Moteur Prometheus (MethaLox)

phenix a écrit:faut arrêté avec ce point de vu methanocentrique. 
les lanceurs japonais, la SLS et nos Ariane reste sur le hydrolox+solide.
les chinois, les russes et les indiens reste sur du kerolox.


Donc au final on va se retrouver avec seulement 3 lanceurs methalox qui prendrons peut être une grosse part de marcher , mais rien ne permet aujourd'hui d'affirmer que le méthane sera majoritaire. bref si on peut arrête de conclure d'emblée que le methalox est la seul et unique voix d'avenir avant même d’étudier la dizaine d'autre filière et la centaines de combinaison possible cela permettrais de maintenir une certaine qualité dans le débat.

Les ergols m'intéressent moins que les caractéristiques : rallumable, réutilisable, modulable .... et beaucoup moins cher à produire !

Prometheus, c'est tout-terrain : qu'on fasse ou non un lanceur réu avec, on peut espérer baisser les coûts avec, ce qui est un point clef.

Donc c'est une très bonne nouvelle.

On sait par ailleurs que les 75 M€ couvrent deux prototypes complets, qui devraient être prêts pour des tests "chauds" en 2020. Je trouve ce montant très faible pour atteindre un tel résultat, mais si c'est possible alors tant mieux ! Si un tel calendrier est tenu, cela ouvrirait la voie à des tests rapidement ensuite sur un démonstrateur de type Callisto!

Effectivement je me rappelle que jadis pour améliorer à tout prix l’impulsion spécifique,il y avait des projets de super ergols au fluor ou à l’ozone. On en est revenu car vaut mieux une fusée plus lourde, mais moins dangereuse et plus fiable, et finalement moins coûteuse. Par contre le méthane n’a rien d’exotique, c’est pratiquement du gaz naturel et si son ISP est inférieure à celui de l’hydrogène, tout en étant supérieure  à celle du kérosène, il peut fournir une poussée suffisante pour se passer de boosters à poudre pour le premier étage. Tout ça mérite d’être essayé.

C'est pas par hazard que Blue Origin et Space X développent des moteurs Méthane-Oxygène, en plus d'être un bon compromis en impulsion/masse sèche c'est aussi des produits industriels peu cher et cerise sur le gâteau des points de liquéfactions assez proche.
Cela simplifie l'interface entre les réservoirs!

Anovel a écrit:C'est pas par hazard que Blue Origin et Space X développent des moteurs Méthane-Oxygène, en plus d'être un bon compromis en impulsion/masse sèche c'est aussi des produits industriels peu cher et cerise sur le gâteau des points de liquéfactions assez proche.
Cela simplifie l'interface entre les réservoirs!

Tout à fait !
Et c’est écologique car il vaut mieux produire en partie du dioxyde de carbone  et de l’eau que de laisser s’échapper du méthane dans l’atmosphère dont l’effet de serre est 24 fois plus élevé.

Je rejoins Phenix pour dire que le méthalox ne sera pas forcément l'alpha et l'omega incontestable de la propulsion spatiale dans les années à venir.

On a déjà mis en évidence les avantages qu'il a principalement dans une optique de réutilisation de premiers étages.

Il n'est pas assuré que les agences spatiales fassent une mutation complète et rapide de leurs lanceurs pour autant.
Deux sociétés privées Space X et Blue Origin travaillent sur des moteurs méthalox puissants : Raptor et BE 4, mais leurs modèles grandeur réelle commencent seulement à entamer les tests. Les lanceurs qui en seront équipés restent à venir.

Et si l'intérêt d'utiliser du méthane était indéniable pour réaliser du ravitaillement sur Mars (en utilisant l'ISRU), le plan Lune US qui a de bonnes chances de devenir réalité dans les années à venir .... rendra caduque cette possibilité de fabriquer du méthane sur place. Ce serait plutôt l'hydolox qui serait pertinent.

Cela dit, il est important de travailler sur cette motorisation méthalox , pour avoir en main tous les éléments pour faire des choix selon les missions qui seront assignées aux lanceurs, tugs, atterrisseurs, etc....

Giwa argumentant sur les avantages du méthalox a écrit:
Et c’est écologique car il vaut mieux produire en partie du dioxyde de carbone  et de l’eau que de laisser s’échapper du méthane dans l’atmosphère dont l’effet de serre est 24 fois plus élevé.

Tu pourrais préciser ce raisonnement .... il m'échappe un peu :scratch:

• La combustion du méthane ne produit effectivement que du CO₂ et de l'eau .... donc un label écologique passable (même si la quantité de CO₂ émise lors d'un lancement reste faible au regard d'autres sources - volcans - industrie - digestion bovine etc ....)
  
• je ne vois pas ce que veut dire (dans ce contexte comparatif de motorisation) "il vaut mieux ..... que de laisser s'échapper du méthane dans l'atmosphère" ?? Aucun moteur spatial ne produit du méthane. Dans quel autre contexte de l'industrie spatiale en laisserait-on échapper ?
  

:???: Si on se réfère à certaines déclarations de E. Musk il prévoit de fabriquer du méthane sur terre dans le futur, et comme il se veut, et qu'il est écologiste, je pense, qu'il va le faire.
AMHA, au départ ce sera juste pour prouver que ça va fonctionner sur mars, ensuite les actionnaires et les lobbies écolos feront pressions pour qu'il continue!


C'est aussi une des façons de stocker de l'énergie solaire, avec les volants inertiels et autres moyens de stockages en développement

Anovel a écrit::???: Si on se réfère à certaines déclarations de E. Musk il prévoit de fabriquer du méthane sur terre dans le futur, et comme il se veut, et qu'il est écologiste, je pense, qu'il va le faire.
AMHA, au départ ce sera juste pour prouver que ça va fonctionner sur mars, ensuite les actionnaires et les lobbies écolos feront pressions pour qu'il continue!


C'est aussi une des façons de stocker de l'énergie solaire, avec les volants inertiels et autres moyens de stockages en développement

Effectivement j’ai déjà vu des projets allemands de conversion du dioxyde de carbone en méthane en utilisant l’énergie solaire, donc pour notre planète.

Bonjour,

Désolé j ai lu en diagonale ce sujet et malgré mes recherches sur le net je ne comprend pas le terme "réutilisable" évoque pour ce nouveau moteur .. Comment comptent-t-ils le récupérer ? Merci d avance

Comme SpaceX.

viscere a écrit:Bonjour,

Désolé j ai lu en diagonale ce sujet et malgré mes recherches sur le net je ne comprend pas le terme "réutilisable" évoque pour ce nouveau moteur .. Comment comptent-t-ils le récupérer ? Merci d avance

Quelques remarques :
- le réutilisable renvoie au moteur, pas directement au lanceur. En gros, la combustion méthalox est semble-t-il moins agressive pour le moteur (températures) et crée moins de suies (par rapport au kérozène). Donc la réutilisabilité est plus simple que pour l'hydrolox. Le prix à payer est une efficacité (ISP) un peu plus faible que l'hydrolox et une densité plus faible (donc les réservoirs doivent être un peu plus grands) ;
- en effet Prometheus n'est pas "vendu" comme réutilisable car le but principal est de faire moins cher, plus simple. Cependant, et c'est important, il permettrait aussi de développer un lanceur réutilisable.

Que les pros me corrigent !

Je ne suis pas sur que la température soit plus basse, de toute façon elle est contrôlée par le rapport de combustion. Par contre les turbines doivent tourner moins vite avec le méthane (plus compact), et gérer des ergols à 150°K est moins une usine à gaz qu'avec l'hydrogène. Pour les suies tu as tout à fait raison, c'est nettement mieux que le kérosène, mais moins bien que l'hydrogène. Ça doit être suffisamment faible j'imagine.

Space Opera a écrit:Je ne suis pas sur que la température soit plus basse, de toute façon elle est contrôlée par le rapport de combustion. Par contre les turbines doivent tourner moins vite avec le méthane (plus compact), et gérer des ergols à 150°K est moins une usine à gaz qu'avec l'hydrogène. Pour les suies tu as tout à fait raison, c'est nettement mieux que le kérosène, mais moins bien que l'hydrogène. Ça doit être suffisamment faible j'imagine.

Merci pour ces précisions.

A noter que Prometheus affiche une puissance (1000 kN) moins élevée de Raptor (1700 kN) et BE-4 (2400 kN), et moins élevée que Vulcain 2.1 (1350 kN dans le vide). Ce sera structurant pour un nouveau lanceur.

Le CNES publie de nouvelles informations sur Prometheus : https://spacegate.cnes.fr/fr/quezako-prometheus-le-moteur-futuriste-de-la-fusee-ariane-next?utm_content=bufferd88db&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer.

"Autre intérêt  : 6 fois plus dense que l'hydrogène, le méthane occupe donc 6 fois moins de place. Résultat : il peut être stocké dans des étages de fusées plus compacts, potentiellement plus faciles à récupérer dans l’optique d’une réutilisation. D'ici aux essais à feu prévus en 2020 en Allemagne, le moteur Prometheus sort doucement mais surement des imprimantes 3D de l'usine d'ArianeGroup basée à Vernon dans l'Eure. Le générateur de gaz a été fabriqué cet été. La turbopompe est prévue pour 2019. Cette utilisation massive de l'impression additive, couplée à une production en série avec une cadence de 50 moteurs par an, va permettre de diviser par 10 le coût de production par rapport au moteur Vulcain 2 qui équipe actuellement Ariane 5, soit un coût unitaire d'1 M€. Car outre un moteur de rupture technologique, Prometheus entend l'être – aussi – au niveau des coûts."


Cette dernière information sur les cadences de tir sont intéressantes...

ReusableFan a écrit:Le CNES publie de nouvelles informations sur Prometheus : https://spacegate.cnes.fr/fr/quezako-prometheus-le-moteur-futuriste-de-la-fusee-ariane-next?utm_content=bufferd88db&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer.

"Autre intérêt  : 6 fois plus dense que l'hydrogène, le méthane occupe donc 6 fois moins de place. Résultat : il peut être stocké dans des étages de fusées plus compacts, potentiellement plus faciles à récupérer dans l’optique d’une réutilisation. D'ici aux essais à feu prévus en 2020 en Allemagne, le moteur Prometheus sort doucement mais surement des imprimantes 3D de l'usine d'ArianeGroup basée à Vernon dans l'Eure. Le générateur de gaz a été fabriqué cet été. La turbopompe est prévue pour 2019. Cette utilisation massive de l'impression additive, couplée à une production en série avec une cadence de 50 moteurs par an, va permettre de diviser par 10 le coût de production par rapport au moteur Vulcain 2 qui équipe actuellement Ariane 5, soit un coût unitaire d'1 M€. Car outre un moteur de rupture technologique, Prometheus entend l'être – aussi – au niveau des coûts."


Cette dernière information sur les cadences de tir sont intéressantes...

Cette voie du méthalox est prometteuse...que ce soit pour des lanceurs réutilisables ou non.

Giwa a écrit:

ReusableFan a écrit:Le CNES publie de nouvelles informations sur Prometheus : https://spacegate.cnes.fr/fr/quezako-prometheus-le-moteur-futuriste-de-la-fusee-ariane-next?utm_content=bufferd88db&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer.

"Autre intérêt  : 6 fois plus dense que l'hydrogène, le méthane occupe donc 6 fois moins de place. Résultat : il peut être stocké dans des étages de fusées plus compacts, potentiellement plus faciles à récupérer dans l’optique d’une réutilisation. D'ici aux essais à feu prévus en 2020 en Allemagne, le moteur Prometheus sort doucement mais surement des imprimantes 3D de l'usine d'ArianeGroup basée à Vernon dans l'Eure. Le générateur de gaz a été fabriqué cet été. La turbopompe est prévue pour 2019. Cette utilisation massive de l'impression additive, couplée à une production en série avec une cadence de 50 moteurs par an, va permettre de diviser par 10 le coût de production par rapport au moteur Vulcain 2 qui équipe actuellement Ariane 5, soit un coût unitaire d'1 M€. Car outre un moteur de rupture technologique, Prometheus entend l'être – aussi – au niveau des coûts."


Cette dernière information sur les cadences de tir sont intéressantes...

Cette voie du méthalox est prometteuse...que ce soit pour des lanceurs réutilisables ou non.

Je me demande dans quelle mesure, compte tenu de la densité plus élevée du méthane (par rapport au dihydrogène liquéfié) et de la simplification du design (différentiel de température moindre avec le dioxygène liquéfié), on pourrait garder le "core" d'A6, mettre plusieurs Prometheus en bas et supprimer les boosters à poudre.

Sans forcément faire un S1 réutilisable d'ailleurs.

Simple conjecture...

On peut effectivement envisager un bloc à deux, voire quatre moteurs, surtout si l'ensemble est récupérable (concept Adeline ou premier étage complet). La valeur de ce bloc-moteur peut alors être importante (ce qui en justifie d'ailleurs la récupération : on tourne en rond !).

50 moteurs par an si on parle d'Ariane Next qui aurait 7 moteurs sur le premier étage et un moteur pour le second étage, cela fait à peu près 8 vols par an... Rien d'xceptionnel par contre un coût moteur de 8 Millions d'euros contre 10 pour un Vulcain. Aux dérives de coût quasiment sûres, on obtient le même montant moteur... donc bien vu pour le motoriste mais au dépend du fournisseur des boosters.

chrisjx2011 a écrit:50 moteurs par an si on parle d'Ariane Next qui aurait 7 moteurs sur le premier étage et un moteur pour le second étage, cela fait à peu près 8 vols par an... Rien d'xceptionnel par contre un coût moteur de 8 Millions d'euros contre 10 pour un Vulcain. Aux dérives de coût quasiment sûres, on obtient le même montant moteur... donc bien vu pour le motoriste mais au dépend du fournisseur des boosters.

Vu la différence de prix (environ 60 M€) entre Ariane 62 (environ 70 M€) et Ariane 64 (130 M€) qui a deux deux boosters en plus, j'en déduis qu'un seul P120 doit valoir dans les 20-25 M€. Donc si on peut s'en passer, il ne faut même pas hésiter...

Ah oui, j'avais oublié cette configuration à sept moteurs. C'est d'autant plus intéressant à récupérer...

P.S. "aux dépens" et non "au dépend".

phenix a écrit:

ReusableFan a écrit:

Vu la différence de prix (environ 60 M€) entre Ariane 62 (environ 70 M€) et Ariane 64 (130 M€) qui a deux deux boosters en plus, j'en déduis qu'un seul P120 doit valoir dans les 20-25 M€. Donc si on peut s'en passer, il ne faut même pas hésiter...

Je pense que c est plus un prix commerciales (combien le client est près a payer) que un prix de production.  Vu que  la 64 est taillé pour les lancements double sa fait 65 M € le sat, bref juste pour rester compétitifs mais oriente les clients vers la 62 en lancements simple pour multiplier les tirs et les économies d échelle. 
En effet si on suit ton resonement (20 a 25  millions  le booter) et qu' on l applique au la 62 on a un prix des deux étages hydrolox + coiffe + campagne de tir a 30 ou 40 millions,  Vu le prix du vulcain et du vinci sa me paraît  irrealiste

Tu raison, 20-25 c'est trop. Mais ça doit bien être autour de 10 millions minimum le booster P120 quand même. De quoi faire réfléchir si tu as Prometheus vs. P120 :
- P120 : 10 millions (hypothèse), non réutilisable, 3500 kN
- Prometheus : 1 million (annoncé), réutilisable, 1000 kN --> soit 3/4 Prometheus pour la même puissance, i.e. 3/4 millions d'euros.
Bien sûr la comparaison est simpliste mais il faut bien raisonner.

ReusableFan a écrit:De quoi faire réfléchir si tu as Prometheus vs. P120 :
- P120 : 10 millions (hypothèse), non réutilisable, 3500 kN
- Prometheus : 1 million (annoncé), réutilisable, 1000 kN --> soit 3/4 Prometheus pour la même puissance, i.e. 3/4 millions d'euros.
Bien sûr la comparaison est simpliste mais il faut bien raisonner.

J'ai du mal à suivre cette comparaison Prometheus vs P120 ..... dont le calcul proposé ne me parait pas avoir de sens.

Si on utilise uniquement Prometheus sur un premier étage il faut comparer la poussée complète qui sera disponible sur le premier étage :

soit pour Ariane 62 (Vulcain 2 + 2 P120) vs Ariane_next_lancement_simple (n Prometheus)

et pour Ariane 64 (Vulcain 2 + 4 P120) vs Ariane-next_lancement_double (p Prometheus)

(comparaison à la louche puisque on aurait une structure allégée du réservoir méthalox et un différentiel sur la masse des ergols)

Et bien entendu il faudrait pouvoir installer soit n soit p Prometheus, ce qui fait deux variantes de premier étage. C'est peu crédible.

montmein69 a écrit:

ReusableFan a écrit:De quoi faire réfléchir si tu as Prometheus vs. P120 :
- P120 : 10 millions (hypothèse), non réutilisable, 3500 kN
- Prometheus : 1 million (annoncé), réutilisable, 1000 kN --> soit 3/4 Prometheus pour la même puissance, i.e. 3/4 millions d'euros.
Bien sûr la comparaison est simpliste mais il faut bien raisonner.

J'ai du mal à suivre cette comparaison Prometheus vs P120 ..... dont le calcul proposé ne me parait pas avoir de sens.

Si on utilise uniquement Prometheus sur un premier étage il faut comparer la poussée complète qui sera disponible sur le premier étage :

soit pour Ariane 62 (Vulcain 2 + 2 P120) vs  Ariane_next_lancement_simple (n Prometheus)

et pour Ariane 64 (Vulcain 2 + 4 P120) vs Ariane-next_lancement_double (p Prometheus)

(comparaison à la louche puisque on aurait une structure allégée du réservoir méthalox et un différentiel sur la masse des ergols)

Et bien entendu il faudrait pouvoir installer soit n soit p Prometheus, ce qui fait deux variantes de premier étage. C'est peu crédible.

Pourquoi rester sur le modèle à deux design (A62/A64) ? Il me semble plus prometteur de viser un lanceur unique, utilisant un moteur commun pour les deux étages. Ce concept de lancement double en GTO est un problème en termes de flexibilité, sans apporter des gains de coûts évidents (il n'y a qu'à voir les prix A62 vs. A64).

Le point clef c'est que les P120 sont clairement trop chers (autour de 10M€ pièce ?) sans apporter autre chose qu'une commonalité avec Vega et (un peu, pour la filière perchlo) le M51. Insuffisant.

Du coup :

• Le premier étage aurait une poussée de 8000 kN (comme Ariane 62), soit 8 moteurs Prometheus. Le second, un moteur. Bref, proche du modèle F9. Pour une capacité GTO d'environ 5-6 tonnes. 
  
• Ceci nous donne environ 10 millions d'euros de coûts de motorisation, c'est très peu cher. Avec un bon travail de design, on doit pouvoir tenir les coûts sous les 50 millions d'euros.
  
• Et de fait on est même pas obligé de faire du réutilisable, même si le design permettrait de le développer beaucoup plus facilement (comme l'a fait SX sur la base du F9 v1).
  

Evidemment, en réalité, ce n'est plus ArianeNext mais bien une nouvelle Ariane 7, avec forcément une nouvelle organisation industrielle à définir. C'est le plus difficile : accepter qu'A6 n'apporte pas en elle-même  la compétitivité suffisante. La réorganisation industrielle associée (qui est en cours) est essentielle, c'est elle qui aide à baisser les coûts. Mais le lanceur, non. Il faut avoir le courage d'admettre qu'il ne suffira pas dans le marché des années 2020 et qu'il faut déjà penser la suite.


PS : je laisse les modos basculer ceci dans le bon fil, j'ai trop dévié du sujet...

\"Reusablefun a écrit:Il me semble plus prometteur de viser un lanceur unique, utilisant un moteur commun pour les deux étages. Ce concept de lancement double en GTO est un problème en termes de flexibilité, sans apporter des gains de coûts évidents.

.../cut/....

Le premier étage aurait une poussée de 8000 kN (comme Ariane 62), soit 8 moteurs Prometheus. Le second, un moteur.

Le souhait de faire du lancement simple uniquement .... impose quand même de dimensionner pour les charges les plus lourdes (pas seulement les satellites de telecoms qui peuvent quand même faire plus de 6 t) * mais aussi de grands télescopes, des équipements comme des ravitailleurs (on pense à des équivalents de l'ATV), ou des éléments de station (si l'Europe s'associait à des projets de station chinoise/américaine/russe par exemple). Donc c'est une poussée équivalente à Ariane 64 qu'il faudrait atteindre (pas moins que la Proton et pas loin de la CZ-5)**
* et la charge à pousser au décollage comprend la coiffe et l'adaptateur, donc plus de 7 t ... même si la coiffe est larguée et ne va pas en orbite
** La F9 est limitée et ne peut prendre le marché des très gros satellites de telecom. Il leur faudrait la FH qui n'est pas encore opérationnelle et dont on ne connait pas vraiment l'avenir vs le BFR.

Du coup .... il y a des hics qui méritent discussion dans ton approche :

• le nombre de Prometheus pour parvenir à un premier étage de (4500 x 4 + 1350 = 19 350 kN) comme A64 - si on dimensionnait pour 10/11 t en GTO ou destination plus lointaine (lunaire par exemple) nécessiterait au moins 19 moteurs ..... une structure en novendec-prometheus :scratch:  :roll: (j'admets volontiers, que c'est pousser le bouchon un peu loin  )
  
  
• si on lance des satellites plus légers ... il faut quand même avoir un prix abordable et concurrentiel ... et cela même si le lanceur est surdimensionné pour une telle mission
  

Donc un lanceur non modulable (et cela montre que pouvoir apparier des boosters en nombre variable n'est pas un défaut) présente des limites dans la possibilité de couvrir une large plage de masses à satelliser. (qui est un des aspects du choix Vega-C .... A62* ....A64)
N'oublions pas que A62 est prévue pour prendre la place de Soyouz et que ce problème demeure sur un nouveau design à base de Prometheus.

Note pour les modos : cette discussion serait peut-être plus à sa place dans le Fil sur les lanceurs post-Ariane 6 ?