[USA] SpinLaunch

taolanglais a écrit:On pourrait voir se développer un système similaire mais en orbite terrestre basse, pour propulser des sondes vers le système solaire ; la différence ici étant qu'il faudrait une masse importante servant d'inertie pour que la fronde puisse atteindre la vitesse suffisante. La complication étant que l'éjection de la sonde produira une force égale mais de direction opposée, ralentissant l'orbite du dispositif... La question est alors : comment éviter cela? S'il faut y acheminer régulièrement de grandes quantités de carburant pour compenser chaque lancement, cela perd de son intérêt. Une idée serait que la fronde soit double, et qu'elle relâche une masse équivalente à la sonde dans la direction opposée. Cette masse finirait probablement dans l'atmosphère. Ce n'est pas idéal car il faut doubler le poids a acheminer en orbite, mais il me semble quand même que ce serait un progrès par rapport au poids de la propulsion chimique.
D'autres idées ?

L’idée d’une fondre double, les deux centrifugeuses ayant des rotations en sens inverses est effectivement intéressante avec l’avantage de mettre en rotation inverse les deux centrifugeuse , mais effectivement il faut acheminer deux masses à lancer en orbite .Par contre on peut lancer transversalement à l’orbite du lanceur ces deux masses…donc aucune de ces masses ne retombent, mais partent dans des directions opposées

Giwa a écrit:C’est ce qu’on pouvait remarqué dans ton premier message avec l’info que tu donnais et cela m’avait assez intrigué  de la part d’Airbus

 Bien vu.
J'avais loupé ce détail de mon propre lien… 

Giwa a écrit:

taolanglais a écrit:On pourrait voir se développer un système similaire mais en orbite terrestre basse, pour propulser des sondes vers le système solaire ; la différence ici étant qu'il faudrait une masse importante servant d'inertie pour que la fronde puisse atteindre la vitesse suffisante. La complication étant que l'éjection de la sonde produira une force égale mais de direction opposée, ralentissant l'orbite du dispositif... La question est alors : comment éviter cela? S'il faut y acheminer régulièrement de grandes quantités de carburant pour compenser chaque lancement, cela perd de son intérêt. Une idée serait que la fronde soit double, et qu'elle relâche une masse équivalente à la sonde dans la direction opposée. Cette masse finirait probablement dans l'atmosphère. Ce n'est pas idéal car il faut doubler le poids a acheminer en orbite, mais il me semble quand même que ce serait un progrès par rapport au poids de la propulsion chimique.
D'autres idées ?

L’idée d’une fondre double, les deux centrifugeuses ayant des rotations en sens inverses est effectivement intéressante avec l’avantage de mettre en rotation inverse les deux centrifugeuse , mais effectivement il faut acheminer deux masses à lancer en orbite .Par contre on peut lancer transversalement à l’orbite du lanceur ces deux masses…donc aucune de ces masses ne retombent, mais partent dans des directions opposées

Oulà, une rotation en sens opposé ? Pourquoi donc? Si les deux objets tournent en sens opposé, ils se croisent deux fois à chaque rotation... Cela secouerait l'axe de rotation de manière terrible. Non, moi j'imaginais simplement deux poids égaux qui tourneraient dans le même sens autour du même axe, mais l'un a l'opposé de l'autre. Cela annule toute force de friction qui s'exercerait sur l'axe, permettant un rotor purement électromagnétique, sans mécanique et sans frictions, j'imagine qu'il serait possible dans l'espace d'atteindre des vitesses beaucoup plus rapides que sur Terre.

A priori, la charge utile serait le plus souvent tirée dans un sens de libération de l'attraction terrestre, soit dans le même sens que l'orbite terrestre. Donc la "masse morte" ira dans le sens opposé, soit en se déduisant de la vitesse orbitale, d'où la plus que probable chute vers l'atmosphère. Mais qu'importe, car imaginez une sonde de 200kg a envoyer vers Mars, il ne faudrait prévoir que de placer 400 kg en orbite basse, ce serait formidable, non ? A comparer aux énormes réservoirs des engins classiques...

Quelqu'un a posé la question plus haut de la quantité d'énergie requise: pour leur système sur terre, c'est quelques MW, pendant 2 à 3 heures. C'est peu sur Terre, mais pour la Lune il faudrait environ un hectare (ordre de grandeur) de panneaux PV, je parle de surface panneaux et pas de surface totale. Mais il est tout à fait possible qu'on puisse réduire considérablement ce chiffre, grâce à la réduction des frottements grâce à l'absence d'atmosphère. La mise en rotation du système et l'accélération d'une masse agissant comme un accumulateur d'énergie, il serait en théorie possible de faire fonctionner l'engin avec vraiment très peu de puissance, la pénalité était qu'il faudra plus de temps pour monter dans les tours.

PS: en prime cette fronde sur la Lune sera une fantastique batterie, pour affronter la longue nuit lunaire, comme font déjà les volants d'inertie sur Terre pour lisser les tensions du réseau.

@Astro-notes on aurait besoin de ton expérience pour expliquer le comportement d’un hélicoptère sans système de contre rotation fonctionnel  ! 
Sinon on peut se plonger dans l’étude de la conservation du moment cinétique : https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Conservation_du_moment_cinétique

On peut séparer les axes de rotation,  ce qui est fait sur de nombreux drones .
Que les axes de rotation soient sans frottement ou pas il y a une phase d’accélération angulaire pour chaque système en rotation qui doivent être en rotation opposées ( directe et rétrograde ) pour que le satellite ne se mette pas à tournoyer.
Sur Terre ,pour Spinlaunch , le problème ne se pose pas vu le moment d’inertie de cette planète

Petit HS : Puisqu’on a évoqué le moment d’inertie de la planète Terre, en fouillant un peu sur le net ,on s’aperçoit que l’on s’y intéresse avec le réchauffement climatique qui dilate la couche superficielle océanique ! 
Certes la variation relative est faible en pourcentage mais sur le moment d’inertie de la Terre proche de 9 E37 kg.m^2 cela fait beaucoup en valeur absolue 

Météo lyonnaise a écrit: Le moment d'inertie de terre et grand océan : A_to 

C'est la somme des deux précédents : A_to = A_t + A_o
moment d'inertie (en kg m²) de sphère rigide + calotte aqueuse
à T 8,999046380E+37
à T + 1° 8,999046380E+37
à T + 2° 8,999046381E+37
à T + 3° 8,999046381E+37
à T + 4° 8,999046381E+37
à T + 5° 8,999046382E+37

@Giwa
Ok, on parlait de choses différentes. Par rotation opposée, tu parlais du référentiel inertiel, il en faut évidemment un et il sera en rotation. J'imaginais la station elle-même, mais on peut alléger en allongeant et en éloignant le plus possible les masses, une hélice en somme.

Je pensais que tu parlais de contre rotation de la masse morte qu'il faudrait éjecter pour éviter la modification de l'orbite de la station. Ça n'avait pas de sens...

Pour revenir a Spinlaunch, savez vous comment ils comptent gérer le choc exercé sur le moyeux par la libération de la charge utile? Est-ce entièrement encaissé par la résistance des matériaux ? Il me semble qu'il faille une sorte d'amortisseur pour éviter sinon la casse, l'usure.

On monte progressivement en rotation ,donc pendant toute cette phase si l’accélération centripète finit par être très élevée ce fameux jerk ou vecteur d’à-coup reste faible …mais au moment de la libération du projectile il doit passer par une valeur très élevée ! Aucune idée sur les amortisseurs nécessaires pour gérer ce choc.
Mais bon ,on affaire à des matériaux…pas question pour des lancements habités….les pauvres seraient réduits en bouillie depuis longtemps , Heureusement pour les matériaux,il en existe pouvant subir de fortes contraintes en tension comme les fibres de carbone ou en compression comme le nitrure de bore !

Salut Giwa.

Pour répondre en partie à ta question et concernant l'hélicoptère en vol stationnaire (ce n'est pas pareil en vol), effectivement il faut gérer l'effet contre rotatif (pour raison mécanique). J'ai piloté le seul hélicoptère authentiquement à réaction (rotation du rotor par tuyères en  bout de pales) et qui compensait l'effet contre rotatif par un déflecteur de jet (de son réacteur) au bout d'une courte queue. L'effet contre  rotatif était faible, car il y n'y avait que des gaz pour faire tourner les pales. Ce n'était pas très efficace, car pour autant que je me souvienne avec du vent de travers en stationnaire l'effet girouette l'emportait sur l'effet du déflecteur de jet. Par contre pour tous les autres hélicoptères il y avait un vrai rotor de queue, mais liés mécaniquement (par un arbre avec cardans) au rotor principal (sustentateur) ils étaient donc synchrones le nombre de tour étant multiple des tours du rotor principal avec action sur une longueur de la poutre arrière bien définie. Qu'il y ait un petit  rotor de queue pour équilibrer la force de contre réaction comme sur l'Alouette III ou alors bi rotor comme la banane H-21 qui participait à l'équilibre plus la sustentation que j'ai un peu connu. Enfin le plus achevé de tous c'est le principe Kamov russe deux rotors l'un sur l'autre en mouvement contrarotatif qui compensaient le phénomène. Il y a eu aussi un hélicoptère allemand avec à la place du rotor de queue une grosse tuyère qui remplaçait les pales ou le déflecteur de jet. 
Sur l'hélicoptère Ingenuity c'est le principe Kamov qui a été adopté deux rotors l'un sur l'autre tournant dans l'autre sens. Pour des satellites on 
pourrait imaginer des roues à inertie tournant elles aussi en sens inverse et enfin des petits réacteurs à gaz froid au bout de deux mâts.

Références : Hélicoptère Djinn 1221. Hélicoptère Alouette III. Hélicoptère Banane H-21 (ou Chinook). Hélicoptère Kamov russe. Hélicoptère Ingenuity...

E

Astro-notes a écrit:Salut Giwa.

Pour répondre en partie à ta question et concernant l'hélicoptère en vol stationnaire (ce n'est pas pareil en vol), effectivement il faut gérer l'effet contre rotatif (pour raison mécanique). J'ai piloté le seul hélicoptère authentiquement à réaction (rotation du rotor par tuyères en  bout de pales) et qui compensait l'effet contre rotatif par un déflecteur de jet (de son réacteur) au bout d'une courte queue. L'effet contre  rotatif était faible, car il y n'y avait que des gaz pour faire tourner les pales. Ce n'était pas très efficace, car pour autant que je me souvienne avec du vent de travers en stationnaire l'effet girouette l'emportait sur l'effet du:fb_ok: déflecteur de jet. Par contre pour tous les autres hélicoptères il y avait un vrai rotor de queue, mais liés mécaniquement (par un arbre avec cardans) au rotor principal (sustentateur) ils étaient donc synchrones le nombre de tour étant multiple des tours du rotor principal avec action sur une longueur de la poutre arrière bien définie. Qu'il y ait un petit  rotor de queue pour équilibrer la force de contre réaction comme sur l'Alouette III ou alors bi rotor comme la banane H-21 qui participait à l'équilibre plus la sustentation que j'ai un peu connu. Enfin le plus achevé de tous c'est le principe Kamov russe deux rotors l'un sur l'autre en mouvement contrarotatif qui compensaient le phénomène. Il y a eu aussi un hélicoptère allemand avec à la place du rotor de queue une grosse tuyère qui remplaçait les pales ou le déflecteur de jet. 
Sur l'hélicoptère Ingenuity c'est le principe Kamov qui a été adopté deux rotors l'un sur l'autre tournant dans l'autre sens. Pour des satellites on 
pourrait imaginer des roues à inertie tournant elles aussi en sens inverse et enfin des petits réacteurs à gaz froid au bout de deux mâts.

Références : Hélicoptère Djinn 1221. Hélicoptère Alouette III. Hélicoptère Banane H-21 (ou Chinook). Hélicoptère Kamov russe. Hélicoptère Ingenuity...

Merci beaucoup pour toutes ces informations 

Pour en revenir à l’idée d’une seule fronde en rotation et d’un lancement simple au lieu de deux masses avec un disque d’inertie en rotation inverse pour empêcher la plateforme satellitaire de partir dans son ensemble en rotation inverse.Certes la plateforme se rapprocherait de la Terre et il faudrait la re booster, donc ravitailler cette plateforme en propergol. Toutefois on pourrait réduire considérablement cette masse si on adoptait une propulsion ionique plutôt qu’une propulsion chimique. Là encore le moteur VASIMR serait un bon candidat ! Le ravitaillement ne se ferait plus en propergols, mais en propulsifs comme l’hydrogène, l’argon ou l’hélium dont la masse serait bien plus faible.

Petite vidéo d'un test de tir, avec caméra embarquée à bord du projectile:

Choros a écrit:Petite vidéo d'un test de tir, avec caméra embarquée à bord du projectile:

Impressionnant , en particulier qu'une caméra à bord puisse fonctionner   
 Toutefois le plus difficile reste à faire avec le relai de la propulsion en mode fusée pour passer du suborbital à l'orbital !

Giwa a écrit:Impressionnant , en particulier qu'une caméra à bord puisse fonctionner   
 Toutefois le plus difficile reste à faire avec le relai de la propulsion en mode fusée pour passer du suborbital à l'orbital !

Oui, je suis curieux de voir comment va évoluer cette affaire.

Real Engineering a réalisé un reportage au sein de Spin Launch.
Très intéressant, car on rentre un peu plus dans les détails techniques.

Comme Giwa, je suis fasciné par cette expérience. Moi je pensais à l'obus de Jules Verne pour atteindre la Lune, on s'en rapproche !

Si j'ai compris l'étape actuelle, se fait dans une structure dont la taille est environ 1/3 de ce qui serait visé pour le prototype final.
Les contraintes à supporter seront déjà très importantes. Donc résistance des matériaux avec le lanceur-cocon .... qui protégerait son contenu (la charge utile, la propulsion chimique devant prendre le relais de la propulsion initiale cinétique dans le vide).

Bon courage à eux .....

Sur la Lune, ça ferait un "lanceur d'enfer, et pas besoin de pompes à vide !
Et il me semble même que la vitesse de lancement serait proche de celle de satellisation si ce n'est identique.

montmein69 a écrit:Si j'ai compris l'étape actuelle, se fait dans une structure dont la taille est environ 1/3 de ce qui serait visé pour le prototype final.
Les contraintes à supporter seront déjà très importantes. Donc résistance des matériaux avec le lanceur-cocon .... qui protégerait son contenu (la charge utile, la propulsion chimique devant prendre le relais de la propulsion initiale cinétique dans le vide).

Bon courage à eux .....

En effet, pour le moment, c'est à l'échelle 1/3.

Les contraintes seront en effet considérables.
Rien qu'à titre d'exemple, la force qui sera exercée sur le bras sera considérable.
Le projectile devant peser une dizaine de tonnes et soumis à 10 000 G, c'est donc une force de tension de  100 000 tonnes qui devra être supportée.
D'où l'exceptionnelle épaisseur de la fibre de carbone employée.