Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

Pour un cours accéléré sur les ballons :
http://inter.action.free.fr/publications/zep.pdf

Quelques rappels historiques sur les techniques (terrestres) pour le confinement de l'hydrogène.

Pour les ballons souples et semi-rigides (qu'on devrait en fait appeler semi-souples), la paroi fait l'étanchéité et transmet les efforts. Elle sert de structure. La forme du ballon est déterminée par la pression qui règne à l'intérieur . Plus le ballon est gros, plus il faut élever la pression pour tenir la forme, et comme le dimensionnement d'une paroi gonflée est directement fonction du rayon de courbure, un gros ballon souple devient rapidement trop lourd. C'est ce qui a justifié la création des ballons rigides, à partir d'une certaine taille.
Dans le type "ballon rigide", on dissocie en effet la fonction mécanique de la fonction "étanchéité au gaz". Cela permet de réaliser une structure mécanique avec les matériaux adaptés les
plus légers (aluminium pour les Zeppelins, bois) avec une épaisseur convenable (moment d'inertie élevé pour obtenir la légèreté).
La fonction "paroi d'étanchéité au gaz" ne servant plus à "tenir" le ballon, elle peut se réaliser avec un matériau très léger qui se contente de transmettre l'effort statique du gaz de remplissage, localement, à la paroi rigide.
On a utilisé pour cela dans les zeppelins du coton couché de baudruche. La baudruche est la paroi de l'intestin de vache, dont la structure lipidique la rend assez étanche aux gaz de petite taille
moléculaire. Des masses de paroi de 90 g/m2 ont ainsi été atteintes.

Evidemment l'atmosphère martienne, la gravité, sont différentes, et on dispose de "nouveaux matériaux".

Tout de meme, un engin plus grand qu'un gros porte conteneurs pour une charge utile de 1 t cela laisse réveur. Il faudra se méfier du moindre vent latéral.

Il y a déjà eu des études de Ballon sur Mars, qui plus es Française, projet avorté mais l'étude théorique et expérimentale doit exister (thèse?).. Voir Zodiac Marine, Division Espace (Toulouse)... Les spécialistes du sujet !

hector 45 a écrit:Tout de meme, un engin plus grand qu'un gros porte conteneurs pour une charge utile de 1 t cela laisse réveur. Il faudra se méfier du moindre vent latéral.

Les turbulences dont nous ne savons pas grand chose sur Mars peuvent également être redoutables sur une telle surface portante. Le fait d'avoir vu des tourbillons de poussière sur des documents
photo peut laisser penser que ces turbulences sont probables voire dangereuses même en atmosphère raréfiée.

Eloi a écrit:
* Capacité d'emport : 1 t

Il faut donc importer de la Terre 1.8+1.6=3.4 t. Le dirigeable transportant annuellement 16 t, il est "remboursé" en quelques mois.

Parmi les points durs à vérifier :
* faisabilité d'un dirigeable souple de cette taille, en atmosphère martienne
* impact des vents sur Mars sur la disponibilité
* taille et masse de la propulsion

Un film photovoltaïque peut sans doute diminuer la consommation de combustible, avantageusement en terme de masse.

Astro-notes a écrit:

hector 45 a écrit:Tout de meme, un engin plus grand qu'un gros porte conteneurs pour une charge utile de 1 t cela laisse réveur. Il faudra se méfier du moindre vent latéral.

Les turbulences dont nous ne savons pas grand chose sur Mars peuvent également être redoutables sur une telle surface portante. Le fait d'avoir vu des tourbillons de poussière sur des documents
photo peut laisser penser que ces turbulences sont probables voire dangereuses même en atmosphère raréfiée.

Bien sûr, la conception d'un dirigeable martien n'est pas simple  et Eloi avait déjà évoqué les problèmes concernant l'impact des vents (macro-déplacements de l'air)  auxquels on peut ajouter les turbulences à différentes échelles   :"méso" ( plusieurs mètres et centaines de mètres) ; "mini" ; "micro",etc : voir La dimension fractale de la turbulence
Parmi ces turbulences, les "méso" me semblent être celles dont il faudra sans doute tenir compte pour la résilience (tenue mécanique) du dirigeable

Bien sûr si on calcule le rapport m _{u (}charge utile en tonnes) sur V( volume du dirigeable en m³  ) , ce rapport est bien plus petit que celui d'un navire porte-container ...mais est-ce vraiment la comparaison à faire ?  Comparons plutôt celui de cette masse utile à la masse totale : il sera certainement toujours nettement en faveur du porte -container, mais quand même pas dans les mêmes proportions.
D'après les données d'Eloi pour Tefnout  ;)  ce rapport est de 1/3,4 soit 29,4% donc environ un tiers  ou plutôt un quart si on tient compte des ISRU : ce qui est plus raisonnable.

J'ai du mal à considérer avec sérieux votre projet de dirigeable : faire un engin de 500m de long, reposant sur des technologies n'existant même pas, pour transporter une cuve d'1m³ (un cube d'1m de côté)....

Nan franchement, revenez au camion citerne, qui pourra transporter facilement et économiquement 45m³ d'eau par trajet, sans aucune sensibilité à la température, pression, vent, tourbillons, tempête, etc.

Si on est envisage un dirigeable électrique solaire-hydrogène de 500m, je pense qu'on peut envisager une véhicule de 8m x 2m, avec des roues ballon de 1.50 de diamètre, qui permettra de parcourir les 5000 km de l'équateur au pôle en 10 jours.

Soit, 18 aller-retour par an, soit 821m³ ramenés par an :D

Akwa a écrit:J'ai du mal à considérer avec sérieux votre projet de dirigeable : faire un engin de 500m de long, reposant sur des technologies n'existant même pas, pour transporter une cuve d'1m³ (un cube d'1m de côté)....

Nan franchement, revenez au camion citerne, qui pourra transporter facilement et économiquement 45m³ d'eau par trajet, sans aucune sensibilité à la température, pression, vent, tourbillons, tempête, etc.

Si on est envisage un dirigeable électrique solaire-hydrogène de 500m, je pense qu'on peut envisager une véhicule de 8m x 2m, avec des roues ballon de 1.50 de diamètre, qui permettra de parcourir les 5000 km de l'équateur au pôle en 10 jours.

Soit, 18 aller-retour par an, soit 821m³ ramenés par an :D

Chaque option est à considérer sans a priori que la voie soit terrestre ( sur le  sol martien) ou aérienne.

En ce qui me concerne, j'ai du mal à considérer plusieurs projets à la fois  et comme montmein69 et Eloi nous ont lancé sur cette piste aérienne du plus léger que l'air - comme on disait jadis - on y réfléchit ... mais tu peux toujours nous faire pendant ce temps une superbe étude d'un projet de camion-citerne martien car quand ces considérations sur la voie aérienne s’épuiseront, on y réfléchira aussi et si le travail est déjà avancé ... tant mieux !
Tiens une possibilité, c'est d'en faire un sujet spécifique, ce que l'on aurait peut-être dû faire aussi pour le dirigeable martien comme le suggérait lambda0 .. mais maintenant on est un peu trop avancé dans nos cogitations pour faire marche arrière... et puis tout çà a un côté formateur, non ? :)

Il va nous falloir aborder les moyens de propulsion  et commençons par le plus classique: l'hélice.
Déjà les dirigeables terriens ont des pales de grande envergure ce qui permet d'améliorer le rendement propulsif .
En effet si on dispose du fluide à éjecter dans l'atmosphère (contrairement aux fusées) alors à poussée égale, mieux vaut augmenter le plus possible le débit massique éjecté en réduisant la vitesse d'éjection : on peut ainsi utiliser une motorisation moins puissante .
(Rappelons que la quantité de mouvement est proportionnelle à la vitesse tandis que l'énergie cinétique à son carré)

Le problème , c'est que l'air martien étant très raréfié, les pales devront être de très grande envergure pour brasser l'air nécessaire 
...mais attention au mur du son en bout de pales surtout que l'air martien étant principalement composé de dioxyde de carbone, gaz triatomique et la température étant plus basse, la vitesse du son n'est plus que d'environ 800 km/h

page 6/8 :http://www.vivelascience.com/fichiers/ecole/exoatmoscorrige.pdf

Alors il sera peut-être nécessaire d'avoir plusieurs hélices plus courtes pour éviter les régimes transsoniques en bout de pale ?

Faudra-t-il envisager des hélices tripales ou plus, voir octa-pales comme celles de l'A400 M ?

Giwa a écrit:En même temps que de procurer l'énergie électrique utile au fonctionnement du dirigeable , la présence d'un film photovoltaïque souple serait aussi une barrière à  la diffusion du dihydrogène.

Astro-notes a écrit:Oui giwa, tu as raison de le rappeler, car une telle surface d'enveloppe envisagée doit engendrer un sacré suintement d'hydrogène !

Je me suis donc fendu d'un petit peu de calcul pour cela

Une enveloppe de masse spécifique 0.05 kg/m-2, avec une masse volumique de 4000 kg.m-3 a une épaisseur de ~ 12 µm. Celle du Zeppelin NT est constituée d'un sandwich Tedlar, Polyester, Polyuréthane et sous cette hypothèse de masse volumique, aurait une épaisseur de 60 µm.

On calcule le flux de diffusion de la façon suivante (approximation de la loi de Fick) :

F = P * (p_i - p_e) / e

Où :

F : flux de diffusion [m3(TPN)/m-2/s]
P : perméabilité de la paroi
p_i : pression interne
p_e : pression externe
e : épaisseur de la paroi

La perméabilité au H2 est évoqué dans un post de futura-science :

multiplier ces valeurs par 10^-10pour avoir des
cm³ TPN.mm.sec^-1cm^-2.cmHg^-1
excusez l'unité batarde mais c'est donné comme ca dans l'encyclopedie des gaz air liquide

caoutchouc naturel ( latex ) : 492
caoutchouc butyle : 74
thiokol S : 16

permeation de l'helium a travers les elastomere a 25°C
multiplier ces valeurs par 10^-10pour avoir des
cm³ TPN.mm.sec^-1cm^-2.cmHg^-1

caoutchouc naturel ( latex ) : 312
caoutchouc butyle : 84
polyethylene : 7.6
chlorure de polyvinylidene : 0.82

Il n'y a pas les matériaux du Zepellin NT dans cette liste, nous les comparerons comme ordre de grandeur.

Il y a à ce jour 300 kg d'H2 dans l'enveloppe de Tefnout, pour un volume de 420.000 m3 et une surface d'enveloppe de 37000 m2. Si :
* sur un trajet de 11 j AR,
* on tolère 1% de perte,

alors, si ce calcul est juste, cela signifie que la perméabilité de l'enveloppe doive être de 40 dans les unités du post de futura ci-dessus. Cela ne semble pas infaisable a priori.

Ce qui est intéressant avec le trajet de 11j AR, c'est qu'il est alors possible de recharger en H2 (~qq kg) à la base polaire, laquelle ne devrait en principe pas en manquer (c'est le gisement d'eau mais aussi de H2+O2 pour fournir le combustible de Tefnout). Cette même raison est intéressante vis-à-vis du besoin éventuel en dégazage à l'arrivée de la bordure de la calotte : le dirigeable peut dégazer en H2 à l'arrivée en bordure de calotte boréale pour diminuer son altitude de quelques kilomètres, ce n'est pas un problème puisque c'est là qu'il se fournit en H2.

hector 45 a écrit:Tout de meme, un engin plus grand qu'un gros porte conteneurs pour une charge utile de 1 t cela laisse réveur. Il faudra se méfier du moindre vent latéral.

Oui, c'est vrai que c'est colossal, mais par principe, si ca peut exister (= si ca flotte) ca ne pèsera pas grand'chose, et c'est le poids qui est dimensionnant s'il faut l'importer depuis la Terre.

Pour ce qui est du vent latéral, on peut essayer de se faire une idée. La surpression à l'intérieur du dirigeable est de 30 Pa : ce serait la pression dynamique imposée par un vent de 230 km/h, à supposer que le dirigeable soit alors ancré dans le sol. Le danger n'est peut-être pas structurel : par contre comme vous le dites, il ne faut pas qu'une petite brise quotidienne écarte le dirigeable de sa route sans qu'il soit possible de compenser. Le fait de prévoir une vitesse de croisière de 40 km/h est peut-être bien trop léger par rapport à ca.

Il y a en tout cas plein de relevés des aterrisseurs et rovers martiens sur les vents et leur direction. C'est très riche !

Akwa a écrit:J'ai du mal à considérer avec sérieux votre projet de dirigeable : faire un engin de 500m de long, reposant sur des technologies n'existant même pas, pour transporter une cuve d'1m³ (un cube d'1m de côté)....

[...]

Si on est envisage un dirigeable électrique solaire-hydrogène de 500m

[...]

En dirigeable souple (comme le Goodyear Blimp) et sans film photovoltaïque + électrolyseurs, et donc uniquement sur réservoir, Tefnout ne mesure plus "que" 272 m de longueur. Côté techno ce n'est pas inexistant :
* dirigeable souple, certains volent aujourd'hui, d'autres dans le passé ont pu mesurer jusqu'à 120 m et voler jusqu'à > 100 km/h
* moteurs électriques pour un total 3 cv / 2 kW
* ~ 3 kW de pompe à combustible
* téléguidage

Il n'y a rien d'inconnu là-dedans (en tous cas sur Terre)

Si l'on prévoit la combo photovoltaïque + électrolyseurs, on peut peut-être espérer réduire de 1 t la masse de "combustible". Dans ce cas-là cela réduit un peu la longueur à 250 m (= Hindenburg) et le volume représente 150% de celui de l'Hindenburg (pour un poids importé de la Terre beaucoup plus faible). Mieux vaut peut être alors garder la dimension de 272 m mais doubler la charge utile.

Je suis par contre entièrement d'accord avec vous sur le fait que la météo locale pourrait rendre le projet totalement infaisable.

Eloi, est-ce que par hasard tu n'aurais pas fait tes calculs à température ambiante Terrestre (18°C), sans tenir compte du fait que ce ne sont pas du tout les mêmes températures sur Mars ?

La température varie beaucoup entre le jour et la nuit sur Mars, et descend plusieurs dizaines de degrés au dessous de zéro dès qu'on monte en latitude et en altitude ?
Par exemple, sur le site de Curiosity, ces derniers jours, la température a varié de -90°C a -12°C. A ces température, ton hydrogène est beaucoup plus dense, et ton ballon ne volera pas.

Autre problème que tu as oublié, et qu'on a constaté avec les sondes Viking : la vapeur d'eau se condense la nuit sur le sol et les surface froides, et gèle.
Au sortir de la nuit, ton dirigeable sera couvert de givre, et son poids multiplié par 10....

Akwa a écrit:Eloi, est-ce que par hasard tu n'aurais pas fait tes calculs à température ambiante Terrestre (18°C), sans tenir compte du fait que ce ne sont pas du tout les mêmes températures sur Mars ?

J'ai bien réalisé les calculs à -63°C, température moyenne sur Mars

Akwa a écrit:La température varie beaucoup entre le jour et la nuit sur Mars, et descend plusieurs dizaines de degrés au dessous de zéro dès qu'on monte en latitude et en altitude ?
Par exemple, sur le site de Curiosity, ces derniers jours, la température a varié de -90°C a -12°C. A ces température, ton hydrogène est beaucoup plus dense, et ton ballon ne volera pas.

C'est effectivement la faiblesse d'un dimensionnement à la température moyenne. Les relevés des atterrisseurs montrent également une forte variation saisonnière de la pression (dégazage saisonnier des calottes de CO2) : le dirigeable devra nécessairement être adapté à ces changements, en plus de ceux induits par les changements d'altitude entre base polaire et base équatoriale. Un réservoir d'H2+compresseur électrique de quelques kW devront probablement être prévus pour limiter le gâchis d'H2 sauf s'il est possible de prévoir un rechargement à la base polaire.

Je compte poursuivre ce développement, que je trouve pour ma part très amusant et qui pousse intrinsèquement à mieux connaître Mars : c'est passionnant. J'espère avoir le temps de concevoir cet aspect des variations de pression pour le dimensionner au moins pour une accessibilité complète et en toutes saisons à l'hémisphère boréal.

J'espère in fine faire valoir le taux de disponibilité de 50% soit en l'augmentant si des solutions existent ou en espérant que ce soit une provision suffisante pour éviter d'avoir à faire voler Tefnout dans des conditions météorologiques trop coûteuses en terme de dimensionnement.

Akwa a écrit:Autre problème que tu as oublié, et qu'on a constaté avec les sondes Viking : la vapeur d'eau se condense la nuit sur le sol et les surface froides, et gèle.
Au sortir de la nuit, ton dirigeable sera couvert de givre, et son poids multiplié par 10....

C'est effectivement un possible problème : je m'y penche dès que j'en ai l'opportunité. Merci pour tes commentaires !

Je m'aperçois avoir fait une erreur significative sur le calcul de l'énergie dépensée par Tefnout à creuser son "tube d'air", autrement dit le travail contre la force de traînée sur les 5300 km entre les deux bases. C'est une très bonne nouvelle car l'erreur allait dans le mauvais sens : il était finalement assez affolant de voir toute l'énergie dépensée, pourtant en ténue atmosphère martienn.

Voici un nouveau dimensionnement pour Tefnout : le gain en masse est reporté en charge utile et un peu en vitesse ; si l'on choisit de diminuer la taille du dirigeable, l'augmentation du ratio surface/volume est en première approche défavorable. Il est possible toutefois in fine que le dirigeable soit trop grand pour être manoeuvré auquel cas il faudra s'y résoudre. Le gain en vitesse est toujours défavorable vis-à-vis du débit annuel final, il est toutefois intéressant puisqu'il permet de lutter contre le vent plus efficacement.

Voilà les données
* Tefnout mesure toujours 272 m de long et 54 m de diamètre, pour un volume de 420000 m3, soit ~ 2 Hindenburg.
* C'est toujours un dirigeable souple (blimp) dont l'enveloppe à une masse surfacique de 0.05 kg.m-2 et pressurisé à 630 Pa (pour une atmosphère à 600 Pa).
* il y a donc ~1.9  t pour l'enveloppe et 0.3 t de H2.
* Vitesse moyenne : 60 km/h
* On considère un C_x=0.1
* la force de traînée représente 477 N soit une puissance de 8 kW (11 cv)
* le travail sur le trajet de 11000 km est de 5.2e9 J.
* On suppose un ravitaillement en combustible à la base polaire et à la base équatoriale. Le produit de combustion (eau) est conservé au cours du trajet, ce qui représente entre autres un avantage notamment en terme d'équilibre du dirigeable sur la longueur de son trajet.
* On suppose un propulseur électrique de rendement 80% et une pile à combustible de rendement 60%.
* Le combustible (H2+O2) représente alors ~0.4 t (notable réduction).
* On suppose 1.6 t pour les servitudes (moteurs, piles à combustible et commandes... reste à vérifier la faisabilité).
* La capacité d'emport est alors de : ~2 t
* le débit annuel est alors de 48 t/an (~ 130 personnes) avec toujours une disponibilité de 50%.

La masse à importer de la Terre est de 1.6 t + 1.9 t ~ 3.5 t. Tefnout est "remboursé" en ~ 1 mois.

Je me suis intéressé à la contrainte mécanique de membrane dans l'enveloppe pressurisée.

La contrainte mécanique est calculée de la manière suivante : on considère l'enveloppe comme un cylindre infini à son diamètre maximal ; l'expression est la suivante :

p_m = (p_i - p_e) * R / (2*e_M)

Où :

p_m : contrainte de membrane tangentielle
p_i : pression interne
p_e : pression externe
R : rayon maximal de l'enveloppe
e_M : épaisseur de la membrane

Le Zeppelin NT a une masse surfacique de 0.25 g.m-2, ce qui correspond à une épaisseur de ~60 µm à 4300 kg.m-3. Le calcul pour une surpression de 5% et un diamètre de 14.5 m (qui semble être le diamètre de l'enveloppe) donne une contrainte de membrane tangentielle de 300 MPa.

Pour Tefnout à 0.05 g.m-2, et une épaisseur de 12 µm, une surpression de 5%=30 Pa et un diamètre de 54 m, le calcul donne une contrainte de 34 MPa. Par rapport au Zeppelin NT, il y a donc une marge d'un facteur 10. Cette marge peut être exploitée pour permettre un dirigeable souple de 272 m, ou alors pour diminuer la masse surfacique de l'enveloppe, tout en respectant un minimum de perméabilité.

Faisons fi pendant un instant de la manœuvrabilité et de la perméabilité : supposons que l'on puisse se permettre de fonctionner à la même tension, avec une épaisseur de 1.5 µm, pour une masse surfacique de 0.0064 kg.m-2 (plus fine encore que le Redbull Stratolaunch). On peut alors proposer une version de Tefnout  transportant 3.6 t d'eau par trajet, soit 86 t.an-1 à 50% de disponibilité pour une masse importée de 1.6 t + 0.3 = ~ 1.9 t. Tefnout est remboursé en un peu plus d'un demi trajet. Il est probable qu'une telle version soit trop extrémale pour exister mais elle est instructive sur un sorte de productivité maximale de ce type d'engin.

J'espère pouvoir proposer sous peu d'autres éléments.


PS : si de l'avis des modérateurs, il est préférable de déplacer le sujet "dirigeable martien" dans un autre sujet, pour ne  pas "diluer" le sujet principal de celui-ci, je n'ai aucune objection à ce que mes posts soient déplacés (voire à les déplacer moi-même si cela est possible   )

Eloi a écrit:
PS : si de l'avis des modérateurs, il est préférable de déplacer le sujet "dirigeable martien" dans un autre sujet, pour ne  pas "diluer" le sujet principal de celui-ci, je n'ai aucune objection à ce que mes posts soient déplacés (voire à les déplacer moi-même si cela est possible   )

Je ne suis pas modérateur, mais en tant qu'auteur de ce sujet, je te rejoins dans cette suggestion . 
En effet tes posts sont une mine d'informations sur les dirigeables et il serait dommage par la suite de ne pas pouvoir facilement y revenir  ce qui risque d'être le cas dans ce sujet plus général. 
Donc OK en ce qui me concerne, mais tout en gardant un lien hypertexte entre le sujet spécialisé que tu créerais et celui-ci.

Pour d'autres sujets, j'ai déjà procédé ainsi  et cela permet de faire des rapprochements entre sujets ... d'ailleurs comme on dit tout se tient! :)

[MODE BLAGUE] = ON

Eloi a écrit: Il est probable qu'une telle version soit trop extrémale pour exister

Elle serait de toute façon rejetée car la tendance est à éradiquer l'apologie d'un sexe contre l'autre  :blbl:

[MODE BLAGUE] = OFF

Baratong a écrit:Peut-on avoir une idée plus précise des dimensions et de la masse du système propulsif nécessaire? De même pour d'éventuelles gouvernes de direction ou de stabilisation?

Peut-être pourrait-on imaginer des hélices gonflables de grandes dimensions (représentant un volume non négligeable par rapport au corps du dirigeable) et qui participeraient à la portance ou du moins seraient neutres sur ce plan. Pour la stabilité du véhicule elles seraient contrarotatives et installées en "push-pull" par exemple.
Merci.

Il va falloir pour Mars faire preuve d'imagination comme ce fut le cas au début de la Conquête de l'Air par les plus légers que l'Air!
Exemple cet   Eagle' airship (vaisseau aérien "Aigle") de 1834.

 Malheureusement, le 17 août 1834, son filet s'étant rompu, le grand aérostat s'échappa et fut détruit avant d'avoir pu être expérimenté. Le Comte de Lennox regagna son pays où, après un nouvel échec à Londres, il mourut de désespoir

Voir: http://users.skynet.be/tintinpassion/VOIRSAVOIR/Ballon/pages_ballon/012_Ballon.html
Le monde était cruel et les railleries pouvaient conduire au désespoir ... l'est-il moins maintenant ? Et pourtant sans rêve où en serait - on maintenant ? Le comte de Lennox ne savait pas qu'un autre "Eagle " se poserait au siècle suivant sur la Lune !
En Guyane aussi, il n'y a pas que Kourou et ses fusées, mais aussi :Flottair

La situation telle qu'on l'envisage pour Mars est AMHA bien différente des débuts du "plus lourd que l'air" sur Terre. Peut-on dire que les "progrès technologiques" réalisés depuis cette époque, compenseront tous les impératifs d'une réalisation sur Mars (en difficultés et en coût) ?

Il faut investir pour créer des technologies nouvelles puisque l'engin fonctionnera dans des conditions bien différentes, travailler en "simulation" car il sera compliqué et cher (mais probablement incontournable) de créer une "chambre" suffisamment vaste pour tester - sur Terre - réellement dans ces conditions martiennes (avec de toute façon des modèles réduits )
Il faut ensuite créer le modèle réel, et étudier son transport depuis la Terre et son atterrissage (on choisira le site équatorial ou celui près de la calotte ?) dans une base qui devra être construite et permettre le déploiement, le gonflage (donc avec installation ISRU pour fabriquer le H₂) ..... à partir d'eau martienne ou apportée ? - ou une première livraison terrestre du gaz ??? -)

C'est un sacré défi. Mais c'est le prix à payer dès qu'on veut se passer du "lien avec la terre", qui permet de livrer tout ce qu'on veut .... mais en y mettant le prix du transport Terre ---> Mars et celui de l'affinage de la précision d'atterrissage pour une récupération aisée.

montmein69 a écrit:La situation telle qu'on l'envisage pour Mars est AMHA bien différente des débuts du "plus lourd que l'air" sur Terre. ...

Que ce soit pour ces plus lourds que l’air …ou pour les plus légers, il faudra sur Mars lire les bulletins météo.  D’accord les « dust devils » (les diables de poussières …et de surcroit "martiens" :affraid:  peuvent faire peur ! Mais bon il faut quand même relativiser après avoir visionné les
 tornades du Midwest sur notre « bonne » vieille Terre.

Un site bien documenté sur la Météorologie martienne dont on peut citer cet extrait pour nous rassurer, mais un peu seulement , car l'excès de confiance (comme pour le reste) peut gravement nuire:

 L'atmosphère martienne est très ténue et la pression atmosphérique représente moins de 1 % de la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer (6 millibars pour Mars contre 1013 millibars pour la Terre). Les vents n'ont en général pas suffisamment de force pour soulever et entraîner des grains de sable ou des particules de poussière. On estime que des vents soufflant à plus de 90 km/h sont nécessaires pour emporter la poussière. En comparaison, la sonde Pathfinder n'a observé que des rafales cinq fois plus faibles (18km/h en moyenne).

L'usure des bandes de roulement métallique de Curiosity après seulement un peu plus de 5 km  est une information dont il faudra tenir compte pour de futurs camions-citerne comme le préconise Akwa.

En tout cas il faudra se préoccuper du revêtement de ces bandes de roulement.

Peut-être que des élastomères à base de silicones fluorés comme ceux à groupements  Si(CH₃)₂O qui  maintiennent leurs bonnes propriétés rhéologiques et mécaniques à très basse température (-120°C) tout en résistant aux agressions chimiques et aux UV pourraient faire l'affaire : voir Silicones fluorés

Les silicones fluorés ont des propriétés particulièrement intéressantes du fait de leur structure chimique. En effet : -les liaisons Si-O-Si et C-F leur confèrent une thermo-stabilité assez élevée, une bonne inertie chimique, et une faible énergie de surface. - les groupements Si(CH3)2O maintiennent leurs bonnes propriétés rhéologiques et mécaniques à très basse température (-120°C).

Bien on peut si vous le voulez bien cogiter sur ces camions-citerne et leurs pneus !

Pourra-t-on voler dans l’atmosphère ténue martienne ? 

Le projet SolarStratos, s'il se réalise, pourrait nous donner la réponse puisqu'il s'agit de voler à 25 km d’altitude au dessus de la Terre  avec un avion solaire , donc dans des conditions de pression et de température  qui se rapprochent de celles de Mars à proximité de son sol. 
N'oublions pas de plus que Mars aurait alors un avantage par rapport à la Terre avec une gravité du tiers de cette dernière qui compenserait grandement l'ensoleillement plus réduit des cellules photovoltaïques en permettant une envergure d'ailes et une surface de panneaux solaires plus grandes à contrainte mécanique équivalente.

Giwa a écrit:Pourra-t-on voler dans l’atmosphère ténue martienne ? 

Le projet SolarStratos, s'il se réalise, pourrait nous donner la réponse puisqu'il s'agit de voler à 25 km d’altitude au dessus de la Terre  avec un avion solaire , donc dans des conditions de pression et de température  qui se rapprochent de celles de Mars à proximité de son sol. 
N'oublions pas de plus que Mars aurait alors un avantage par rapport à la Terre avec une gravité du tiers de cette dernière qui compenserait grandement l'ensoleillement plus réduit des cellules photovoltaïques en permettant une envergure d'ailes et une surface de panneaux solaires plus grandes à contrainte mécanique équivalente.

Nous avons peut-être déjà la réponse à : Pourra-t-on voler dans l’atmosphère ténue martienne ? 

15 août 2001, 00 h 00 L'avion expérimental Helios qui fonctionne à l'énergie solaire avec une envergure de 80 m et 14 hélices pour la propulsion, a battu lundi le record du monde d'altitude en vol horizontal durable en atteignant l'altitude de 96 500 pieds (soit environ 32,16 km) au-dessus du Pacifique. Cet engin, télécommandé à distance, pourrait être une alternative aux coûts astronomiques des satellites d'observation de la Terre.

Source : http://www.notre-planete.info/actualites/actu_36_elios_record_altitude.php


Raison de plus pour suivre le sujet ouvert sur FCS : Projet Solar Stratos (planeur stratosphérique)

Reste la question actuelle .... ce type de planeur pourrait-il évoluer en automatique ? Ou aurait-t'il absolument besoin d'un pilote ?

montmein69 a écrit:Reste la question actuelle .... ce type de planeur pourrait-il évoluer en automatique ? Ou aurait-t'il absolument besoin d'un pilote ?

On peut faire confiance en la robotique du futur pour pouvoir le faire évoluer en automatique ... même pour le transport de passagers.

Quand sur notre planète Terre, la conduite robotisée des voitures se profile à l'horizon des années 2020/2030 ... cela devrait pouvoir se faire dans l'espace aérien moins encombré de Mars quelques décennies plus tard !

Question subsidiaire :
Une mission automatique pourrait-elle débarquer/assembler/rendre opérationnel un tel engin, ou faudrait-il des "mécaniciens" présents pour faire cela ?