Chantier spatial

Comme mentionné dans le titre, je me pose la question de la viabilité d'un chantier spatial, le type que l'on peut voire dans les films de SF.
Avec pour objectif la fabrication d'un vaisseau spatial en orbite terrestre qui ferait des voyages au seins du système solaire mais ne se poserai jamais sur quelconque astre vu qu'il ne pourrait redecoller. 

Un tel projet serait-il viable ? Utile ? Je ne parle pas d'un truc de la taille de ce que l'on voie dans star trek bien évidemment mais plutôt un rapport 2 ou 3 par rapport a l'ISS et surtout la capacité à fabriquer un vaisseaux.

D'une certaine façon c'est du déjà vu car l'ISS est un chantier spatial, certes rien n'a été produit sur place mais ce chantier a permis de créer par assemblage une station qui n'aurait jamais pu voir le jour autrement. Il serait crédible d'envisager sur le même principe la création d'un vaisseau permettant d'explorer le système solaire comme dans le documentaire de la BBC Voyage autour du soleil, surtout avec les lanceurs lourds qui devraient voir le jour dans les prochaines années. Mais si par construction on entend plus que de l'assemblage donc la création sur place de modules à partir de ressources brutes extraites par exemple d’astéroïdes, cela me semble relever de la SF pour encore un bon moment car les contraintes du travail en milieu spatial sont énormes.

hypocampe a écrit:Comme mentionné dans le titre, je me pose la question de la viabilité d'un chantier spatiale, le type que l'on peut voire dans les films de SF.
Avec pour objectif la fabrication d'un vaisseau spatiale en orbite terrestre qui ferait des voyages au seins du système solaire mais ne se poserai jamais sur quelconque astre vu qu'il ne pourrait redecoller. 

Construction en orbite? Peu d'intéret- enfin pour l'instant. Pour la simple et bonne raison que le problème de la conquête spatiale passée, présente et future, c'est de pouvoir faire des aller-retours sol-orbite basse à haute fréquence et pour un prix ridicule. Vu que cet aspect là n'est pas d'actualité (pour preuve on a ressorti les bonnes vieilles capsules) et que la navette pour toutes sortes de raisons a échoué tant dans la fréquence que dans le prix (mais bon personne ne veut investir dans la navette 2.0, comme on dit de nos jours), il n'y aura pas de construction en tant que telle en orbite, seulement un assemblage à la Mir ou ISS. Mais on peut très bien envisagé un vaisseau spatial, une fois mis en orbite terrestre, entièrement dédié aux voyages inter planétaire (il serait plus léger car pas besoin de rentrer dans une atmosphère planétaire et se poser, puis redécoller. Curieusement cela n'a pas été fait pour Apollo- trop compliqué, trop cher, impossible dans les délais?

Excellent sujet.
Je ne vois pas comment on pourra s'en passer si notre espèce souhaite voyager loin et longtemps. Il faudra des vaisseaux conçus pour maintenir en vie un équipage (nourriture, eau, recyclage, gravité artificielle, infirmerie, laboratoire, loisir, sommeil, ...) sur plusieurs mois et probablement plusieurs années. Ajoutons y tout ce qui sera nécessaire pour assurer la propulsion, la navigation, la maintenance, la protection, l'observation, les communication, ... Bref, il faudra des engins complexes et lourds.
Le vaisseau "à la Musk" qui peut à la fois s'arracher de la gravité terrestre, franchir l'espace profond pour aller sur d'autres mondes (donc avec des contraintes totalement différentes de celles dont il est issu) n'est pas viable à long terme. Ca peut fonctionner pour aller sur la Lune, peut être sur Mars et y faire quelques photos, mais plus loin non.
La solution passe par des navettes de transport conçues pour franchir les atmosphères et se poser et surtout un vaisseau assemblé dans l'espace et étudié uniquement pour naviguer dans ce milieu.

C'est un peu le projet du Deep Space Transport, un vaisseau construit depuis la station orbitale lunaire, pour voyager vers Mers

hypocampe a écrit:Comme mentionné dans le titre, je me pose la question de la viabilité d'un chantier spatial, le type que l'on peut voire dans les films de SF.
Avec pour objectif la fabrication d'un vaisseau spatial en orbite terrestre qui ferait des voyages au seins du système solaire mais ne se poserai jamais sur quelconque astre vu qu'il ne pourrait redecoller. 

Un tel projet serait-il viable ? Utile ? Je ne parle pas d'un truc de la taille de ce que l'on voie dans star trek bien évidemment mais plutôt un rapport 2 ou 3 par rapport a l'ISS et surtout la capacité à fabriquer un vaisseaux.

Tu peux aller voir ce post sur un spatiaux port :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t19375-creer-un-port-spatial?highlight=port+spatial

Quel est l'intérêt d'un vaisseau interplanétaire de grande taille ? Je prend le vaisseau Hermès de "Seul sur Mars" comme exemple pour extrapoler.
Il offre un confort indéniable à l'équipage de six astronautes avec un système de gravité artificielle.
Il est équipé d'une centrale nucléaire et d'un propulseur plasmique VASIMR ce qui permet d'économiser du carburant et d'augmenter l'autonomie. Un propulseur ionique ferait aussi l'affaire.
Il possède un système de recyclage de l'air et de l'eau. Il faudrait ajouter une serre pour recycler la biomasse et produire des légumes et fruits frais.
Il faudrait aussi ajouter de petits véhicules autonomes d'intervention extérieure, sur et autour du vaisseau. Le sauvetage de Mark Watney aurait été simplifié.

Les éventuels véhicules d'atterrissage (sur Mars, Europe ou ailleurs) ainsi que les cargos sont, quant à eux, envoyés séparément sur des trajectoires les plus économiques possibles.

Peut-on construire ou plutôt assembler un tel vaisseau en orbite ?
Avec une version cargo optimisée du Falcon Super Heavy (C'est à dire sans le Starship), on devrait pouvoir mettre des blocs d'au moins 200T en orbite basse.
Il faudrait alors concevoir un vaisseau modulaire sous la forme d'un meccano de cylindres et de poutrelles et assembler tout cela en orbite.
En une dizaines de vols, on peut assembler un vaisseau de 2000T. Je pense que c'est suffisant pour un vaisseau équivalent au Hermés.

Tout à fait d'accord avec toi GNU Hope, au vu de la taille des CU que pourront transporter le starship, le sls, new glenn ou d'autre je me suis alors posé la question du chantier spatial. 

On peux aussi imaginer un vaisseau où pourrait se docker des dragonV2/reddragon pour faire le transit entre terre/vaisseau ou mars/vaisseau

Pour aller sur mars avec un tel engin, si on compte une propulsion moderne chimique ou VASIMR (le chimique suffit pour mars) le temps de voyage vers mars ne peut-il pas être radicalement raccourci vu que l'on est déjà en orbite avec le plein d'ergol?

Pourquoi aucune société/institution ne pense à cette solution, avec une coopération internationale nous aurions les moyens de le faire.

tien un sujet qui pourrait être lier a celui de chantier spatiale.
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t18366-air-liquide-stations-de-ravitaillement-sur-mars?highlight=air+liquide

la dernier partie , est une etude des différentes façon de transporter l'ergol de façon plus facile que sous forme cryogénique. donc pour l'instant que qui a l'air le plus simple c'est de l'eau avec de l'ammoniac qu'on pourrait respectivement  électrolyser et pyrolyser puis cryogéniser pour faire de l'hydrolox. Sous forme liquide le précurseur d'ergol est bien plus dense et facile a transporté et ne serait pas aussi limité que pour des composant plus complexe (donc on peut imaginé une canon orbital).

Avant de concevoir des vaisseaux habité, on peut imaginé des chantier de réparation pour des satellite commerciaux. se serait une base des remorqueur qui capturé des satellites en panne , les ramener au chantier ou il serait réparé ou modernisé voir réaffecté (en remplace c'est réflecteur d'antenne) . ils pourrait même jouer les épavistes en désossant les satellites devenu inutile, pour récupéré les composent utilisable qui pourrons être réintégré sur d'autre satellite avant de jeté l’épave sur une orbite cimetière.

phenix a écrit:tien un sujet qui pourrait être lier a celui de chantier spatiale.
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t18366-air-liquide-stations-de-ravitaillement-sur-mars?highlight=air+liquide

la dernier partie , est une etude des différentes façon de transporter l'ergol de façon plus facile que sous forme cryogénique. donc pour l'instant que qui a l'air le plus simple c'est de l'eau avec de l'ammoniac qu'on pourrait respectivement  électrolyser et pyrolyser puis cryogéniser pour faire de l'hydrolox. Sous forme liquide le précurseur d'ergol est bien plus dense et facile a transporté et ne serait pas aussi limité que pour des composant plus complexe (donc on peut imaginé une canon orbital).

Avant de concevoir des vaisseaux habité, on peut imaginé des chantier de réparation pour des satellite commerciaux. se serait une base des remorqueur qui capturé des satellites en panne , les ramener au chantier ou il serait réparé ou modernisé voir réaffecté (en remplace c'est réflecteur d'antenne) . ils pourrait même jouer les épavistes en désossant les satellites devenu inutile, pour récupéré les composent utilisable qui pourrons être réintégré sur d'autre satellite avant de jeté l’épave sur une orbite cimetière.

Il faut bien préciser que l’ammoniac doit être anhydre  (sans eau) et à l’état liquide avec comme électrolytes des amidures de potassium ou de sodium (qui ne seront pas consommés)
Il ne s’agit surtout pas de mélanger l’ammoniac et l’eau qui alors devient une solution dite d’ammoniaque...car dans ce cas on électrolyse l’eau en milieu basique et on obtient du dihydrogène et du dioxygène  comme d’ailleurs ce qui se passe aussi en milieu acide sulfurique ( ne pas utiliser d’acide chlorhydrique car sinon on électrolyse en plus l’ion chlorure  )
Donc on doit avoir des réservoirs d’eau et d’ammoniac séparés et conduire les électrolyses séparément.

Pour éclairer les esprits, je (re)mets le lien vers cette superbe carte du système solaire avec les delta V de la Terre aux différentes planète.
Subway map to solar system

hypocampe a écrit:Pour aller sur mars avec un tel engin, si on compte une propulsion moderne chimique ou VASIMR (le chimique suffit pour mars) le temps de voyage vers mars ne peut-il pas être radicalement raccourci vu que l'on est déjà en orbite avec le plein d'ergol?

Pourquoi aucune société/institution ne pense à cette solution, avec une coopération internationale nous aurions les moyens de le faire.

En application directe du plan de delta V ci-dessus, on voit que de l'orbite basse terrestre à Mars, il faut au minimum un delta V de 4270 m/s. (3210 + 1060). Mais comme un vaisseau de la classe 2000T ne peut pas pratiquer l'aéro-capture, on arrive à un delta V de 5710 m/s (4270 + 1440)

Utiliser la propulsion chimique pour déplacer une une telle masse conduirait à une quantité de propergol déraisonnable. La propulsion nucléothermique (projet Nerva) permettrait de réduit la quantité nécessaire mais seul la propulsion électrique permet de changer d'ordre de grandeur. Les ISP chimique et nucléothermique se chiffrent en centaines de secondes, les ISP électrique, en milliers voire dizaines de milliers de secondes.

Pour la durée du voyage, les orbites de transfert de Hohmann sont les moins couteuses en énergie. Il existe deux trajectoires de transfert Terre -> Mars préférentielles, une de 9 mois et une autre de 6 mois, un peu plus couteuse en énergie. Ces trajectoires ont l'avantage de permettre un libre retour balistique (automatique) vers la Terre en cas d'impossibilité de se poser sur Mars. Aujourd'hui, on privilégie le transfert de 9 mois pour le matériel et celui de 6 mois pour les humains. Par conséquent, vouloir réduire la durée du transfert Terre - Mars dessous de 6 mois entraine une augmentation de la consommation de propergol et introduit le risque de perdre définitivement l'équipage en cas d'avaries.

Pourquoi, aucune institution n'a véritablement planché sur le sujet, c'est parce que le lanceur lourd et bon marché n'était pas encore disponible ni même imaginable à moyen terme.
SpaceX avec la récupération des premiers étages est en tain de changer la donne. Il devient donc intéressant de travailler sur ce concept.