[NASA] Feuille de route et plans pour un vol habité martien

Pour ce qui est du gigantisme, la limite doit être ce qu'on est prêt à accepter en cas d'échec.
De mémoire, le plus gros lanceur ayant explosé au décollage est la N1 soviétique, en 1969...

Et ce qu'on est prêt à accepter en cas d'échec est lié au coût. Il faut quelle que soit l'échelle que la charge utile coûte plus cher que le lanceur, et des techniques de sauvegarde sont envisageables pour la CU.

Je le pense aussi Lambda0, la N1 quatre fois de suite !  :face:

Actuellement ... dans l'historique du spatial, le plus gros lanceur qui ait décollé et fonctionné correctement c'est la Saturn V.

Et ce qui est développé est du même gabarit : le SLS pour les USA et la CZ 9 pour les chinois.

Leur fabrication a commencé, mais leur mise au point et leur fiabilité ..... c'est encore du domaine de l'avenir. Mais cela a une probabilité de réussir forte.

Le BFR .... ou un engin encore plus gros ..... c'est encore AMHA du domaine du rêve éveillé. Ce que bien sûr chacun est libre de faire.
Ben Hur quand il faisait sa course de char contre Messala sur la piste sablée du Circus Maximus , rêvait peut-être de faire cela dans une F1 de 800 CV sur la piste du Nürburgring. Mais il était né 2000 ans trop tôt.

montmein69 a écrit:[...] rêvait peut-être de faire cela dans une F1 de 800 CV sur la piste du Nürburgring. [...]

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Sur la Nordschleife, j'espère.  ;)

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Ce serait plutôt les plans de mars de la NASA que je qualifierais de doux rêve éveillé .. Rien ne change c'est toujours dans 20 ans. Dans ses conditions le BFR/ MCT me parait bien plus probable et bien plus utile à la conquête de Mars. Les plans de la NASA pour le SLS ne survivront sans doute pas à la prochaine administration ni le prochain congrès qui, au vue de la saison électorale , a toutes les chances d'être purgés. Le SLS survivra mais sous une version subventionnée très cher qu'on fait tourner juste le minimum qui'il faut pour maintenir les emplois et les compétence en attendant une réorganisation intelligente de la main d'oeuvre vers une tâche plus utile et ce sera le BFR/MCT qui fera le job.

Space Opera a écrit:Tu as raison qu'un assemblage orbital de petits éléments peut être intéressant mais il a ses propres contraintes, comme par exemple:
- La taille des modules sera toujours limité par la taille des coiffes.
- Tout ce qui est assemblé devra rester orbital, on ne sait pas encore assembler des modules qui peuvent ensuite résister à une accélération importante.
- Le coût, probablement beaucoup plus important qu'un seul lancement géant.

Pour moi, le voyage humain vers passe par le gigantisme et la baisse des coûts simultanément. SLS n'offre ni l'un ni l'autre.
Pour ce qui est du marché commercial par contre, mon opinion est très différente mais c'est hors sujet...

La version maximale du SLS permet tout de même 125 tonnes en LEO. C'est suffisant pour une mission martienne en 4 lancements sans assemblage en orbite !

shinyblade a écrit:Ce serait plutôt les plans de mars de la NASA que je qualifierais de doux rêve éveillé .. Rien ne change c'est toujours dans 20 ans.
.../cut/....
Les plans de la NASA pour le SLS ne survivront sans doute pas à la prochaine administration ni le prochain congrès qui, au vue de la saison électorale , a toutes les chances d'être purgés. Le SLS survivra mais sous une version subventionnée très cher qu'on fait tourner juste le minimum qui'il faut pour maintenir les emplois et les compétence en attendant une réorganisation intelligente de la main d'oeuvre vers une tâche plus utile

Le défi technique est à la portée de ce qu'on sait faire. SLS/Orion d'un côté, un Deep Space Habitat et un atterrisseur/décolleur aussi.
Le goulet d'étranglement, ce sont les financements. Et cela reste effectivement du domaine du rêve ou du cauchemar... car c'est assez coton de se projeter dans les deux décennies à venir avec des successions de nouvelles administrations à venir  
AMHA, ils iront jusqu'à l'étape Phobos. Si cela réussit ils tenteront Mars en séjour court.
A partir de là .... il n'y aura plus rien à prouver. Si les caisses sont vides, si le contexte géo-politique n'impose plus forcément de ré-affirmer la "suprématie" des USA dans le spatial, ils pourront "faire une pause" car l'essentiel aura été fait.

Dans ses conditions le BFR/ MCT me parait bien plus probable et bien plus utile à la conquête de Mars.  et ce sera le BFR/MCT qui fera le job.

De ce côté, le défi technique est particulièrement complexe, jamais tenté pour tout dire.
Certes c'est moins ambitieux que de vouloir tenter de lancer l'équivalent d'un super-tanker de 400 000 tonne contenant tout le village martien et une population de colons de 300 000 personnes en une seule fois, mais on n'a aucune réelle assurance que ces missions impliquant plusieurs lancements de BFR/MCT, des retours avec ergols produits en ISRU, etc .... cela marchera.
Du moins .... Space X pourrait-il assumer de possibles échecs dans la phase de construction/mise au point du BFR, car on avancera en terre inconnue en terme de motorisation, et de comportement au lancement ....  ?
Et quelle réaction de la société, des "fidèles soutiens" en cas de possibles échecs lors de vols d'essais, voire de première mission ?
A entendre les inconditionnels, tout est tracé au cordeau, rien ne peut venir perturber ou entraver le rêve, notamment de son génial visionnaire.
Mais les chemins vers le Graal de la réussite, peuvent s'avèrer tortueux et semés d'embuches.

montmein69 a écrit:A entendre les inconditionnels, tout est tracé au cordeau, rien ne peut venir perturber ou entraver le rêve, notamment de son génial visionnaire.
Mais les chemins vers le Graal de la réussite, peuvent s'avèrer tortueux et semés d'embuches.

Oui les chemins sont tortureux mais bien moins que ceux de la NASA. Tout n'est pas tracé au cordeau mais à entendre les sceptiques le BFR/MCT serait moins crédible que le SLS de la Nasa. Qu'il serait toujours au stade de la planche à dessin.

Argyre a écrit:La version maximale du SLS permet tout de même 125 tonnes en LEO. C'est suffisant pour une mission martienne en 4 lancements sans assemblage en orbite !

Ça ne te semble pas une meilleure approche de dépenser 5 G$ de plus en appel d'offres et de passer à un monstre de 250t en LEO (voire plus) avec une coiffe de 15m de diamètre, pour un coût au pire équivalent à un SLS ?
Ça me semble un bien meilleur pari pour l'avenir que de retourner le problème pour la 1000è fois dans tous les sens pour savoir comment envoyer entre 2 et 6 bonshommes avec des fusées qui ne peuvent envoyer "que" 125t en LEO... Dans le spatial, le nerf de la guerre c'est toujours la masse qu'on peut mettre sur orbite. Le reste est toujours secondaire derrière ce chiffre, quelle que soit la complexité de la mission. Et 100t + 7m en plus sur orbite, c'est des kilo tonnes d'ennuis en moins. Et des années d'études à mettre à la corbeille, ce qui n'est pas toujours une mauvaise chose.

Space Opera a écrit:
Dans le spatial, le nerf de la guerre c'est toujours la masse qu'on peut mettre sur orbite. Le reste est toujours secondaire derrière ce chiffre, quelle que soit la complexité de la mission. 

Donc le coût d'un lanceur serait secondaire... Malheureusement, tristement, c'est totalement faux...

La preuve : la Russie a mis Energia et sa capacité d'une centaine de tonnes en LEO a la poubelle pour se contenter de Soyouz et Proton, cette dernière ayant une performance 5 fois moindre.

David L. a écrit:

Space Opera a écrit:
Dans le spatial, le nerf de la guerre c'est toujours la masse qu'on peut mettre sur orbite. Le reste est toujours secondaire derrière ce chiffre, quelle que soit la complexité de la mission. 

Donc le coût d'un lanceur serait secondaire... Malheureusement, tristement, c'est totalement faux...

La preuve : la Russie a mis Energia et sa capacité d'une centaine de tonnes en LEO a la poubelle pour se contenter de Soyouz et Proton, cette dernière ayant une performance 5 fois moindre.

Grosse fusée ne veut pas forcément dire fusée cher. C'est tout le pari de la réutilisation. 
Avec les fusées consommable, plus elles sont grandes et plus elles sont cher. Or avec une grosse fusée réutilisable la pyramide des couts s'inverse et mieux vaut justement la faire gigantesque pour se payer de confortable marge d'ergol pour la ramener au sol.

C'est la logique du boeing 747 plus l'avion est gros et moins la place coute cher. Bien sur encore faut il pouvoir s'en servir plus d'une fois.

Pas sur que le BFR/MCT coute structurellement plus cher a développer que le SLS également. Les couts de dévelopement d'une fusée ne sont pas proportionnelles à sa puissance.

shinyblade a écrit:

Or avec une grosse fusée réutilisable la pyramide des couts s'inverse [...]

Non, la pyramide de coûts ne s'inverse pas, c'est absurde. Une Falcon-9 récupérable reste moins chère qu'une Falcon Heavy récupérable !

Par contre une fusée récupérable peut être moins chère qu'une fusée consommable de capacité inférieure. Mais il n'y a pas "d'inversion de la pyramide des coûts"... Sinon SpaceX aurait intérêt à abandonner la Falcon-9 pour ne construire que des Falcon Heavy, puis abandonner cette dernière au profit du BFR même pour lancer des cubesats puisque "plus c'est gros moins c'est cher..."

shinyblade a écrit:

[...] Les couts de dévelopement d'une fusée ne sont pas proportionnelles à sa puissance.

Il faut comparer ce qui est comparable. En tout cas, ils ne sont pas inversement proportionnels à sa puissance !

David L. a écrit:

shinyblade a écrit:

Il faut comparer ce qui est comparable. En tout cas, ils ne sont pas inversement proportionnels à sa puissance !

Ben une fois que t'as développé les moteurs, en rajouter plus et aggrandir les reservoirs c'est pas ça qui coute le plus cher dans le developement d'une fusée. C'est les moteurs, l'avioniques et l'outil de production qui coute le plus cher. Que tu construise une soudeuse pour des reservoir de 10 metres ou une soudeuse pour des reservoir de 15 metre AMHA ça revient pratiquement au même prix. Oui c'est extrêmement compliqué de construire une fusée réutilisable de 250t de CU mais pas forcement plus compliqué que de développer un SLS avec moteur hydrolox et gigantesque moteur à poudre.

shinyblade a écrit:Que tu construise une soudeuse pour des reservoir de 10 metres ou une soudeuse pour des reservoir de 15 metre AMHA ça revient pratiquement au même prix.

Mais par contre le transport des réservoirs en question sera de plus en plus complexe, et donc de plus en plus cher, au fur et à mesure qu'ils grossiront...

David L. a écrit:

Space Opera a écrit:Dans le spatial, le nerf de la guerre c'est toujours la masse qu'on peut mettre sur orbite. Le reste est toujours secondaire derrière ce chiffre, quelle que soit la complexité de la mission.

Donc le coût d'un lanceur serait secondaire... Malheureusement, tristement, c'est totalement faux...

C'est pour ça que dans mon poste précédent je parlais aussi de diminuer le prix du kilo sur orbite. D'un point de vue technique, ça reste la masse le problème. D'un point de vue financier, l'idéal se trouve probablement dans des capacités bien au-delà de la capacité du SLS.
La NASA n'a jamais étudié un lanceur plus gros que Saturn V depuis la mise à la poubelle de Nova, je ne comprends pas bien pourquoi ils ont un plafond de verre qui traine autour de 150t en LEO. J'ai l'impression que comme pour la navette et la réutilisation, ils se souviennent qu'ils avaient eu du mal dans les années 60 et considèrent que ça n'est pas possible de faire pour pas cher. Ils pourraient très bien se demander "comment faire un lanceur qui envoie plus de 250t en LEO et qui ne coute pas plus de 1G$", mais c'est le genre d'études qui semble trop peu crédible pour s'y atteler sérieusement.

Dans le coût d'une fusée, il n'y a pas que les moteurs, les ergols et le fait qu'elle soit réutilisable ou pas. Il y a aussi et surtout le coût de l'unité de production et sa maintenance. Si on sort 1 fusée tous les 5 ans, c'est une catastrophe économique, car on est obligé de maintenir l'usine en fonctionnement tout ce temps, même s'il ne faut que 6 mois pour produire et assembler la pièce.
J'ai discuté avec des responsables du programme SLS. Ils m'ont dit qu'il faudra une cadence de 1 SLS par an minimum, sinon, ça reviendra très cher. Et pas question non plus d'avoir parfois plus de 2 SLS par an, parce que là encore, cela demanderait un doublement des unités de production et d'assemblage, donc un doublement du prix.
Si pour le SLS la cadence pose problème, je n'ose imaginer ce que ce serait pour un monstre avec 250 tonnes en LEO, qu'on n'utiliserait que pour les missions martiennes et selon un rythme irrégulier. La réutilisabilité ne change pas grand chose à l'affaire.
C'est un peu comme pour les avions privés des riches, on paye les pilotes et l'entretien de l'avion même s'il n'y a aucun vol  prévu et ça coûte donc très cher.
Certes, 250 tonnes avec 15 mètres de diamètre, c'est intéressant, mais on peut aussi faire du déployable en étant contraint à 8 mètres.
Si on a l'argent pour, je vote le 250 tonnes, bien sûr, mais je ne crois pas à la rentabilité d'un tel géant à court ou moyen terme.
Le SLS est tout de même un ordre de grandeur plus gros que tout ce qui a été fait jusqu'ici et qui est rentable. Passer immédiatement à 250 tonnes ne me parait pas réaliste, ni technologiquement (la qualification d'un tel lanceur et de son vaisseau associé qui irait sur Mars me parait très compliquée), ni financièrement pour les raisons évoquées.

Argyre a écrit:Passer immédiatement à 250 tonnes ne me parait pas réaliste, ni technologiquement (la qualification d'un tel lanceur et de son vaisseau associé qui irait sur Mars me parait très compliquée), ni financièrement pour les raisons évoquées.

Deux entreprises ont ça dans les cartons, et comptent faire un premier vol de leur monstre vers 2020, comme quoi tout le monde ne semble pas trouver ça irréaliste. Surtout quand ils semblent vouloir le proposer pour moins cher que le SLS.
D'ailleurs le SLS ne volera pas beaucoup plus qu'un hypothétique lanceur de 250t, personne ne sait vraiment quoi mettre dedans non plus ! Parler de cadences trop faible pour ces géants alors même qu'un seul vol par an pour le SLS semble "nominal", c'est quand même étrange. Mon petit doigt me dit que si on sait faire aussi cher que SLS avec le double en capacité, on saura autant quoi mettre dedans que dans un SLS. Et je ne te raconte même pas si c'est moins cher...
Mais comme je le disais, j'ai l'impression qu'il y a eu un blocage psychologique et politique de la NASA pour aller chercher des choses nouvelles, tant en termes de techno (il faut faire un Shuttle qui est jetable) que de capacité en LEO (Dieu a dit que plus de 200t en LEO c'est irréaliste). Les efforts et études réalisées pour faire rentrer une mission martienne avec des SLS me semble disproportionnés par rapport aux efforts que la NASA aurait pu dépenser à repartir de la page blanche pour faire un lanceur géant moins cher qu'un SLS. Probablement pour des raisons politiques avant tout, mais pas que.
New Armstrong et le BFR pourraient enfin casser cette limite de 150t en LEO pour un prix raisonnable, mais pourraient aussi échouer misérablement. Mais au moins, contrairement à la NASA, ils ont mis le doigt sur ce problème et s'y attellent avant de réfléchir à la déco intérieur des habitats martiens ou de savoir s'ils faut partir avec 2 ou 6 humains...

Argyre a écrit:[...] Ils m'ont dit qu'il faudra une cadence de 1 SLS par an minimum, sinon, ça reviendra très cher. [...]

Ce rythme minimal est aussi nécessaire pour éviter la perte de savoir-faire des équipes, qui serait causée par un rythme de lancement trop faible. Elle affecterait la fiabilité du lanceur.

Sauf que sans programme martien, ou alors sans programme de retour lunaire, on peut se demander quelle CU pourrait lancer un SLS, qui atteigne ses possibilités. Or, le SLS sera prêt vers 2020. Et une seule utilisation est prévue.... Et si demain, un programme lunaire ou martien était décidé (et ça n'en prend pas le chemin), le temps de le mettre en œuvre, il se passera quelques années. Remarquez qu'on peut continuer à construire des SLS et les stocker quelque part  :megalol:

Lunarjojo a écrit:Sauf que sans programme martien, ou alors sans programme de retour lunaire, on peut se demander quelle CU pourrait lancer un SLS, qui atteigne ses possibilités. Or, le SLS sera prêt vers 2020. Et une seule utilisation est prévue.... Et si demain, un programme lunaire ou martien était décidé (et ça n'en prend pas le chemin), le temps de le mettre en œuvre, il se passera quelques années. Remarquez qu'on peut continuer à construire des SLS et les stocker quelque part  :megalol:

Dans un premier temps, il faudra tester Orion. Puis, il est prévu une mission longue en orbite lunaire pour tester le DSH (deep space habitat), avec renouvellement des équipes. Ca peut mobiliser 1 SLS par an pendant 5 ans.
Ensuite, ou en même temps, il y a le retour d'échantillons ou a minima les tests d'un atterrisseur martien lourd. Là encore, 3 ou 4 SLS minimum, sachant qu'il y aura probablement certains tests dans l'atmosphère terestre. On arrive donc à 10 ans et ensuite, on peut tenter la mission martienne avec des lancements pour positionner du matériel en avance puis le vol habité.
Bref, on va ptet y arriver, ça peut le faire .... soyons optimiste.

Argyre a écrit:Bref, on va ptet y arriver, ça peut le faire .... soyons optimiste.

Si tu veux être optimiste, croise surtout les doigts pour qu'on ait mieux (comprendre plus lourd et moins cher) que le SLS. Et si t'es très optimiste, on peut même imaginer avoir beaucoup plus gros et beaucoup moins cher !

Pour rappel, entre 2006 et 2015 Orion a coûté 11 milliards dollars... sans même compter SLS ! Ca laisse rêveur sur les montants qu'il est possible d'allouer à un géant qui pourrait remplacer SLS.

Il n'est pas non plus impossible que certaines missions d'exploration du système solaire puissent utiliser le SLS, notamment si on ambitionne de l'exploration plus "approfondie".
Il y aura déjà le vol Europa Mission vers le système de Jupiter (utilisation du SLS décidée pour servir à qualifier le Exploration Upper Stage qui équipera le lanceur dès son premier vol habité soit EM2) pour explorer ses lunes .
Et il sera possible d'envoyer de grosses sondes (et du matériel pour travailler au sol) vers Titan par exemple, avec une durée de voyage raccourcie comparé à une succession de fly-by.

Attention si vos futurs super lanceurs sont accrocs à Mars n'oubliez pas dans vos raisonnements que la bonne fenêtre de lancement se présente tous les 26 mois (en gros deux ans). Alors votre rythme de fabrication de lanceur SLS ou autre devra tenir un rythme basé sur ce délai. Pour Mars pas besoin de fabriquer tant de lanceurs que vous le dites.

Aujourd'hui le secteur des lanceurs est tellement dynamique avec tellement de fusée en dévelopement que c'est difficile de dire à quoi ressemblera le paysage industriel dans 10 ans. Ceci dit on en saura plus sur le SLS après les élections américaines.