Question sur les SSTO

Je suis passé sur le sujet traitant des perspectives d'avenir de SpaceX et j'ai vu qu'ils prévoyaient de tester la réutilisation complète de leur fusée, mais morceaux par morceaux (1er étage, 2e étage, coiffe, etc.).

Ce qui m'amène à ouvrir ce sujet technique afin de savoir si il était possible techniquement de construire une fusée pour lancements orbitaux, mais en un seul morceau, et réutilisable ? Un peu comme le New Shepard de Blue Origin mais pour un lancement orbital (en gros, la fusée de Tintin).

Et si oui, est ce que cela a été déjà envisagé (par Blue Origin par exemple justement) et/ou testé (à part l'exemplaire du professeur Tournesol qui est allé sur la Lune :blbl:  ) ? Et est ce que c'est viable économiquement ?

Et en revenant au cas de SpaceX, je me disais que récupérer une fusée morceaux par morceaux était peut-être pas si inintéressant car si admettons la récupération d'un 2e étage se passait mal mais que vous arriviez à récupérer le reste en bon état, vous n'auriez juste qu'a refabriquer ce 2e étage que vous adapteriez sur les parties récupérées intactes.
Alors que si vous loupez la récupération d'une fusée entière, il vous faut reconstruire la fusée entière.

Merci d'avance pour vos réponses. 

C'est le mythique SSTO...
Il y a bien eu le projet X-33, qui a avorté il y a une quinzaine d'années.

Les SSTO n'ont jamais dépassé le stade de la planche à dessin ou du proto miniature (X33, DCX, etc). Aujourd'hui c'est le Skylon qui me semble être le seul projet "sérieux" sur le sujet, c'est à dire financé. Et ça triche un peu par rapport à une fusée, c'est d'ailleurs précisément ça l'intérêt de ce projet.

N'oublions tout de même pas la fusée Atlas qui se mettait en orbite presqu'entièrement avec sa charge utile dans les années 60 (de la balise Score à la capsule Mercury) et dont le demi-étage de décollage (deux moteurs nus) aurait pu être assez facilement récupéré.

C'est ce qui a été le plus proche du SSTO. Mais seuls les 2 moteurs latéraux auraient pu (au mieux) être récupérés après une rentrée non contrôlée à très haute vitesse cependant. Un SSTO dont on ne récupère pas l'essentiel n'a pour le coup aucun intérêt. Et Atlas n'aurait eu aucun moyen d'être réutilisé, même au prix de grosses modifications.

A part les projets hybrides comme Skylon, le mono-étage sensé simplifier la récupération et la réutilisation a perdu son intérêt, vu les progrès de la cybernétique qui permettent de récupérer séparément les différents étages sans pilote à bord.

c'est mathématiquement compliqué.

imaginons qu'on est un très² bon moteur CH4  avec une Isp de 350s en moyenne sur tout le vol. il faut 15kg de carburant pour chaque kg (lanceur+charge utile) en orbite basse. or pour le LCH4-LOX on a un indice structurel d'environ 0,05 ce qui veut dire que pour transporter nos 15kg de carburant, il nous faut un réservoir de 0,75kg.

après il nous faut un moteur, imaginons qu'on atteigne (avec un methalox) des performances en terme de rapport poussé poids du merlin (un champion du domaine) de 180, cela signifie que pour porter nos 16kg au décollage, il nous faut un moteur d'au moins 0,09kg 

maintenant on a largué notre charge utile et on veut rentrer à la maison, on néglige l'impulsion de désorbitation, mais on est obligé d'utilisé un bouclier thermique qui en général fait un dixième de la masse qu'ont protégé, donc si on veut protégé notre réservoir et notre moteur, il nous faut environ 0,084kg.

optons pour un atterrissage propulsé avec une Isp de toujours 350s (au niveau du sol c'est du fantasme), il nous faut un delta V de au (tres tres) bas mots 500m/s. donc pour faire atterrie notre reservoir, notre moteur et notre bouclier, il nous faut 0,15kg de carburant.

si on fait la somme, on obtiens pour notre réservoir, notre moteur, notre bouclier et notre carburant de retour 1,074kg (alors qu'on ne prend pas en compte le réservoir du carburant de retour, le supplément de bouclier thermique pour le carburant de retour et le réservoir, le supplément de carburant pour la récupération du supplément de réservoir et de bouclier et ainsi de suite) ce qui fait qu'on n'a pas de charge utile, ce qui est très dommageable pour un lanceur à but commercial.

donc à moins d'une (ou plusieurs) rupture technologique importante, on va continuer a se débarrasser une ou deux fois pendant le vol de nos réservoirs vide ainsi que des moteurs trop gros, bref on va larguer des étages.

Space Opera a écrit:C'est ce qui a été le plus proche du SSTO. Mais seuls les 2 moteurs latéraux auraient pu (au mieux) être récupérés après une rentrée non contrôlée à très haute vitesse cependant. Un SSTO dont on ne récupère pas l'essentiel n'a pour le coup aucun intérêt. Et Atlas n'aurait eu aucun moyen d'être réutilisé, même au prix de grosses modifications.

Le SSTO sans récupération aurait un interêt si un seul jeu de moteurs était utilisé, entraînant ainsi une certaine économie.

Il reste que l'indice structurel d'Atlas reste imbattable. Atlas 5 n'a pas repris sa technologie (influence des concepteurs de Titan dont le nom n'a pas été repris pour la nouvelle filière de lanceurs issue de la fusion des constructeurs des deux lanceurs historiques ? :scratch:).

BBspace a écrit:

Atlas 5 n'a pas repris sa technologie (influence des concepteurs de Titan dont le nom n'a pas été repris pour la nouvelle filière de lanceurs issue de la fusion des constructeurs des deux lanceurs historiques ? :scratch:).

L'Atlas V n'a strictement rien en commun avec les lanceurs Titan. L'étage de base de l'Atlas V utilise RP-1 & LOx pour alimenter le moteur russe RD-180, celui de la Titan IV utilisait N₂O₄ & A-50 pour alimenter le moteur américain LR-87 d'Aerojet.

L'Atlas V est une évolution de l'Atlas III, qui utilisait déjà le RD-180. Elle fut en service de 2000 à 2005.

Je ne faisais qu'allusion à la structure des réservoirs, plus proche de celle des Titan que de celle des Atlas...

BBspace a écrit:Je ne faisais qu'allusion à la structure des réservoirs, plus proche de celle des Titan que de celle des Atlas...

Quelle est cette structure particulière des réservoirs ?

Je crois que justement elle est relativement classique, alors que celle de l'Atlas d'origine était si mince qu'il fallait en permanence la pressuriser.

La plupart des fusées ont besoin d'être pressurisées, hors période de tir évidemment. C'est le cas d'Ariane 5 par exemple.

Pour l'Atlas, c'était vital !
En cas de panne de pressurisation, ça fait ça :

Oui, elle est donc classique puisque c'est le cas pour la plupart des lanceurs. Ceux qui ne se cassent pas sans pressurisation sont l'exception plus que la règle.

Il reste que la structure de l'Atlas est plus fine que celle de tout autre lanceur, à ma connaissance...

Sujet à renommer ? fusée/lanceur mono-étage réutilisable