[SpaceX] Avenir, perspectives et opinions (1/4)

Sans être un aficionados de Spacex - expression que j'évite malgré que certain nous explique qu'il n'y a aucune moquerie dans l'utilisation de cette expression espagnol - au moins Space X réactive cet espace...Bon , mais voilà que contaminé, je viens de l'utiliser à l'insu de mon plein gré   
En tout cas je suis avec intérêt ce sujet ... ne disons pas avec ferveur sinon ...  ;)

Kudos a écrit:

Henri a écrit:C'est vrai que cette trajectoire là, je la connais assez mal... Mais ça nous fait encore un roundtrip de 450 jours (près de 15 mois) .

Ah OK, c'est bon à savoir, donc un MCT pourrait faire un aller-retour lors de chaque fenêtre de lancement. Même s'il met 15 mois à le faire cela lui laissera des mois pour être révisé et repréparé.
Y-a-t'il moyen d'avoir une confirmation définitive, surtout de la durée de 120 jours (4 mois) pour le voyage aller?

En fait, 120 jours me parait un peu optimiste, 150-160 jours serait plus raisonnable, mais ça ne remet pas en question le type de trajectoire décrit plus haut : on peut bien revenir avant la fenêtre de lancement suivante de cette façon.
Cette trajectoire n'a pas beaucoup de succès dans les études de missions martiennes parce qu'elle conduit les astronautes à passer beaucoup de temps dans l'espace sur le segment de retour (et de plus, en s'approchant du soleil jusqu'à l'orbite de Vénus) pour un séjour sur Mars assez court.
De plus, en propulsion chimique, ce ne serait praticable qu'avec un ravitaillement sur Mars.

Mots clés : Mars short stay mission, Mars opposition class mission
On peut aussi jeter un oeil aux cycleurs d'Aldrin

lambda0 a écrit:En étudiant le sujet, les gens de SpaceX vont peut-être se rendre compte qu'un tir direct de 100 tonnes vers Mars en propulsion chimique est acceptable pour quelques missions ponctuelles, mais pas très optimal pour un trafic régulier plus important.
Le MCT serait un vaisseau à propulsion plasmique effectuant les navettes Terre-Mars, depuis l'orbite basse. L'assemblage peut être un peu pénible (enfin, quand même moins que l'ISS avec un lanceur de bonne capacité), mais une centrale solaire électrique de 10 MW peut bien avoir une durée de vie de 10-15 ans (si on ne veut pas se compliquer la vie avec le nucléaire).
Et on peut avoir intérêt à découpler transport de fret -sur trajectoire économique- et transport de personnel -sur trajectoire rapide-.
Sujets souvent développés par ici...

Si j'ai bien compris la philosophie de Musk : si la propulsion électrique l'intéresse, je pense qu'il regarderait d'abord ce qu'on peut faire avec des technos un peu matures, moteur à effet Hall et centrale solaire par exemple. Mais d'ici à ce que cela devienne vraiment d'actualité, le Vasimr devrait aussi avoir volé.

L'idée centrale sur lequel s'appuie Space x est que si on met au point la fusée récupérable, le rapport de masse devient moins crucial et que l'on peut se permettre d'avoir une fusée un peu plus lourde quitte à consommer plus d'ergols... mais dans la mesure du raisonnable tout de même.
Alors la fusée chimique retrouve de l'intérêt au moins jusqu'à Mars pour le transport habité tant que la propulsion électrique ne permettra pas des poussées suffisantes pour la remplacer.
Mais effectivement, on peut très bien envisager de séparer le transport du matériel du transport des passagers, le premier pouvant s'effectuer plus lentement avec les technologies de propulsion électrique déjà mises au point : les cargos spatiaux ! ;)

lambda0 a écrit:

Cette trajectoire n'a pas beaucoup de succès dans les études de missions martiennes parce qu'elle conduit les astronautes à passer beaucoup de temps dans l'espace sur le segment de retour (et de plus, en s'approchant du soleil jusqu'à l'orbite de Vénus) pour un séjour sur Mars assez court.
De plus, en propulsion chimique, ce ne serait praticable qu'avec un ravitaillement sur Mars.

C'est exactement ce qui est prévu.
De plus le but est justement d'y envoyer des colons, pas de les faire revenir. Celui qui voudra rentrer devra passer 9 mois dans l'espace, ce n'est malgré tout pas insurmontable.

On aurait levé un sacré lièvre que d'avoir collectivement déduit le plan de vol précis des MCT à partir des déclarations vagues de SpaceX sur le sujet...

Henri a écrit:On aurait levé un sacré lièvre que d'avoir collectivement déduit le plan de vol précis des MCT à partir des déclarations vagues de SpaceX sur le sujet...

Et surtout un plan qui soit valable en toutes saisons et quelques soient les positions relatives de le Terre et de Mars... puisqu'une fois les colons installés, on doit pouvoir s'ils le souhaitent les rapatrier sur Terre sur simple demande.

Henri a écrit:On aurait levé un sacré lièvre que d'avoir collectivement déduit le plan de vol précis des MCT à partir des déclarations vagues de SpaceX sur le sujet...

Si Musk a déclaré que l'idéal serait un aller-retour lors d'une même fenêtre (et c'est logique puisqu'en procédant de la sorte il leur faudrait deux fois moins de MCTs pour transporter le même nombre de colons et la même quantité de matériel que s'ils devaient attendre la fenêtre suivante) et que c'est faisable en utilisant la trajectoire d'opposition dont parle lambda0 alors il est raisonnable de penser que c'est logiquement l'architecture de mission qu'ils choisiront.

Kostya a écrit:

Henri a écrit:On aurait levé un sacré lièvre que d'avoir collectivement déduit le plan de vol précis des MCT à partir des déclarations vagues de SpaceX sur le sujet...

Et surtout un plan qui soit valable en toutes saisons et quelques soient les positions relatives de le Terre et de Mars... puisqu'une fois les colons installés, on doit pouvoir s'ils le souhaitent les rapatrier sur Terre sur simple demande.

En fait, on ne peut pas revenir quand on veut avec ce type de trajectoire. Si le vaisseau ne repart pas dans les 30 à 60 jours après son arrivée, le temps de retour s'allonge très vite démesurément.

lambda0 a écrit:En fait, on ne peut pas revenir quand on veut avec ce type de trajectoire. Si le vaisseau ne repart pas dans les 30 à 60 jours après son arrivée, le temps de retour s'allonge très vite démesurément.

Juste un truc : en parlant de cette trajectoire d'opposition tu as écrit "en s'approchant du soleil jusqu'à l'orbite de Vénus". 
Question : cette trajectoire de retour sera-t-elle possible tous les 26 mois sachant que la position de Vénus variera forcément lors de chaque fenêtre de lancement martienne?

Ca marche aussi sans l'assistance de Vénus mais ça coute plus cher en propergol. De plus, le temps de retour peut varier dans des proportions importantes suivant le type de conjonction martienne (aphélique ou périphélique, différences dues à l'excentricité importante de l'orbite martienne), mais c'est vrai aussi pour les trajectoires plus classiques.
Bon, si ça t'intéresse, je vais voir si je retrouve plus de détails dans mes docs demain.

Kudos a écrit:

Henri a écrit:On aurait levé un sacré lièvre que d'avoir collectivement déduit le plan de vol précis des MCT à partir des déclarations vagues de SpaceX sur le sujet...

Si Musk a déclaré que l'idéal serait un aller-retour lors d'une même fenêtre (et c'est logique puisqu'en procédant de la sorte il leur faudrait deux fois moins de MCTs pour transporter le même nombre de colons et la même quantité de matériel que s'ils devaient attendre la fenêtre suivante) et que c'est faisable en utilisant la trajectoire d'opposition dont parle lambda0 alors il est raisonnable de penser que c'est logiquement l'architecture de mission qu'ils choisiront.

Et aussi, Musk avait lâché que le MCT devrait faire le plein d'ergols sur Mars, sinon les rapports de masse redeviennent à nouveau très lourdeaux comme l'indiquait lamda0.
Restera à prépositionner une unité ISRU imposante...

Henri a écrit:Et aussi, Musk avait lâché que le MCT devrait faire le plein d'ergols sur Mars, sinon les rapports de masse redeviennent à nouveau très lourdeaux comme l'indiquait lamda0.
Restera à prépositionner une unité ISRU imposante...

Oui le prépositionnement d'une ou de plusieurs unité(s) ISRU importante(s) est prévu depuis le début.

lambda0 a écrit:Ca marche aussi sans l'assistance de Vénus mais ça coute plus cher en propergol. De plus, le temps de retour peut varier dans des proportions importantes suivant le type de conjonction martienne (aphélique ou périphélique, différences dues à l'excentricité importante de l'orbite martienne), mais c'est vrai aussi pour les trajectoires plus classiques.
Bon, si ça t'intéresse, je vais voir si je retrouve plus de détails dans mes docs demain.

Oui ça m'intéresse, la question est de savoir si ce retour est possible quelle que soit la position de Vénus et au moins un mois avant l'ouverture de la fenêtre de lancement martienne suivante (un MCT n'aura probablement pas à rester 30 à 60 jours sur Mars, tu peux réduire cette durée à 15 jours si nécessaire).
Si tu peux me fournir la durée la plus courte et la plus longue possible de ce voyage de retour cela me serait très utile.

La trajectoire typique des missions de classe "opposition" (="short stay") est décrite dans le document suivant, en page 9 (schéma de gauche)
http://www.saylor.org/site/wp-content/uploads/2013/11/4-Decision_Package-Long_Short-clean.pdf
Schéma général :
- aller par trajectoire de Hohmann
- séjour court sur Mars, 30 à 60 jours
- retour en plongeant vers l'orbite de Vénus
Suivant la position de Vénus, une manoeuvre propulsive peut être requise pendant le vol de retour.
Durée totale, avec les hypothèses de cette étude : 550 à 660 jours

Ce ne sont pas des valeurs absolues, tout dépend des capacités des lanceurs, et d'autres études donnent des résultats différents avec des hypothèses et plans de vol différents. Et si on a des réserves pour être un peu plus énergétique qu'une trajectoire de Hohmann à l'aller, ces temps peuvent être réduits. Il n'y a pas non plus d'ISRU dans ce plan.

A+

EDIT:
Remarques sur les masses au départ de l'orbite basse terrestres (IMLEO) :
* page35, pour la CU de cette mission, l'IMLEO "short stay" est de l'ordre de 1200 tonnes, en excluant l'opposition la plus défavorable
* l'étude ESA/Aurora 2004 cite, pour mémoire, un "round trip" de 376 jours, donc nettement plus court, mais avec une IMLEO de ...45900 tonnes (pas d'ISRU, ni prépositionnement du véhicule de retour)

lambda0 a écrit:...
Remarques sur les masses au départ de l'orbite basse terrestres (IMLEO) :
* page35, pour la CU de cette mission, l'IMLEO "short stay" est de l'ordre de 1200 tonnes, en excluant l'opposition la plus défavorable
* l'étude ESA/Aurora 2004 cite, pour mémoire, un "round trip" de 376 jours, donc nettement plus court, mais avec une IMLEO de ...45900 tonnes (pas d'ISRU, ni prépositionnement du véhicule de retour)

Fichtre! Pas étonnant qu'au prix actuel du kg en LEO, ce genre de mission est évaluée aussi cher. Après, tout l'enjeu, c'est justement d'abaisser durablement et notoirement ce prix au kg. Enfin,en admettant qu'il soit divisé par 10, ce qui n'est pas encore demain la veille, ça fait quand même un projet au prix de l'ISS sans compter le coût de la CU même et des ISRUs envoyés en éclaireurs.

L'intérêt de ce type de missions est de raccourcir le temps aller, quitte à rallonger le temps retour pour déposer le plus vite un équipage sur Mars, mais rentrer (à vide) tout de même assez tôt pour réutiliser le vaisseau lors de la fenêtre de tir suivante. Là où elles peuvent se révéler frugales en IMLEO c'est en prépositionnant une ISRU conséquente sur Mars.

Henri a écrit:L'intérêt de ce type de missions est de raccourcir le temps aller, quitte à rallonger le temps retour pour déposer le plus vite un équipage sur Mars, mais rentrer (à vide) tout de même assez tôt pour réutiliser le vaisseau lors de la fenêtre de tir suivante. Là où elles peuvent se révéler frugales en IMLEO c'est en prépositionnant une ISRU conséquente sur Mars.

Oui c'est exactement ça, par contre tout le monde semblait convaincu par un voyage aller de 4 à 5 mois mais tout récemment Gwynne Shotwell a parlé de 6 à 8 mois :



Et si les sites sur le sujet ne disent pas trop n'importe quoi une orbite de transfert de Hohmann vers Mars prendrait de 7 à 9 mois, donc cette option n'est pas à écarter, d'autant plus qu'elle nécessiterait moins de carburant pour atterrir sur Mars vu la vitesse d'approche moins élevée.
Il faut que je potasse encore pas mal le sujet. Peut-on me confirmer que le Delta V nécessaire pour atteindre Mars est d'environ 15km/s ?

En partant de l'orbite basse terrestre, 3 à 4 km/s en trajectoire éco, ça doit faire 15 km/s en comptant depuis la surface terrestre.
Pour ce qui est du temps de vol de 7 à 9 mois, c'est le temps de vol en trajectoire économique, et ça varie suivant le type de conjonction martienne, suivant un cycle d'environ 15 ans. On peut éventuellement gagner quelques semaines avec une trajectoire un peu plus énergétique, si on dispose d'un peu plus de deltaV au départ, et descendre à 5 mois dans les cas favorables.

Commentaire sur le document précédent : ce n'est pas utilisable tel quel pour le problème du MCT, (dont, au passage, on ne sait à peu près rien), et les critères d'optimisation sont différents. Je l'ai pointé surtout pour illustrer ces trajectoires de retour.
Dans ce document, il s'agissait de minimiser l'IMLEO, en l'absence d'ISRU, mais on peut remarquer que la variable d'ajustement est la date de départ, qui devient assez irrégulière, pour bénéficier le plus souvent possible de l'assistance gravitationnelle par Vénus. Moyennant quoi, l'IMLEO peut descendre à 1200-1300 tonnes, plutôt que des dizaines de milliers.
Dans le cas du MCT, on ajoute la contrainte de synchroniser date de retour et fenêtre de tir Terre-Mars en conjonction (on bénéficie donc moins souvent de l'assistance de Vénus, ce qui nécessite une manoeuvre en cours de route), mais on supprime la contrainte de devoir emporter tout le propergol au départ.
Je pense que le vaisseau redécollant de Mars devrait quand être assez costaud pour fournir le deltaV d'une trajectoire d'opposition même lorsqu'on ne peut pas compter sur Vénus.
Ce document ne remplace pas une vraie optimisation avec ces nouveaux paramètres.
Et je n'ai pas souvenir d'études de missions de type "opposition" avec ISRU, les missions de type "opposition" étant traditionnellement moins étudiées que les missions "conjonction".

Mais le plus simple serait quand même qu'il y ait 2 MCT déphasés, pour pouvoir aller et revenir par la trajectoire de conjonction, ne serait-ce également que pour des raisons de redondance...

J'attends avec grand intérêt le plan de SpaceX  :)

A+

Tout comme moi et bien d'autres ! Mais nous savons déjà pas mal de choses sur le BFR-MCT : BFR monocore, puissance et ISP des moteurs, charge utile de 100 tonnes sur Mars, diamètre probable du MCT, volume approximatif de + 100 gros SUVs (dixit la vidéo), durée approximative du voyage, ravitaillement via dépôt en LEO et via ISRU sur Mars, etc...
Je vais tâcher de m'amuser à m'en faire une idée détaillée comme d'autres l'ont déjà fait (mais visiblement avec des erreurs car ne correspondant pas aux dernières informations), on verra bien lorsqu'ils dévoileront le tout si je ne serai pas tombé loin ou si je me serai complètement planté.
Je t'envoie par MP le message que j'ai envoyé à Henri, histoire de voir si ça peut aider, ensuite je pars bosser.

Vu ton message (que tu pouvais d'ailleurs publier ici). Et tout à fait d'accord avec Henri que les trajets en 60 jours, c'est totalement impraticable en propulsion chimique, et de loin.
Pour le reste, les IMLEO dépassant largement les 1000 tonnes comme tu l'évoque, ça reste quand même bien lourdingue même avec un lanceur de capacité 150 tonnes en orbite basse.
Et c'est à recommencer pour chaque tir.

Question idiote : comment on pose 100 tonnes sur Mars? Parce que bon, quand je vois l'usine à gaz pour poser les 900 kilos de Curiosity, je me dis que le principal obstacle est sans doute là. J'ai relu Cap sur Mars de Zubrin récemment, il est à peu près convaincant sur la plupart des sujets, mais sur celui-ci, j'ai un gros doute.

el_slapper a écrit:Question idiote : comment on pose 100 tonnes sur Mars? Parce que bon, quand je vois l'usine à gaz pour poser les 900 kilos de Curiosity, je me dis que le principal obstacle est sans doute là. J'ai relu Cap sur Mars de Zubrin récemment, il est à peu près convaincant sur la plupart des sujets, mais sur celui-ci, j'ai un gros doute.

Parmi les solutions envisagées, il y a les boucliers thermiques de grande surface, dépliables ou gonflables qui peuvent d'ailleurs être associés à la rétropropulsion.Voir le sujet de LuckySan:La rétropropulsion suprersonique

Et, le posé horizontal, tout bêtement? avec des skis correctement proportionnés et résistant.. on peut aussi aménager une piste d'amarissage ... ou c'est hors de propos?

el_slapper a écrit:Question idiote : comment on pose 100 tonnes sur Mars? Parce que bon, quand je vois l'usine à gaz pour poser les 900 kilos de Curiosity, je me dis que le principal obstacle est sans doute là. J'ai relu Cap sur Mars de Zubrin récemment, il est à peu près convaincant sur la plupart des sujets, mais sur celui-ci, j'ai un gros doute.

Le truc qui m'a le moins convaincu avec Zubrin est le retour. Si ma mémoire ne me trompe pas, il n'en parle quasiment pas. Il explique bien le voyage aller (avec la gravité artificielle, suffisamment de place pour 4 personnes, etc ...) mais au retour on ne sait pas grand chose de la partie habitable du vaisseau.
Au moins avec SpaceX c'est le même élément qui fait les deux trajets.

La chose qui m'inquiète le plus avec SpaceX c'est que l'entreprise est personnifiée par l'entrepreneur (et c'est particulièrement visible dans les messages ici-même) : on passe indifféremment de SpaceX à Musk, les deux se confondent.
Avoir un leader fort et visionnaire est excellent (Dassault a beaucoup fonctionné comme ça, Korolev aussi) ... mais qu'en serait-il s'il disparaissait ? ou s'il finissait par se désintéresser ne serait-ce que légèrement de la chose ?
Y a-t-il d'autres personnalités fortes chez SpaceX capables de tenir les rênes ?

narount a écrit:
La chose qui m'inquiète le plus avec SpaceX c'est que l'entreprise est personnifiée par l'entrepreneur (et c'est particulièrement visible dans les messages ici-même) : on passe indifféremment de SpaceX à Musk, les deux se confondent.
Avoir un leader fort et visionnaire est excellent (Dassault a beaucoup fonctionné comme ça, Korolev aussi) ... mais qu'en serait-il s'il disparaissait ? ou s'il finissait par se désintéresser ne serait-ce que légèrement de la chose ?
Y a-t-il d'autres personnalités fortes chez SpaceX capables de tenir les rênes ?

Pour ma part, lorsque je parle du projet martien, je parle volontairement du projet d'Elon Musk.
Ce n'est pas une volonté de "personnifier" SpaceX, mais une manière de séparer des intérêts d'une entreprise et la vision de son CEO.

il y a un truc qui n'est pas clair pour moi au sujet du MCT : est-ce qu'il s'agit d'une navette uniquement "spatiale" et donc qui n'entrera jamais dans une atmosphère planétaire (terrienne ou marsienne), du type vaisseau cargo/dortoir qui ne sert qu'à faire la navette, ou bien est-ce un appareil destiné à atterrir sur terre et sur mars à chaque dépose de personnel et d'équipement ?

J'ai l'impression que c'est la seconde hypothèse, pourtant dans mon esprit il est beaucoup moins couteux de construire un MCT qui sert d'habitat pour les colons en transit et pour embarquer le frêt à destination de mars, la masse à déposer sur la planète serai du coup juste constitué de l'essentiel, à savoir ce qui reste sur mars. Pourquoi s'embêter à faire atterrir et déposer tous les quartiers d'habitation, cela représente une masse conséquente et inutile sur mars ou sur terre.

Bien malin celui qui serait capable de dire ce que sera le MCT au final... même Elon Musk!

Par contre, je ne voit pas d'autre solution pour charger le fret de faire décoller/atterrir sur terre.
la même chose pour le déchargement.

Donc à priori un vaisseau unique, capable d’atterrir sur terre, de décoller et d’atterrir sur mars.

Un réapprovisionnement en LEO et sur mars permettrait de limiter le delta-V nécessaire (5/6 km/s) et donc sa masse.

Le décollage de terre se ferait assisté à l'aide de boosters...le MCT servirait de "deuxième étage". Cela permettrait d'atteindre les 10 km/s pour rejoindre l'orbite basse.

C'est pour l'instant l'architecture qui semble émerger... mais c'est pour l'instant très spéculatif.