Entrée/sortie de l'atmosphère

B'soir tout le monde.

Je précise que tout ce que je vais dire peut etre choquant pour des personnes avertis comme vous, alors que pour moi ça l'est beaucoup moins.


1) Un avion "standard" militaire ou civil, peut il sortir de l'atmosphère terrestre ? si non, pourquoi (propulseur pas assez puissant, résistance des materiaux...) ?

2) Qu'est ce qui fait que la traversée de l'atmosphère soit si "perilleuse" ? c'est la vitesse de la navette couplé aux gaz qui composent l'atmosphère ?

3) Dans le cas de la question 2, si l'engin spatial qui entre dans l'atmophère dispose de moteurs assez puissants pour ralentir sa chute voir même se stabiliser (on imagine hein), les boucliers thermiques et l'angle d'approche seraient "facultatifs" ?

4) Quelle est la différence de puissance reçue par des panneaux solaire terrestre et des panneaux solaires spatiaux ? 2, 3 fois ?

Macxyd a écrit:
1) Un avion "standard" militaire ou civil, peut il sortir de l'atmosphère terrestre ? si non, pourquoi (propulseur pas assez puissant, résistance des materiaux...) ?

Non, pas un avion standard.
Le Mig-31 est l'avion qui monte le plus haut, le record est à 37.650m
La raison est simple, un moteur à réaction de ces avion utilise l'oxygene de l'air. Trop haut l'air et l'oxygène y est trop rare et cale le moteur.
il y a aussi le problème de portance qui est faible à cause de la faible densité de l'air.

2) Qu'est ce qui fait que la traversée de l'atmosphère soit si "perilleuse" ? c'est la vitesse de la navette couplé aux gaz qui composent l'atmosphère ?

Le SR-71, l'avion le plus rapide, volait à 3500km/h (Mach 3.5). A cette vitesse l'air est un véritable mur qui freine l'avion. Le fait d'aller si vite crée une friction énorme avec l'air et par conséquent une hausse de la température. Le fuselage du SR-71 montait à plus de 400°c.
Donc un engin spatial en orbite terrestre a une vitesse d'environ 24.000km/h. Pas étonnant que dès son retour dans l'atmosphère la friction avec l'air monte à plus de 1000°c (et plus) et cré un phénomène de ionisation.

3) Dans le cas de la question 2, si l'engin spatial qui entre dans l'atmophère dispose de moteurs assez puissants pour ralentir sa chute voir même se stabiliser (on imagine hein), les boucliers thermiques et l'angle d'approche seraient "facultatifs" ?

Oui mais pour cela il faudrait une très grande puissance et une énorme réserve de carburant. En l'état actuel de nos connaissances techniques ce n'est pas réalisable.

Quand tu dis qu'il y a le probleme de portance, en langage simple c'est le manque d'air qui entraine un manque de stabilité ?


Pour la pénétration de l'atmosphère à 24 000 km/h, effectivement ya de la friction sa se comprend, mais pourquoi ne pas ralentir a une vitesse plus raisonnable avant la rentrée ? D'accord les fusée plane entre leur entrée dans l'atmopshère et l'atterissage, mais il doit bien avoir un juste milieu.

Sais tu par hasard à quelle vitesse la friction serait peu dangereuse ?

Macxyd a écrit:Quand tu dis qu'il y a le probleme de portance, en langage simple c'est le manque d'air qui entraine un manque de stabilité ?

Pour simplifier, un avion vole à cause de la dépression entre les deux faces de ses ailes, dépression due à la vitesse. A haute altitude, cet effet diminue dramatiquement d'où le fait qu'il faille changer de mode de fonctionnement

Pour la pénétration de l'atmosphère à 24 000 km/h, efectivement ya de la friction sa se comprend, mais pourquoi ne pas ralentir a une vitesse plus raisonnable avant lar entrée ? D'accord les fusée plane entre leur entrée dans l'atmopshère et l'atterissage, mais il doit bien avoir un juste milieu.

C'est ce que l'on fait : on ralentit... sauf que ralentir, en orbite, c'est aussi tomber, donc perdre de l'altitude. Donc soit on ralentit avec des moteurs, ce qui demanderait d'emporter une masse considérable de carburant pour rien... puisque l'atmosphère elle-même se charge de nous ralentir. Bref il faut faire un choix : soit on gagne en masse et donc en charge utile et en coût, mais on perd en danger de chauffe, soit on perd énormément (pour autant qu'on sache le faire) en charge utile et en coût et on gagne en chauffe. Pour l'instant, le choix est évident.

Sais tu par hasard à quelle vitesse la friction serait peu dangereuse ?

Cette question n'est pas assez précise : en effet, comme tu l'as vu dans les réponses de mustard, ça dépend de la densité de l'air qui entoure l'appareil et donc de l'altitude. La même vitesse dans l'espace (Mach 25 par exemple) ou à 50 km d'altitude n'ont pas les mêmes conséquences. Donc impossible de répondre "en l'air" comme ça (ouah le jeu de mot :))

Quand tu dis qu'il y a le probleme de portance, en langage simple c'est le manque d'air qui entraine un manque de stabilité ?

Un avion s'appuie sur l'air pour voler (où plutôt il s'en sert, car c'est le passage de l'air autour des ailes qui porte l'avion), donc s'il n'y a pas d'air, l'avion ne peut pas voler, il décroche et... tombe.

(...)mais pourquoi ne pas ralentir a une vitesse plus raisonnable avant la rentrée ?

C'est justement ça qui nécessite beaucoup de carburant, ce qui alourdit la navette. En fait, pour envoyer un vaisseau dans l'espace, il faut qu'il soit le plus léger possible, pour qu'il soit plus facile à envoyer dans l'espace. Donc on évite de charger le vaisseau d'un réservoir de carburant supplémentaire...

edit : grillé par Nephi :)

Par curiosité je demanderais bien quelle quantité d'energie il faudrait pour permettre à une navette de se stabiliser dans les airs, mais il faudrait être masochiste et trés doué je pense xD

L'atmosphère nous ralenti ? me coucherais un peu moin bête ce soir... en entrée de l'atmosphère on est à 24 000km/h, et une fois celle ci passée à quelle vitesse planent les navettes ?

Si tu veux que la navette reviennent sur Terre sans friction avec l'atmosphère, il lui faudrait presque une trajectoire identique et inverse à son décollage. Quand tu vois le carburant qu'il lui faut pour décoller (1 gros réservoir + 2 booster) durant une dizaine de minute, tu comprendras vite que c'est énorme.
Au retour, la navette se freine durant 3mn, sa vitesse baisse faiblement malgré cela, mais ça suffit pour l'amener sur une altitude si faible que le forttement avec l'atmosphère sera suffisant pour terminer le travail de freinage.
Certe l'opération est délicate et dangereuse mais largement économique et indispensable. sinon, partir avec un réservoir comme au décollage serait ultra dangereux car ce serait une bombe en puissance à la merci du moindre débris ou poussière spatiale. On se rappelle qu'une simple écaille d'1mm de peinture avec éclaté la première couche d'un hublot de navette.

Merci bien de vos réponses rapides et compréhensible par le commun des mortels.

Peut etre à bientot :)

Mustard a écrit:Si tu veux que la navette reviennent sur Terre sans friction avec l'atmosphère, il lui faudrait presque une trajectoire identique et inverse à son décollage. Quand tu vois le carburant qu'il lui faut pour décoller (1 gros réservoir + 2 booster) durant une dizaine de minute, tu comprendras vite que c'est énorme.
Au retour, la navette se freine durant 3mn, sa vitesse baisse faiblement malgré cela, mais ça suffit pour l'amener sur une altitude si faible que le forttement avec l'atmosphère sera suffisant pour terminer le travail de freinage.
Certe l'opération est délicate et dangereuse mais largement économique et indispensable. sinon, partir avec un réservoir comme au décollage serait ultra dangereux car ce serait une bombe en puissance à la merci du moindre débris ou poussière spatiale. On se rappelle qu'une simple écaille d'1mm de peinture avec éclaté la première couche d'un hublot de navette.

C'est juste une idée,ne serait-il pas possible de déployer un genre de parachute dans l'atmosphère avant la chute irrémédiable de la navette vu son ralentissement extreme ?

Un parachute sur la navette pour la ralentir avant la plongée atmosphérique ! Mais cela existe déjà, cela s'appelle les ailes delta de la navette, ce sont elles qui se chargent d'absorber l'énergie de freinage nécessaire avant de passer en mode avion pour l'approche finale. :blbl:

Est-ce que ce n'était pas un peu l'idée du concept de bouclier thermique gonflable IRVE que la NASA devait tester en 2012? Et a testé finalement d'ailleurs ou pas?

Maurice a écrit:Est-ce que ce n'était pas un peu l'idée du concept de bouclier thermique gonflable IRVE que la NASA devait tester en 2012? Et a testé finalement d'ailleurs ou pas?

Comme parachute supersonique, il y a le LDSL .
Voir aussi Décélérateurs gonflables et Bouclier thermique déployable