StarShip / SuperHeavy, ex BFR - Suivi du développement

Le rapport ? C'est qu'un aller Terre - Mars avec le même engin me paraît totalement utopique, BFR ou pas. Plus économique c'est certain, mais aussi plus risqué. Et si il y a problème (morts), ça tuera le projet Terre - Mars pour quelques dizaines d'années supplémentaires.
Un engin assemblé dans l'espace, fruit d'une collaboration internationale, et réservé uniquement pour aller vers Mars, se placer en orbite, circulariser pendant 550 jours puis revenir vers Terre, aurait pu être doté d'un système de gravité artificiel et n'aurait pas eu à connaître les risques des transferts sol - espace.
C'était juste une illustration.

Une remarque sur l'agencement intérieur... C'est peut-être très classe en apesanteur, mais pour le décollage sur Terre et une fois atterri sur Mars, c'est une autre paire de manche... L'entrée est tout en bas à gauche, par le sas... Une trappe au plafond de la zone technique permet d'accéder au fond du puits central, et là... Les douches sont en haut, ne vous savonnez pas trop les mains, il ne faudrait pas glisser sur les barreaux de l'échelle :trouille:

Oh comme c'est bien vu Thierz!!
Tu as tout à fait raison, ce vaisseau devrait avoir pour vocation d'être habitable sur mars! 
Là clairement ça serait compliqué!

Cette observation sur le fait que le BFS ne sera pas confortable pour l'équipage sur Mars, et donc que dès l’arrivée à la surface de la planète rouge, les passagers devront être transférés vers un autre habitat, me conforte dans mon analyse déjà présentée sur ce Forum : le BFR/BFS est un système de transport spatial « de classe martienne » conçu pour aller sur Mars et capable d'accomplir une telle expédition. SpaceX aura probablement terminé de le mettre au point en 2022. Pour autant, il s'écoulera encore un certain nombre d’années avant  qu’une telle expédition (vers Mars) ne soit entreprise avec ce BFR/BFS. Je dirai, peut-être cinq ans.

C’est moins dramatique que ce qu’il s’est passé pour le Soyouz, qui est depuis 1967 un vaisseau « de classe circumlunaire » et qui n’a pourtant jamais effectué de déplacement avec un équipage vers la Lune (je mets de côté les vols inhabités de « demi-Soyouz » sous la dénomination Zond à la fin des années 1960). 

SpaceX veut « simplement » devenir un transporteur interplanétaire. L’installation d’infrastructures, et notamment d’habitats, à la surface de Mars, sera du ressort d’autres entreprises et bien sûr des agences spatiales publiques. Celles-ci seront moins réactives que SpaceX et prendront leur temps pour faire leur part du boulot.

Ce retard peut poser un problème au regard du sujet plus général de l’urgence de la colonisation martienne pour l’humanité, car plus le temps passe, et plus le risque de désordre international majeur sur Terre s’accroît : une guerre NBC, l’hyperterrorisme, une crise financière, un désastre écologique, des IA devenant hostiles au genre humain, tous ces éléments pourraient saper les fondements économiques, politiques et culturels de la colonisation de Mars.

Mais je signale qu’en revanche, ce retard n’aura probablement pas de conséquence énorme pour l’équation financière du BFR/BFS : le retour sur investissement dans ce système de transport spatial ne nécessite vraisemblablement pas de financement d'expéditions vers Mars par la NASA ou par d’autres acteurs. Des vols lunaires, et l’exploitation de Starlink qui va requérir pour son maintien après 2025, (donc après le retrait de la Falcon 9) de nombreux vols de BFR, suffiront pour la rentabilisation de ce superlanceur.

La vie est pleine de paradoxes : rien ne se passe comme prévu, les choses ne servent pas toujours immédiatement, et parfois jamais, à ce pour quoi elles ont été conçues.

Qui aurait imaginé dans les années 1960 que Soyouz n’irait jamais vers la Lune, durerait plus de cinquante ans, et permettrait aux Américains de se passer de vaisseau spatial habitable pendant 8 ans, et même qu’il serait la matrice dont dériverait - avec certes des modifications - la 1ère génération de vaisseaux spatiaux habités chinois  ? (En 1969, les Russes et les Chinois se sont affrontés militairement durant la guerre de l’Oussouri...)

C’est parce que le Soyouz, conçu pour un environnement lunaire, était très robuste, sans être pour autant compliqué, qu’il s’est imposé comme la référence numéro 1 pendant un demi-siècle pour les vols spatiaux vers des stations sur orbite circumterrestre. Crise financière mondiale et erreurs de la NASA aidant, il a même eu la peau de la navette spatiale américaine, si vous me permettez ce raisonnement de type darwinien.

Quelque chose me dit que le BFR/BFS sera une référence centrale pour le spatial « couteau suisse » sur l’ensemble du XXIème siècle, aux côtés, il est vrai, de véhicules plus spécialisés sur des usages (atterrisseurs, stations-services, navettes sans bouclier thermique optimisées pour les transferts interplanétaires sans atterrissage).

Les ingénieurs de SpaceX doivent être conscients du fait que bien qu’ils travaillent sous une pression extrême avec des plannings infernaux pleins d’échéances très rapprochées, leur activité s’inscrit dans le temps très long. Il est paradoxal d’observer qu’une entreprise privée paraît mieux maîtriser le temps long que les institutions publiques (étant entendu que la « maîtrise du temps long » n’est ni forcément le respect des délais, ni la rigidité dans l’enchaînement des étapes, mais la capacité à conserver le cap sur un objectif de très long terme quelles que soient les circonstances, et l’aptitude à retomber sur ses pieds avec des plans B, C, D... en cas d’obligation d’accomplir un détour imprévu). Je ne dis pas que c’est une loi générale pour les entreprises privées, mais je constate que les choses se passent comme ça avec SpaceX et peut-être aussi Blue Origin, et donc qu’il faut être pragmatique face aux opportunités qui en résultent.

PierredeSedna a écrit:Cette observation sur le fait que le BFS ne sera pas confortable pour l'équipage sur Mars, et donc que dès l’arrivée à la surface de la planète rouge, les passagers devront être transférés vers un autre habitat, me conforte dans mon analyse déjà présentée sur ce Forum

Cette observation est faite sur le dessin d'un fan enthousiaste, ce n'est nullement le plan de SpaceX qui est présenté là. Le but de SpaceX est que le BFS puisse servir de base pendant la mission martienne, ce sera donc sûrement agencé plus intelligemment que sur ce dessin*.

* Si jamais un BFS devait s'envoler avec comme destination le sol de Mars

Thierz a écrit:

PierredeSedna a écrit:Cette observation sur le fait que le BFS ne sera pas confortable pour l'équipage sur Mars, et donc que dès l’arrivée à la surface de la planète rouge, les passagers devront être transférés vers un autre habitat, me conforte dans mon analyse déjà présentée sur ce Forum

Cette observation est faite sur le dessin d'un fan enthousiaste, ce n'est nullement le plan de SpaceX qui est présenté là. Le but de SpaceX est que le BFS puisse servir de base pendant la mission martienne, ce sera donc sûrement agencé plus intelligemment que sur ce dessin*.

* Si jamais un BFS devait s'envoler avec comme destination le sol de Mars

Tu as tout à fait raison de rappeler que ce document n’est pas une production officielle de SpaceX et qu’il faut donc en relativiser la portée.

Mais les lois de la géométrie dans l’espace sont les mêmes pour les fans enthousiastes et pour les ingénieurs de SpaceX, aussi intelligents soient-ils. Le BFS est organisé sur un nombre important de niveaux, ce qui n’est pratique nulle part quand joue la gravitation. Je connais sur Terre un pavillon étroit structuré sur 4 niveaux. Ce n’est ni confortable ni optimal, et je ne l’achèterai jamais. Monter les étages est bon pour la santé, mais c’est énervant quand on a plein de choses à faire dans différentes pièces. Et je ne crois pas que la gravitation réduite de Mars modifie fondamentalement les données du problème. 

Y a-t-il eu des déclarations précises des responsables de SpaceX pour dire que le BFS servirait d’habitat sur Mars ? Pour le premier ITS, peut-être, car sa forme était moins élancée et son diamètre plus large autorisait un regroupement d’activités multiples sur un même niveau. 

L’expédition envisagée par SpaceX commmencerait par un envoi de deux BFS cargos lors d’une première fenêtre martienne. Il y aurait une certaine logique à ce que ces cargos transportent notamment les pièces détachées d’un habitat martien dont une partie d’ailleurs serait enterrée et offrirait une meilleure protection contre les radiations et les micrométéorites que ce que peut procurer le BFS lui-même.

Habitat martien transporté par le BFS de SpaceX mais pas forcément fabriqué par SpaceX...

Thierz a écrit:

PierredeSedna a écrit:Cette observation sur le fait que le BFS ne sera pas confortable pour l'équipage sur Mars, et donc que dès l’arrivée à la surface de la planète rouge, les passagers devront être transférés vers un autre habitat, me conforte dans mon analyse déjà présentée sur ce Forum

Cette observation est faite sur le dessin d'un fan enthousiaste, ce n'est nullement le plan de SpaceX qui est présenté là. Le but de SpaceX est que le BFS puisse servir de base pendant la mission martienne, ce sera donc sûrement agencé plus intelligemment que sur ce dessin*.

* Si jamais un BFS devait s'envoler avec comme destination le sol de Mars

AMHA, même si c'est une interprétation de fan, c'est très certainement ce que sera le transport de passagers vers Mars, mais cela uniquement quand une base aura été construite.
N'oublions pas que SpaceX est spécialiste des modèles uniques ! Les falcon block 3 n'ont quasiment pas cesser d'évoluer au cours du temps  et même le block 4 a connu une foule d'évolutions !
On peut, sans trop s'avancer, parier que les premières BFS seront des modèles uniques et spécialement conçus pour l'usage qui leur sera dévolu !
La première à se poser avec un équipage sera probablement destinée à rester sur place et servir d'habitat (peut-être provisoire).

Ah ben tiens, il suffit qu'on parle de l'agencement intérieur pour que Musk nous en dévoile un peu...

https://twitter.com/elonmusk/status/1004936605797212160

"- Shirka : Agrandissement !
- Bien, Ulysse..."


J'aime moyennement les sarcophages, qui donnent un aspect très "science fiction" et futur lointain. Et pour aller dans le sens de ce qu'on dit plus haut, les sièges fixés sur la paroi extérieure ne seront pas très pratiques une fois l'engin posé à la verticale :D

Est-ce qu'il y a des infos fraîches sur les capacités SSTO du BFS?
J'imagine que si cela se concrétise cela donnera un sérieux coup de vieux aux autres moyens de mise en orbite...

Thierz a écrit:"- Shirka : Agrandissement !
- Bien, Ulysse..."

J'aime moyennement les sarcophages, qui donnent un aspect très "science fiction" et futur lointain. Et pour aller dans le sens de ce qu'on dit plus haut, les sièges fixés sur la paroi extérieure ne seront pas très pratiques une fois l'engin posé à la verticale :D

ça ne serait pas plutôt le décor de "2001, l'odyssée de l'espace" ?

BBspace a écrit:

Thierz a écrit:"- Shirka : Agrandissement !
- Bien, Ulysse..."

J'aime moyennement les sarcophages, qui donnent un aspect très "science fiction" et futur lointain. Et pour aller dans le sens de ce qu'on dit plus haut, les sièges fixés sur la paroi extérieure ne seront pas très pratiques une fois l'engin posé à la verticale :D

ça ne serait pas plutôt le décor de "2001, l'odyssée de l'espace" ?

Si si ;)

:megalol:

Le tweet de Elon Musk est très probablement du second degré (surement pour répondre à un autre tweet).
Le BFS n'est pas prévu pour créer une gravité artificielle en se mettant en rotation. Donc certainement pas de "running track".
Et comme il doit se poser à la verticale, son agencement intérieur devra être fonctionnel à la fois dans un environnement soumis à la gravité et à la fois en apesanteur.

MrFrame a écrit:Le tweet de Elon Musk est très probablement du second degré (surement pour répondre à un autre tweet).
Le BFS n'est pas prévu pour créer une gravité artificielle en se mettant en rotation. Donc certainement pas de "running track".
Et comme il doit se poser à la verticale, son agencement intérieur devra être fonctionnel à la fois dans un environnement soumis à la gravité et à la fois en apesanteur.

Je pense que dans une certaine mesure il pourra être prévu que des zones soit ré-aménageables pour être compatible des phases d'utilisation. Surtout si l'aménagement se fait en micro-gravité après le lancement et avant l'arrivée, la manipulation des matériels à déplacer en sera simplifiée ;).

Merlin a écrit:Est-ce qu'il y a des infos fraîches sur les capacités SSTO du BFS?
J'imagine que si cela se concrétise cela donnera un sérieux coup de vieux aux autres moyens de mise en orbite...

L'info la plus fraîche est que cela ne se fera pas.
Supposons les données suivantes selon wiki:

Poussé d'un Raptor Sea Level: 1 700 kN
Le BFS est composé de 3 Raptor Sea Level

-Poussée de 3x Raptor SL  = (1700 *3) = 5 100 kN = 520t de poussée
-Selon wiki, la masse du BFS à vide est de 85t + 1 100t d'ergol pour une masse total au décollage = 1 185t

Rapport Poussée/Poids = 520t / 1 185t = 0.44   :lolnasa:

Le BFS, sans aucune charge utile, n'a tout simplement pas assez de poussée pour se soulever du sol.


Maintenant, prenons l'idée complètement farfelue d'utiliser les RaptorVac au niveau de la mer sans risque d'endommager les tuyères causé par le décollement du flux le long de la paroi du divergent  :)xx  Ce qui est déjà exclue...  

La poussée est optimale lorsque la pression des gaz à la sortie de la tuyère est égale à la pression ambiante ce qui ne sera pas le cas pour les RaptorVac donc supposons une poussé au niveau de la mer de 1 700 kN au lieu des 1 900 kN en vacuum.

Poussée de 3x Raptor SL + 4x RaptorVac (fonctionnant au niveau de la mer) = (1700 *7) = 11 900 kN = 1 213t

Rapport Poussée/Poids = 1 213t / 1 185t = 1.02

On obtient effectivement une poussée supérieur à la masse du BFS (sans charge utile rappelons le) mais utilisera presque la totalité de cette poussée (et donc les ergols) à combattre les pertes gravitationnelles et non à accélérer. Mais cela semble être constant avec les annonces exagérées de Musk.

Maintenant, supposons que nous avons miraculeusement réglé le problèmes de ratio poids/poussée et que la BFS peut décoller. Eh bien en terme de dV on y est pas non plus.

ISP d'un Raptor au niveau de la mer = 330s
ISP d'un Raptor Vac = 375s
Moyenne = 352s

BFS à vide = 85t
Ergols = 1100t

dV = Ve * In((Mv + Me)/Mv)

Ve = Vitesse d'éjection des gaz
Mv = Masse à vide
Me = Masse d'ergol

3 453 * In((85000 + 1100000)/85000) = 9,1 km/sec

Et ce, en supposant que l'on ne garde pas d'ergol pour la récupération du BFS et que nous utilisons tout l'ergol disponible à bord.)

En comptant les pertes gravitationnelle, 9,4km/sec sont nécessaire pour atteindre l'orbite terrestre base.

Donc, la BFS ne peut pas et ne sera pas un SSTO. N'en déplaise au fan du BFR.

pour le design intérieur ils pourrais prendre exemple sur le RV FLIP le bateau de recherche de la SCRIPPS institution qui bascule a la verticale, tous les éléments a l’intérieur son prévus pour être utilisable bateau "a plat" ou "debout
  le RV FLIP

Non, le BFS est bien prévu pour faire du SSTO .... sur Mars! 
 :iout:

MrFrame a écrit:Non, le BFS est bien prévu pour faire du SSTO .... sur Mars! 
 :iout:

Oui, le rapport poussée/poids du BFS sur Mars est plus que suffisant et seulement 3,8km/sec sont nécessaire pour la mise en orbite martienne basse et il à été conçu en conséquence, mais pas sur Terre.

Petite Crevette a écrit:

Merlin a écrit:Est-ce qu'il y a des infos fraîches sur les capacités SSTO du BFS?
J'imagine que si cela se concrétise cela donnera un sérieux coup de vieux aux autres moyens de mise en orbite...

L'info la plus fraîche est que cela ne se fera pas.
Supposons les données suivantes selon wiki:

Poussé d'un Raptor Sea Level: 1 700 kN
Le BFS est composé de 3 Raptor Sea Level

-Poussée de 3x Raptor SL  = (1700 *3) = 5 100 kN = 520t de poussée
-Selon wiki, la masse du BFS à vide est de 85t + 1 100t d'ergol pour une masse total au décollage = 1 185t

Rapport Poussée/Poids = 520t / 1 185t = 0.44   :lolnasa:

Le BFS, sans aucune charge utile, n'a tout simplement pas assez de poussée pour se soulever du sol.


Maintenant, prenons l'idée complètement farfelue d'utiliser les RaptorVac au niveau de la mer sans risque d'endommager les tuyères causé par le décollement du flux le long de la paroi du divergent  :)xx  Ce qui est déjà exclue...  

La poussée est optimale lorsque la pression des gaz à la sortie de la tuyère est égale à la pression ambiante ce qui ne sera pas le cas pour les RaptorVac donc supposons une poussé au niveau de la mer de 1 700 kN au lieu des 1 900 kN en vacuum.

Poussée de 3x Raptor SL + 4x RaptorVac (fonctionnant au niveau de la mer) = (1700 *7) = 11 900 kN = 1 213t

Rapport Poussée/Poids = 1 213t / 1 185t = 1.02

On obtient effectivement une poussée supérieur à la masse du BFS (sans charge utile rappelons le) mais utilisera presque la totalité de cette poussée (et donc les ergols) à combattre les pertes gravitationnelles et non à accélérer. Mais cela semble être constant avec les annonces exagérées de Musk.

Maintenant, supposons que nous avons miraculeusement réglé le problèmes de ratio poids/poussée et que la BFS peut décoller. Eh bien en terme de dV on y est pas non plus.

ISP d'un Raptor au niveau de la mer = 330s
ISP d'un Raptor Vac = 375s
Moyenne = 352s

BFS à vide = 85t
Ergols = 1100t

dV = Ve * In((Mv + Me)/Mv)

Ve = Vitesse d'éjection des gaz
Mv = Masse à vide
Me = Masse d'ergol

3 453 * In((85000 + 1100000)/85000) = 9,1 km/sec

Et ce, en supposant que l'on ne garde pas d'ergol pour la récupération du BFS et que nous utilisons tout l'ergol disponible à bord.)

En comptant les pertes gravitationnelle, 9,4km/sec sont nécessaire pour atteindre l'orbite terrestre base.

Donc, la BFS ne peut pas et ne sera pas un SSTO. N'en déplaise au fan du BFR.

Calcul fort instructif.
Je me permet cependant une petite réflexion: ne devrait-on pas plutôt tenter d'estime Isp "médian" au lieu de "moyen". Il me semble que le moyen ne pourrait s'appliquer que pour les 2 premières minutes de vol. Du sol à max-Q avec Isp de 330s, puis croissant rapidement au fur et mesure de la diminution de la pression atmosphérique. Au-delà, les Raptor SL pourraient être éteints successivement, pour ne conserver que les 4 Raptors Vac et donc un Isp de 375s pour le reste du vol. Mon estimation en proportion de la masse d'ergols consommés par chaque phase, me donne grossièrement un Isp "médian" de 370s. Ce qui nous donnerait un Delta-V de 9.56 km/s. Le BFS serait SSTO... mais à vide et sans possibilité de retour. Ce pourrait cependant être un vaisseau de dépannage ou une forme de station spatiale à la Skylab.
Deuxième réflexion, si SpaceX développe éventuellement un Raptor "Full Thrust" avec disons 10% plus de poussée, soit 1870 kN en SL, x7 => 13 090
kN, 1334 t=> rapport poussée poids= 1.12. Ceci donnerait une marge de manœuvre pour optimiser chaque Raptor pour leur phase optimal durant le vol. Peut-être ainsi serait-il capable de se satelliser tout en conservant un peu d'Ergols pour un retour. Cependant toujours sans charge utile significative. Donc sans avenir...

Une petite réflexion :
Le BFS Grasshooper n'est pas fait pour aller dans l'espace mais pour tester les moteurs et le bouclier thermique de l'engin !
Pas besoin de moteurs pour l'espace, pas de cabine ni de tout ce qu'il faut pour un équipage, donc le poids sec diminue.
On a besoin d'aller vers 80 km d'altitude pour tester le bouclier thermique.
Si vous regardez les lancements de la Falcon 9 vous verrez que si les moteurs de la fusée sont stoppés vers 70 km, le lanceur continue de monter jusqu'à plus de 100 km avant de retomber donc possibilité de tester la rentrée (pas complètement mais bon on fait avec ce que l'on a) à moins bien sur que le modèle grasshooper n'intègre un plus grand réservoir à la place de la cabine d'équipage.

A noter que si le BFS ne devrait pas pouvoir être un SSTO, le booster du BFR devrait.

La première offre d'emploi officiellement liée au BFR : http://www.spacex.com/careers/position/217464

Ingénieur en mécanique aérospatiale, science des matériaux. Enjeux très forts sur le soudage par friction, le laminage... Doit être "disponible pour travailler de longues heures et les week-ends".

Dommage, il faut être citoyen américain... tant-pis

https://twitter.com/elonmusk/status/1008385171744174080
Un autre tweet surprenant ! 
Répondant à une simple question sur les types d'alliage que SpaceX développe actuellement, Elon Musk nous donne les caractéristques de ce qu'ils utilisent pour la turbopompe Oxygène du Raptor. Le SX 300 et bientôt le SX 500. Ce seraient des "versions modernes" des superalliages Inconel, capable de supporter les 800 atm, en haute  température et riche en oxygène.
SX pourrait être, selon Wiki, "Single-Crystal superalloys".
Encore un développement à l'interne des plus étonnants.

Arès F a écrit:
SX pourrait être, selon Wiki, "Single-Crystal superalloys".
Encore un développement à l'interne des plus étonnants.

On a trace d'un développement d'une unité de production métallurgique interne à Space X ?
Peut-être en projet, mais AMHA dans un premier temps ils travaillent avec un laboratoire universitaire ou une entreprise spécialisée ?????
Il embaucheront ensuite - une fois le produit ayant toutes les caractéristiques demandées- les "doctorants" ou débaucheront les ingénieurs en poste.
Et puis la sous-traitance si elle est bien gérée .. n'est pas forcément une solution foireuse.

Cela dit Elon peut aussi investir dans les mines au Belouchistan pour avoir les matières premières requises. Il y enverrait en stage comme chef d'équipe, prioritairement ses collaborateurs ayant une forte tête, c'est faire d'une pierre deux coups :blbl: