Réservoir hydrogène

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Message le Jeu 23 Jan 2020 - 23:34


Bonjour j'ai lu sur internet que les étage de fusée qui fonctionne a l'hydrogène liquide et a l'oxygène liquide ne pouvait pas rester longtemps en orbite je me demandais pourquoi et qu'est que cela provoquerais de le !aisser longtemps en orbite?
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Yomaha

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Message le Jeu 23 Jan 2020 - 23:57


Deux problèmes pour les réservoirs contenant de l'hydrogène.
1 : le volume très important du réservoir qui donc sur orbite basse est freiné par l'atmosphère ainsi que la plus grande surface chauffée par le soleil qui peut entraîner une sublimation du liquide donc une augmentation de la pression.
2 : le fait que l'hydrogène vue son faible poids et sa très petite taille moléculaire fuit très facilement et peut même traverser des métaux les fragilisants .
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Anovel

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Message le Ven 24 Jan 2020 - 0:11


Alors par exemple pour une mission vers mars des réservoir d'hydrogène pour la propulsion ne pourrait pas fonctionné on perdrait l'hydrogène ou le réservoir pourrait exploser si j'ai bien compris?
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Yomaha

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Message le Ven 24 Jan 2020 - 0:19


C'est pas sur, on peut utiliser sur quelques jours/semaines mais pas pour un atterrissage sur Mars et en plus c'est beaucoup plus cher que d'autres carburants.
Le méthane est plus facile a stocker bien qu'ayant une Impulsion moins importante et en plus c'est beaucoup moins cher !
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Anovel

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Message le Ven 24 Jan 2020 - 6:45


de nombreux projet de la nasa vers mars utilise des réservoir d’hydrogène. donc pour eu, il sera possible de stocke l 'hydrogéné pendant des années.
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Message le Ven 24 Jan 2020 - 7:46


@Anovel a écrit:Deux problèmes pour les réservoirs contenant de l'hydrogène.
1 : le volume très important du réservoir qui donc sur orbite basse est freiné par l'atmosphère ainsi que la plus grande surface chauffée par le soleil qui peut entraîner une sublimation du liquide donc une augmentation de la pression.
2 : le fait que l'hydrogène vue son faible poids et sa très petite taille moléculaire fuit très facilement et peut même traverser des métaux les fragilisants .

Je crois qu'il vaut mieux parler d'évaporation (boiled-off) plutôt que de sublimation en cas d'entrées thermiques. Il ne me semble pas trés compliqué de conserver du LH2 en orbite. Outre la problématique liée à la trés faible masse volumique, il est assez simple en revanche d'abaisser la température d'ébullition en abaissant la pression de stockage. Au vide par exemple (et la source de vide est infinie en orbite) on ne constate pratiquement plus de perte. La méthode consistant à utiliser le vide spatial pour maintenir sans pression des liquides trés froid et les conserver sur de longues durées est couramment utilisée sur les engins embarquant de l'hélium liquide. ISO, COBE, Herschell Planck, etc...
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Message le Ven 24 Jan 2020 - 8:42


@Hadéen a écrit:
@Anovel a écrit:Deux problèmes pour les réservoirs contenant de l'hydrogène.
1 : le volume très important du réservoir qui donc sur orbite basse est freiné par l'atmosphère ainsi que la plus grande surface chauffée par le soleil qui peut entraîner une sublimation du liquide donc une augmentation de la pression.
2 : le fait que l'hydrogène vue son faible poids et sa très petite taille moléculaire fuit très facilement et peut même traverser des métaux les fragilisants .

Je crois qu'il vaut mieux parler d'évaporation (boiled-off) plutôt que de sublimation en cas d'entrées thermiques. Il ne me semble pas trés compliqué de conserver du LH2 en orbite. Outre la problématique liée à la trés faible masse volumique, il est assez simple en revanche d'abaisser la température d'ébullition en abaissant la pression de stockage. Au vide par exemple (et la source de vide est infinie en orbite) on ne constate pratiquement plus de perte. La méthode consistant à utiliser le vide spatial pour maintenir sans pression des liquides trés froid et les conserver sur de longues durées est couramment utilisée sur les engins embarquant de l'hélium liquide. ISO, COBE, Herschell Planck, etc...
Effectivement la sublimation est le passage de l'état solide directement  à l'état gazeux or l'hydrogène se trouve à l'état liquide à -253°C ( soit 20 K) et passe par évaporation ou ébullition à l'état gazeux . Pour obtenir de l'hydrogène à l'état solide , il faudrait abaisser encore plus la température jusqu'à - 262°C ( soit  11 K )
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Message le Ven 24 Jan 2020 - 17:12


Exact, j'ai confondu mes mots ça devient grave !
Sinon, c'est plus un problème de garde dans le temps d'une quantité suffisante d'ergol. Le commentaire d'Hadéen est exacte, mais le soucis avec l'hydrogène c'est qu'une plus grande quantité de liquide s'évapore du fait de son poids moléculaire et de sa très basse température de liquéfaction, donc à la longue on en perd beaucoup !
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Message le Ven 24 Jan 2020 - 17:19


Si on n'en perd beaucoup a la longue comment aurait fait les projets de la NASA pour envoyer des humain sur mars en utilisant l'hydrogène et en le stockant pendant 1 ou 2 ans ?
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Yomaha

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Message le Ven 24 Jan 2020 - 18:08


Il y a la possibilité des Hydrures et autres composés qui stockent  de l'hydrogène, et puis certains matériaux sont moins poreux que d'autres.
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Message le Ven 24 Jan 2020 - 18:22


@Giwa a écrit:
@Hadéen a écrit:

Je crois qu'il vaut mieux parler d'évaporation (boiled-off) plutôt que de sublimation en cas d'entrées thermiques. Il ne me semble pas trés compliqué de conserver du LH2 en orbite. Outre la problématique liée à la trés faible masse volumique, il est assez simple en revanche d'abaisser la température d'ébullition en abaissant la pression de stockage. Au vide par exemple (et la source de vide est infinie en orbite) on ne constate pratiquement plus de perte. La méthode consistant à utiliser le vide spatial pour maintenir sans pression des liquides trés froid et les conserver sur de longues durées est couramment utilisée sur les engins embarquant de l'hélium liquide. ISO, COBE, Herschell Planck, etc...
Effectivement la sublimation est le passage de l'état solide directement  à l'état gazeux or l'hydrogène se trouve à l'état liquide à -253°C ( soit 20 K) et passe par évaporation ou ébullition à l'état gazeux . Pour obtenir de l'hydrogène à l'état solide , il faudrait abaisser encore plus la température jusqu'à - 262°C ( soit  11 K )

Merci GIWA (spécialiste de la chimie à l'évidence) pour ta réponse. Pour l'anecdote sur les vols A5 actuels, il existe une petite zone extérieure qui prend en glace au contact de l'air ambiant pendant les remplissages cryogéniques. Et en quelques secondes de vol, cette glace se trouve dans les conditions de sublimation (haute température dûe aux frottements aérodynamiques). Or je comprends que cette transition est extrêmement endothermique. Ce qui fait redouter une chute spectaculaire de la température de paroi... au détriment des équipements du voisinage. Des mesures correctrices ont été prises !
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