sauf erreur de ce qui est envisagé par la NASA pour ses missions de référence, et que l'on envisage une disponibilité du dirigeable de 50% (conditions météorologiques, entretien...), cela signifie que le dirigeable est susceptible d'abreuver ~ 70 personnes. Compter les opérations industrielles supplémentaires d'une colonie peut diminuer drastiquement ce nombre.

2/ Exemple du Zeppelin NT

Pour se fixer quelques ordres de grandeur, nous allons nous intéresser aux caractéristiques du Zeppelin NT, décrit ici ou ici :

Il mesure une longueur de 75 m et un diamètre de ~ 18 m.

Il contient ~ 7400 m3 d'hélium soit ~ 1.2 t.

Il a une masse au décollage maximale de ~ 8 t dont :
* 2.3 t au maximum de capacité d'emport,
* 1 t pour l'armature du ballon à gaz soit une masse spécifique 0.13 kg.m-3 de gaz de sustentation,
*  ~0.6 t pour l'enveloppe à une masse spécifique de 0.25 kg.m-2.

Il reste donc ~ 3 t pour le reste de la masse : moteurs, carburant, nacelle, dispositifs de pilotage...

La portée opérationnelle est donnée à 900 km, pour une endurance de 24 h et une vitesse de pointe de 125 km/h.

3/ Dimensionnement approximatif d'un dirigeable martien
3.1/ Préliminaires

On considère une atmosphère martienne présentant les caractéristiques suivantes :

* Pression : 600 Pa
* Température : -63 °C
* Masse molaire : 43 g.mol-1

En considérant l'air martien comme un gaz parfait, on obtient une masse volumique par l'expres​sion(1) : l'application numérique donne 0.015 kg.m-3.

Le dirigeable que nous investiguons aura pour gaz de sustentation le dihydrogène, sans risque d'inflammation du fait de l'atmosphère non-oxydante de Mars. Dans les conditions citées ci-dessus, l'application de l'expres​sion(1) au dihydrogène de masse molaire 2 g.mol-1 donne une masse volumique de 0.0007 kg.m-3.

On calcule la capacité d'emport à partir de l'expres​sion(2) ; cette expression fournit un équilibre du Zeppelin NT à +10% environ.

3.2/ Prédimensionnement

On note tout d'abord que la masse spécifique de l'armature du Zeppelin NT est de 0.13 kg.m-3, soit un total avec l'hélium de ~0.3 kg.m-3, soit ~25% de la masse volumique de l'air terrien ambiant. L'expres​sion(2) nous montre que cette marge est celle qui permet d'obtenir une capacité d'emport positive. Ainsi, la masse volumique de l'air martien étant de 0.015 kg.m-3 et celle du dihydrogène aux conditions de Mars de 0.0007 kg.m-3, il est nécessaire que la masse spécifique de l'armature soit inférieure à ~0.014 kg.m-3, soit déjà près d'un facteur 10 inférieure à celle du Zeppelin NT.

Cela suppose donc des possibilités de gains important sur la masse spécifique de l'armature du ballon à gaz ; on peut espérer les trouver dans les postes suivants :
* l'atmosphère martienne étant très ténue, il est possible que les vents ainsi que le déplacement et les rotations du dirigeable induisent des efforts considérablement plus faibles que sur Terre pour le Zeppelin NT (et ce d'autant plus que nous envisageons une vitesse deux fois moindre),
* l'armature du Zeppelin NT est constituée de fibres de carbone, de câbles en aramide et d'aluminium ; peut-être ces matériaux peuvent-ils être permutés/changés/optimisés ?
* peut-être qu'une conception de l'armature radicalement différente est-elle possible dans les conditions martiennes ?

Pour la suite, nous choisissons un facteur 15 d'amélioration par rapport au Zeppelin NT :
* un facteur 10 nécessaire à la faisabilité du dirigeable,
* et un facteur 1.5 permettant de limiter in fine la taille du dirigeable.

Concernant la masse spécifique de l'enveloppe, on suppose (assez arbitrairement) un gain d'un facteur 5 à 0.05 kg.m-2 par rapport au Zeppelin NT. Ce gain n'est pas déraisonnable : par exemple le ballon du Redbull Stratolaunch avait une masse spécifique de ~0.01 kg.m-2, avec toutefois moins de contraintes mécaniques que l'on peut attendre pour un ballon libre par rapport à un dirigeable.

Concernant le reste de la masse (carburant, moteur, commandes...), on suppose qu'un doublement à 6 t permette de décupler la portée opérationnelle. On peut espérer qu'une vitesse moyenne de 60 km/h (divisée par deux par rapport au Zeppelin NT) permette un gain d'un facteur 4, néanmoins, il reste toujours un gain important à combler, sans pour autant risquer que le dirigeable ait à consommer au final l'équivalent de l'eau qu'il transporte (sous forme de dihydrogène ? de méthane ? sans compter le désavantage de devoir transporter le comburant... l'atmosphère non-oxydante nous joue ici des tours). Peut-être peut espérer qu'un film photovoltaïque à son sommet permette de l'alimenter électriquement, tout cela dans le budget en masse alloué ?

Sous ces hypothèses, nous pouvons proposer une dirigeable sous la forme d'un cylindre à extrémités hémisphériques d'une longueur de 420 m, d'un diamètre de 84 m capable de transporter une charge utile de 1 t ; c'est un monstre, plus de 10 fois plus volumineux que l'Hindenburg.

L'armature pèse ~23 t, l'enveloppe ~7 t, le dihydrogène ~2 t. Ce qui doit être importé de la Terre pèse donc 30-36 t en fonction de la masse des moteurs etc...

4/ Synthèse

Qu'en déduire ?

Nous avons fait des hypothèses fortes :
* un gain sur la masse spécifique de l'armature du ballon de 15 par rapport à l'état de l'art, dont un facteur 10 est nécessaire à la faisabilité du concept,
* un gain également important sur celle de l'enveloppe d'un facteur 5,
* un gain en portée opérationnelle d'un facteur 2.5, en supposant que la division par 2 de la vitesse moyenne permette un facteur 4,
* que la propulsion est grossièrement transposable à Mars sans perte rédhibitoire de masse,
* que le dimensionnement à 600 Pa (pression moyenne) est une bonne image sur la longueur du trajet.

Sous ces conditions, il est possible qu'un gigantesque dirigeable de presque 1 demi-kilomètre de long, mais d'une masse "sèche" < 40 t, avec une disponibilité de 50%, puisse alimenter ~70 personnes (hors activités industrielles), et transporter en eau l'équivalent de sa masse au bout d'environ une année. Ce n'est pas inintéressant, non ? qu'en pensez-vous ?

5/ Annexe : Expressions mathématiques

La Tesla modèle S est la voiture la plus vendue en Norvège devant la Golf.
Donc elle fonctionne correctement par -40° et peut-être à -60° avec des modifications.
De l'autre on pourrait imaginer une route couverte pour s'isoler du vent et de la poussière.

Eloi a écrit:
Sous ces conditions, il est possible qu'un gigantesque dirigeable de presque 1 demi-kilomètre de long, mais d'une masse "sèche" < 40 t, avec une disponibilité de 50%, puisse alimenter ~70 personnes (hors activités industrielles), et transporter en eau l'équivalent de sa masse au bout d'environ une année. Ce n'est pas inintéressant, non ? qu'en pensez-vous ?

...Qu'il est bien plus simple d'utiliser des camions :D

Plus petits, plus simples, plus léger. Peut-être aussi rapides (une fois un bon itinéraire trouvé ou dégagé). Insensibles au vent et aux tempêtes de poussières.

Eloi a écrit:Je me suis permis une petite "étude" d'un dirigeable martien, pour le plaisir.
...
===
...
 sans compter le désavantage de devoir transporter le comburant... l'atmosphère non-oxydante nous joue ici des tours).

En tout cas merci Eloi pour cette petite " étude" bien ficelée comme on dit et qui correspond bien à l'esprit de ce sujet qui doit être pris comme un jeu  ... où l'on cherche à ouvrir des portes et non les fermer... après les retours d'expérience permettront de savoir qu'elles étaient les "bonnes" portes à ouvrir ...mais nous avons le temps !  ;)

J'ai relevé un point qui peut alimenter notre discussion  à propos du "comburant " et de l'atmosphère "non  oxydante " de Mars car
 cela est très relatif    et les problèmes rencontrés sur la tenue des boucliers thermiques lors de l'entrée atmosphérique l'illustre bien .
A ce sujet , une petite vidéo sur la combustion du magnésium en présence de glace sèche ... "sèche" car elle ne laisse pas de flaque d'eau lorsqu'elle fond se sublime !
 
De quoi envisager des moteurs thermiques Stirling

Akwa a écrit:
...Qu'il est bien plus simple d'utiliser des camions :D

Plus petits, plus simples, plus léger. Peut-être aussi rapides (une fois un bon itinéraire trouvé ou dégagé). Insensibles au vent et aux tempêtes de poussières.

L'optimisme est de mise quand on voit la facilité avec laquelle Curiosity a parcouru quelques centaines de mètres  dans une région pas trop cahotique :blbl: 

Mais tout dépend ... si on raisonne sur quelques années ou siècles :roll: pour réaliser des autoroutes sur Mars avec ouvrages d'art pour franchir les obstacles entre le pôle sud et la base équatoriale.

A ce compte ... on peut plutôt envisager un hydroduc .... dont les tubes et les pompes auront été réalisées avec des imprimantes 3D  :cheers: 

Encore plus fort ; on pourrait mettre un hydroduc de plus fort diamètre, le laisser s'enterrer (grâce aux vents), et en faire une ligne de métropolitain... :out:  ; OK  :iout:

montmein69 a écrit:
L'optimisme est de mise quand on voit la facilité avec laquelle Curiosity a parcouru quelques centaines de mètres  dans une région pas trop cahotique :blbl: 

Ils ont lamentablement raté les roues de Curiosity. Mais les MER n'ont eu aucun problèmes de roues. Pas plus, par exemple, que les Jeep lunaires, qui ont parcourus plusieurs kilomètres avec les astronautes sur le dos.

On peut faire des "camions" martiens reprenant le principe des roues de la jeep lunaires, treillis métallique, de très grand diamètre. Les cailloux ne poseront plus de problèmes.

Akwa a écrit:

montmein69 a écrit:
L'optimisme est de mise quand on voit la facilité avec laquelle Curiosity a parcouru quelques centaines de mètres  dans une région pas trop cahotique :blbl: 

Ils ont lamentablement raté les roues de Curiosity. Mais les MER n'ont eu aucun problèmes de roues. Pas plus, par exemple, que les Jeep lunaires, qui ont parcourus plusieurs kilomètres avec les astronautes sur le dos.

On peut faire des "camions" martiens reprenant le principe des roues de la jeep lunaires, treillis métallique, de très grand diamètre. Les cailloux ne poseront plus de problèmes.

Les cailloux, sans doute, mais les rochers, les éboulis, les ravines, les caldeiras, les ergs, les barkhanes, les cônes scoriacés, les moraines, les pingos, les eskers ... sans oublier bien entendu les falaises ?

Argyre a écrit:

Les cailloux, sans doute, mais les rochers, les éboulis, les ravines, les caldeiras, les ergs, les barkhanes, les cônes scoriacés, les moraines, les pingos,  les eskers ... sans oublier bien entendu les falaises ?

Comme sur Terre, ça se contourne. Vous croyez qu'avant le XXème siècle, ses ponts et ses autoroutes, on ne pouvait pas se déplacer ?

Maintenant, on a une telle précision (métrique) avec les images satellites, qu'il doit être possible de trouver un itinéraire optimal, praticable, avec des roues d'1m de diamètre.

Akwa a écrit:

Argyre a écrit:

Les cailloux, sans doute, mais les rochers, les éboulis, les ravines, les caldeiras, les ergs, les barkhanes, les cônes scoriacés, les moraines, les pingos,  les eskers ... sans oublier bien entendu les falaises ?

Comme sur Terre, ça se contourne. Vous croyez qu'avant le XXème siècle, ses ponts et ses autoroutes, on ne pouvait pas se déplacer ?
...

Ben justement, si on se réfère au transport terrestre d'il y a quelques siècles, aucun chariot ne s'aventurait en dehors des chemins bien tracés. Mais c'était surtout la végétation qui gênait. Toutefois, si on regarde du côté des déserts de sable ou de roches, pareil, aucun véhicule à roue ne s'aventurait hors des sentiers. Les excursions hors sentier balisé se faisaient à pied ou à cheval. Se référer au passé ne va pas dans votre sens. Mais ce n'est pas représentatif, car l'époque où il n'y avait pas de sentier remonte à des millénaires en arrière, avec des roues en bois pas très pratiques pour avancer en terrain difficile. Aujourd'hui, on a des voitures tout terrain qui permettent effectivement de faire beaucoup plus. Malgré tout, les 4x4 ne passent pas partout, loin de là. Je pense que ce qui est trompeur, ce sont les images qu'on a tous dans la tête des rovers martiens avançant sur un terrain relativement plat et facile. Mais il faut bien comprendre que ce ne sont pas des terrains représentatifs. Les sites d'atterrissage ont été choisis précisément parce qu'ils étaient plats et faciles pour les rovers. Pour avoir un terrain représentatif, allez donc faire un tour au Maroc dans les zones rocailleuses inhabitées ou à la base martienne de la Mars Society en Utah. J'ai justement participé à une classification des zones. Or, il y a environ 1/3 de zones inaccessibles pour les grands véhicules 4x4. Le cas classique est une colline bordée par des terrains trop abruptes. En fait, les chaînes de montagnes et les vallées très profondes sont généralement inaccessibles (pas à pied, bien entendu). Or, ces reliefs mesurent souvent plusieurs dizaines, voire centaines de kilomètres. Imaginez par exemple les Alpes. Certes, Napoléon a traversé les Alpes en 1800 avec des chariots et des canons, mais en suivant des chemins tracés depuis des siècles. Sans chemin, point de Marengo.

Cordialement,
Argyre

Argyre a écrit: [...] J'ai justement participé à une classification des zones. Or, il y a environ 1/3 de zones inaccessibles pour les grands véhicules 4x4. Le cas classique est une colline bordée par des terrains trop abruptes. En fait, les chaînes de montagnes et les vallées très profondes sont généralement inaccessibles (pas à pied, bien entendu). Or, ces reliefs mesurent souvent plusieurs dizaines, voire centaines de kilomètres. Imaginez par exemple les Alpes. Certes, Napoléon a traversé les Alpes en 1800 avec des chariots et des canons, mais en suivant des chemins tracés depuis des siècles. Sans chemin, point de Marengo.

Cordialement,
Argyre

Mais justement, comme je disais, on a les moyens aujourd'hui, grâce aux images satellites et altimétriques, de déterminer le trajet le plus court, le plus direct, et le plus praticable.
C'est d'autant facilité qu'on cherche uniquement à aller d'un point à un autre (on ne cherche à accéder partout).

Le trajet, on le trace depuis les cartes, puis on le pratique une première fois en pilotage manuel (car le cerveau humain sera plus performant qu'un ordinateur, au niveau du sol, pour juger le terrain), et une fois bien balisé, il peut être partiellement aplani, dégagé, avec une lame.
Et voilà. C'est l'affaire d'un mois ou deux.

A propos de l'aspect "pas inintéressant" du dirigeable martien, cela se référait surtout au fait que l'on pouvait présager de façon peu optimiste un rapport de masse désastreux : genre un engin monstrueusement pesant qui mettrait des décennies à "rembourser" son propre poids en eau. Si cela avait été vrai, il aurait mieux valu importer l'eau directement de la Terre, n'est-ce pas ? Il s'avère, et c'est là j'estime le point le plus intéressant, c'est que dès lors que l'on respecte, avec certes une certaine marge, la contrainte de "flottabilité" du dirigeable dans la ténue atmosphère martienne, le dirigeable n'est plus si pesant au global et peut se "rembourser" en quelques années.

Comme le fil l'évoque, le camion martien peut sembler plus simple, mais est-il pour autant plus facile ? On parle là de ~ 25 t/an sur un parcours de 11000 km : un camion de 5 t aurait à parcourir 55000 km/an, en ligne droite, ce n'est pas rien, surtout lorsqu'on ne vole pas et qu'il n'existe pas de route. Et peut-on espérer une vitesse moyenne de 60 km/h, qui conditionne totalement la "rentabilité" (en termes de masse) du projet ?

Comme le dit Giwa, ce fil me semble une parfaite occasion de se "lâcher" un peu et de s'éloigner de l'ingénierie quotidienne et plus terre à terre, et pour ma part, ce petit exercice modeste (et peut-être ridicule pour un ingénieur expert de dirigeable terrien commercial) m'a apporté un grand plaisir. Aussi j'ai poursuivi l'exercice, sans avoir le temps de le formaliser, mais je vous promet sous quelques jours quelques éléments sur :
* une forme plus conventionnelle du dirigeable sous forme d'un ellipsoïde de révolution
* quelques éléments sur l'aérodynamique du dirigeable
* le dimensionnement de la propulsion et de la source d'énergie (un indice : l'oxygène, ca pèse lourd !!  :| ),
* une variante 100% autonome dotée d'un film photovoltaïque couplé à un système réversible électrolyseur / pile à combustible

...le tout en collant autant que possible au Zeppelin NT, pour en apprécier les différences.

A plus long terme, j'envisage :
* de vérifier l'impact des vents martiens et de l'altitude : la pression de 600 Pa nous donne accès (par définition) à 50% de la surface planétaire (~ l'hémisphère nord), et même si, pour des raisons d'aérofreinage des "colis terriens", il est probable qu'une colonie soit située en basse altitude, peut-être reste-t-il des cols difficiles à franchir  :pale: .
* d'essayer de dimensionner l'armature du ballon, même si je reste pour ma part encore plus méfiant car pas du tout connaisseur du dimensionnement de ce genre de treillis.

Pour finir, je propose pour ce dirigeable du désert pourvoyeur d'eau, le nom de "Tefnout", déesse égyptienne à tête de lionne de la pluie et de l'humidité. Il me semble qu'il n'existe que peu de patron plus seyant pour une majestueuse dame du désert. En espérant que ce nom puisse vous plaire ?

Effectivement la distance "à vol d'oiseau" ou de Tefnout ..... sera en pleine charge de 5300 km. Un peu moins si on exploite le gisement de glace d'eau depuis le bord de la calotte polaire permanente et si la base n'est pas pile sur l'équateur. Mazis on peut garder ce chiffre comme distance probable compte tenu des détours (et ce en restant modeste sur les obstacles à contourner)

Penser qu'on peut réaliser une piste même sommaire en enlevant des blocs génants ou en comblant des trous sur 5300 km en un mois ou deux ..... montre que l'optimisme peut atteindre de hauts niveaux   
Ce serait un chantier gigantesque nécessitant effectivement des engins de terrassement, du personnel et des relais pour le ravitaillement, les bivouacs etc ... Ce serait AMHA équivalent de poser un aquaduc, qui ensuite ne nécessiterait plus grand chose pour fonctionner contrairement au "salaire de la peur" du camionnage. Pour conclure je pense qu'une infrastructure fixe de ce type .... c'est après plusieurs décennies ... et en attendant il faudra trouver des solutions plus abordables.

Tefnout ..... est bien une porteuse d'eau

Je ne comprend pas qu'on puisse dire des choses pareilles ! Il a existé de tout temps des pistes et des chemins, sans aucun terrassement, autre qu'un déblayage sommaire du tracé, et une utilisation régulière.

Tracer une piste praticable sur Mars, en l'absence d'évènements climatiques violents (la faible pression rend les vents peu dangereux, et il n'y a aucune précipitation), ne présente pas de difficultés, et ne nécessite ni terrassement, ni ouvrages d'arts, ni goudronnage.

Un simple déblayage des cailloux avec un engin à lame suffit. Et il lui faudra moins de deux mois pour faire 5000 km, même à 10 km/h, si le trajet est bien reconnu par satellite auparavant.

je rappelle que la "Jeep lunaire", qu n'avait rien d'un Range Rover, a parcouru jusqu'à 30 km en 2 jours sur le terrain accidenté lunaire, sans terrassement, routes ou ponts, et même à flanc de montagne.

Giwa a écrit:

Eloi a écrit:Je me suis permis une petite "étude" d'un dirigeable martien, pour le plaisir.
...
===
...
 sans compter le désavantage de devoir transporter le comburant... l'atmosphère non-oxydante nous joue ici des tours).

En tout cas merci Eloi pour cette petite " étude" bien ficelée comme on dit et qui correspond bien à l'esprit de ce sujet qui doit être pris comme un jeu  ... où l'on cherche à ouvrir des portes et non les fermer... après les retours d'expérience permettront de savoir qu'elles étaient les "bonnes" portes à ouvrir ...mais nous avons le temps !  ;)

J'ai relevé un point qui peut alimenter notre discussion  à propos du "comburant " et de l'atmosphère "non  oxydante " de Mars car
 cela est très relatif    et les problèmes rencontrés sur la tenue des boucliers thermiques lors de l'entrée atmosphérique l'illustre bien .
A ce sujet , une petite vidéo sur la combustion du magnésium en présence de glace sèche ... "sèche" car elle ne laisse pas de flaque d'eau lorsqu'elle fond se sublime !
 
De quoi envisager des moteurs thermiques Stirling

Je rappelle ce post où j'indique dans quel esprit nous devons débattre: . où l'on cherche à ouvrir des portes et non les fermer.

En effet ce n'est pas demain la veille que la colonisation de MARS va commencer  et notre seul objectif doit être de faire preuve d'imagination ... après la Sélection " Naturelle" se chargera de choisir si nécessaire  ou de maintenir cette diversité de solutions comme il en est de la Vie et de la Diversité biologique sur Terre.

Alors pourquoi partir dans un débat  Camions contre Dirigeables  ... et si les deux avaient leur place ?

En tout cas j'apprécie le travail de fond  d' Eloi qui s'attelle à celui des dirigeables ... mais rien n'empêche d'en faire de même pour pour l'étude des camions martiens : l'un n'empêche pas l'autre.

Pour mettre tout le monde d'accord ... bon , enfin peut-être  ;) ... un sujet commun éventuellement : celui de la motorisation: moteurs électriques ? moteurs thermiques  comme le Stirling par exemple que j'évoque  avec le comburant dioxyde de carbone et le carburant magnésium ... eh, oui la Chimie a plus d'un tour dans son sac !

Comme l'environnement physique et  minéral martien n'est pas celui de la planète Terre, il est intéressant de reprendre tous les projets imaginés qu'ils aient aboutis ou pas sur la planète Terre car qui sait si toutes les solutions qui aboutiront sur Mars seront les mêmes que sur la Terre.

Par exemple pour les Transports  et en ce qui concerne la voie aérienne, il n'y a pas que les avions (ou pour être plus précis les aéroplanes motorisés) et les dirigeables à examiner, mais les hélicoptères  et aussi tous les engins volants à ailes battantes  en tenant compte d'un point positif : la faible gravité martienne et d'un point négatif la faible masse volumique de l'air martien (mais çà reste à voir car si la portance est réduite, la trainée aussi )
Quelques pistes:
De la libellule au microdrone : comment les insectes nous apprennent à voler
La méduse volante
Entonews

Aurons nous un jour sur Mars des compétitions sous les verrières martiennes en ornithoptère comme ceux imaginés par Léonard de Vinci ?

Mais n'oublions pas la voie terrestre  et là faisons aussi preuves d'imagination avec :
des bicycles, tricycles , des tétracycles ... plus connus sous le nom d' automobiles ,voire d'autos ... et plus 
Ah, j'oubliais les monocycles !
...des chenilles des jambes , ou sans avec reptation
Aéroglisseurs,etc.
Quant à la voie souterraine, nous attendrons plus d'infrastructures , sauf pour les taupes mécaniques
et pour la voie maritime , nous attendrons la Terraformation  ! ;)

Pour être dans l'esprit de ce post, vous remarquerez que j'ai changé ma devise ... ou plutôt copié  celle de Léonard de Vinci 

Giwa a écrit:[...]
Aéroglisseurs,etc.

Ça, à mon avis, ça pourrait être pas mal. Reste à voir la faisabilité : il faut réussir à insuffler suffisamment d'air sous l'engin. Mais avec la gravité 1/3 de G, ça aide déjà.
On avait démontré, je crois, quelque part dans ce topic, que les éoliennes pouvaient fonctionner et être rentables sur Mars. En prenant le principe à l'envers, ça devrait vouloir dire qu'on peut turbiner l'air assez efficacement pour générer le coussin d'air.
Si l'aéroglisseur n'aiment pas vraiment les montées ou les trous, ils peut circuler assez rapidement sur du terrain caillouteux plat.

Akwa a écrit:

Giwa a écrit:[...]
Aéroglisseurs,etc.

Ça, à mon avis, ça pourrait être pas mal. Reste à voir la faisabilité : il faut réussir à insuffler suffisamment d'air sous l'engin. Mais avec la gravité 1/3 de G, ça aide déjà.
On avait démontré, je crois, quelque part dans ce topic, que les éoliennes pouvaient fonctionner et être rentables sur Mars. En prenant le principe à l'envers, ça devrait vouloir dire qu'on peut turbiner l'air assez efficacement pour générer le coussin d'air.
Si l'aéroglisseur n'aiment pas vraiment les montées ou les trous, ils peut circuler assez rapidement sur du terrain caillouteux plat.

Intéressant, mais il y aurait toute une technologie à développer en particulier pour les hélices en atmosphère raréfiée.
Effectivement, il y aurait aussi le problème de l'itinéraire  avec des déclivités pas trop importantes : à ce sujet , toutefois la gravité qui n'est plus que le tiers de celle de la Terre et doit donc permettre d'aborder de plus fortes pentes.

Une autre idée pour le coussin d'air : embarquer de la neige carbonique que l'on sublimerait à la demande moyennant une source de chaleur qui pourrait être une réaction chimique comme celle avec le magnésium: CO₂(s) +2 Mg(s) = C (s) +2 MgO (s);
certes une telle réaction ne produit pas de gaz, mais elle doit être capable de sublimer une quantité importante de CO₂ environnant par la chaleur de réaction.

Giwa a écrit:
Intéressant, mais il y aurait toute une technologie à développer en particulier pour les hélices en atmosphère raréfiée.
Effectivement, il y aurait aussi le problème de l'itinéraire  avec des déclivités pas trop importantes : à ce sujet , toutefois la gravité qui n'est plus que le tiers de celle de la Terre et doit donc permettre d'aborder de plus fortes pentes.

Une autre idée pour le coussin d'air : embarquer de la neige carbonique que l'on sublimerait à la demande moyennant une source de chaleur qui pourrait être une réaction chimique comme celle avec le magnésium: CO₂(s) +2 Mg(s) = C (s) +2 MgO (s);
certes une telle réaction ne produit pas de gaz, mais elle doit être capable de sublimer une quantité importante de CO₂ environnant par la chaleur de réaction.

Ton moteur à magnésium est une idée géniale, sur Mars et sur Vénus. Ça permettrait de faire des moteurs à explosion ou des turbines fonctionnant à la poudre de magnésium (ou à une solution de magnésium, je ne sais pas si c'est possible ?).

Par contre, sublimer du CO2, pourquoi pas, mais ton autonomie sera super-limitée. Mieux vaut un puissant compresseur centrifuge je pense.
D'autant que la propulsion de l'aéroglisseur se fait également par hélice : il faudra donc qu'elles fonctionnent par 0.06 bars.

Pour ma part, je me demandais si un engin type Morpheus ne ferait pas l'affaire.


On doit transporter la charge sur plusieurs milliers de km et il n'y a pas besoin d'étapes au sol. Un vol balistique dans une atmosphère raréfiée est-elle inenvisageable ?
Evidemment ce "transporteur" devrait avoir l'autonomie requise en ergols pour parcourir une telle distance et gérer l'atterrissage ... ce qui n'est probablement pas simple.

A moins qu'un Grasshopper martien puisse combiner des réservoirs d'ergols et le réservoir d'eau à transporter.

La voie des airs me semble la meilleure façon de ne pas être embêté par des obstacles terrestres, même si la société du "chemin sans embuches" a déjà postulé pour épierrer quelques milliers de km de non-pistes   (ceci est une blague )

montmein69 a écrit:Pour ma part, je me demandais si un engin type Morpheus ne ferait pas l'affaire.


On doit transporter la charge sur plusieurs milliers de km et il n'y a pas besoin d'étapes au sol. Un vol balistique dans une atmosphère raréfiée est-elle inenvisageable ?
Evidemment ce "transporteur" devrait avoir l'autonomie requise en ergols pour parcourir une telle distance et gérer l'atterrissage ... ce qui n'est probablement pas simple.

A moins qu'un Grasshopper martien puisse combiner des réservoirs d'ergols et le réservoir d'eau à transporter.

La voie des airs me semble la meilleure façon de ne pas être embêté par des obstacles terrestres, même si la société du "chemin sans embuches" a déjà postulé pour épierrer quelques milliers de km de non-pistes   (ceci est une blague )

Cela dépend à quel stade d'évolution on se place?
 Pour les premiers temps de cette colonisation , cela me parait effectivement la solution la plus "simple" à utiliser, même si ce n'est pas le plus économique.

Je me positionne plutôt sur les premières missions "longues" même s'il ne s'agit pas encore d'implantation permanente.
Séjourner plusieurs dizaines de mois, nécessiterait déjà l'utilisation de ressources locales, à la fois pour "tenir" sans avoir besoin de ravitaillement terrestre trop important, et pour tester les techniques d'extraction/transformation qui pourront être laissées en fonctionnement avec stockage des "produits" pour la prochaine visite.

On se rend compte que tout est complexe, vu les contraintes (climat équatorial pour installer la base ..... éloignement de la calotte polaire pour avoir de l'eau accessible)
Se rabattre sur l'extraction de l'eau du sol équatorial .... ne serait pas simple, mais peut-être une étape nécessaire au début.

PS 1 : les techniques utilisant du Magnésium peuvent-elles compter sur une production locale de ce métal ?

PS 2 : les tous premiers transports pour rapporter des substances à transformer, devront être au moins "neutre" en terme de carburant. On doit rapporter de quoi en fabriquer autant que ce qui a été consommé pour aller le chercher (et bien sûr avec un bonus dans l'idéal) . Sachant que la "consommation initiale" se fera sur des réserves apportées de la Terre.