Une voie rapide vers un lanceur européen à faible coût, réutilisable et habité

(Traduction par ChatGPT.)

Les défenseurs de l'espace européen se lamentent du fait qu'il n'y ait apparemment pas de voie à court terme pour obtenir un lanceur compétitif avec le SpaceX Falcon 9, obtenir la réutilisation du lanceur et obtenir un lanceur habité.

En réalité, l'Europe dispose déjà des composants nécessaires pour produire un lanceur encore moins cher que le Falcon 9, capable de réutilisation et de vol habité.

Tout ce qu'il faudrait, c'est que quelqu'un, n'importe qui dans la communauté spatiale européenne, pose la question impertinente : "Combien cela coûterait-il d'ajouter un deuxième Vulcain à l'Ariane 5/6 ?"

Une fois que cette question serait simplement posée et qu'ArianeSpace serait contrainte de répondre honnêtement, il deviendrait évident comment procéder.

La situation est analogue à la célèbre histoire "Le roi est nu". Le plus jeune enfant pourrait simplement poser la question, et la réponse une fois donnée mettrait en évidence que la solution était là tout le temps, juste devant eux.

Qui dans le domaine spatial européen posera la question impertinente : Combien cela coûterait-il d'ajouter un deuxième Vulcain à l'Ariane 5/6 ?
http://exoscientist.blogspot.com/2023/05/who-in-european-space-will-ask.html
(Traduction disponible sur la page web.)

Bob Clark

RGClark a écrit:
All of the problems of getting European launchers competitive with SpaceX, getting reusable launchers, and getting manned launchers could be solved simply by asking this one simple question. For once the question is asked, and ArianeSpace forced to answer honestly, it would become obvious how to proceed.

Who in European space will ask the impertinent question: How much would it cost to add a second Vulcain to the Ariane 5/6?
http://exoscientist.blogspot.com/2023/05/who-in-european-space-will-ask.html

(Captain Kirk asks an impediment question.)

Bob Clark

Le site de calcul des perfo d'un lanceur est très intéressant.
Je m'empresse de lui soumettre quelques idées perso.
Launch Vehicle Performance Calculator

[mod]Sujet réouvert après traduction française du sujet par l'auteur. Merci à lui pour sa compréhension.
Au passage, petit rappel de l'Art-9 du règlement du forum:
9/ Ce forum est francophone.
Les posts d'articles en anglais peuvent être tolérés si la version française n'existe pas. Un bref résumé en français sera exigé pour permettre aux non anglophones de pouvoir participer. Toute traduction type Google est déconseillée. Les débats en anglais n'y sont par contre pas les bienvenus, il existe de nombreux forums anglophones pour cela. Tout message anglais pourra être supprimé selon l'appréciation de la modération.

Admin Mustard[/mod]

Un proverbe dit que pour chaque problème complexe, il existe une réponse évidente, simple, peu chère, facile, et fausse... FB_clinoeil

@Thierz, bonne remarque ! FB_ok

Deja la poussee du Vulcain n'est pas variable. Donc pour l'atterrissage...

“Ceux qui ne peuvent se souvenir du passé sont condamnés à le répéter.” - George Santayana

(Traduction par ChatGPT.)

Depuis que l'ESA, le CNES, le DLR et ArianeSpace vont miser des milliards de l'argent public sur la réussite financière de ces systèmes, le public devrait avoir le droit de poser ces “questions impertinentes.”

Quel est le prix pour le client des SRB (Boosters à Propergol Solide) ? Combien coûterait l'Ariane 6 au client s'il utilisait uniquement une propulsion à propergol liquide ?

Ces questions ne sont pas anodines ! ULA est désormais au bord de la faillite ! Pouvez-vous imaginer ce qui se passerait pour l'espace européen si ArianeSpace était également poussé au bord de la faillite parce qu'il a refusé, comme ULA, de reconnaître l'importance de la réutilisabilité ?

Robert Clark

jassifun a écrit:Deja la poussee du Vulcain n'est pas variable. Donc pour l'atterrissage...

Et pas réallumable en vol puisque allumé avant le décollage.

Il faudra passer à une version Vulcain (si on garde la cryogénie) très différente de ce qui a existé jusqu'à aujourd'hui. Ceci dit, pas sûr que la propulsion cryogénique soit la plus adaptée pour des rentrées atmosphériques à haute température en sachant qu'il faut maintenir à température cryogénique l'hydrogène et l'oxygène liquide.

Sur le falcon9 l'oxygène est sur-refroidi, donc c'est pas ça qui pose problème, mais l'hydrogène est un vrai problème car très volatil et très difficile à confiner et à garder au "frais" !

Anovel a écrit:Sur le falcon9 l'oxygène est sur-refroidi, donc c'est pas ça qui pose problème, mais l'hydrogène est un vrai problème car très volatil et très difficile à confiner et à garder au "frais" !

Tout dépend à quel étage on l’utilise, l’hydrogène Il n’est pas fait pour le premier étage, mais les suivants où c’est l’impulsion spécifique qui est à privilégier et non plus la poussée.
On a voulu l’utiliser dès le premier étage en ajoutant des boosters à poudre pour la poussée.mais c’est une voie sans issue si on cherche la récupération, puis la réutilisation du lanceur.
Il faut en premier étage des ergols liquides fournissant une poussée suffisante, quitte à ce que l’impulsion spécifique ne soit pas aussi élevée qu’avec l’hydrolox. Jusqu’à présent, le seul couple qui fonctionne est le kérolox…et bientôt le méthalox,on peut l’espérer !

(Traduction par ChatGPT)

Tout d'abord, si vous voulez une réutilisation à faible coût, vous devez vous passer des propulseurs à propergol solide. Le programme de la navette spatiale a montré que les solides ne permettent pas d'économiser sur la réutilisation. Une fois que vous avez repêché les enveloppes des propulseurs solides dans l'océan, les remorquez jusqu'au port, les transportez du port à l'usine de fabrication, grattez tous les produits de combustion brûlés, puis les remplissez à nouveau, cela coûte autant que d'utiliser simplement des nouveaux. Il est également très important de noter que le coût d'un Vulcain supplémentaire est bien inférieur à celui des deux propulseurs à propergol solide de l'Ariane 5 ou de l'Ariane 6.

Pour donner une indication de la gravité du problème de coût par rapport aux propulseurs solides par rapport à l'ajout d'un Vulcain supplémentaire, notez le coût de 75 millions d'euros de la version à deux propulseurs à propergol solide de l'Ariane 6 par rapport aux 115 millions d'euros de la version à quatre propulseurs à propergol solide. Ensuite, à titre d'estimation préliminaire, nous pouvons prendre le coût de deux propulseurs à propergol solide à 40 millions d'euros. Mais le coût d'un seul Vulcain n'est que de 10 millions d'euros ! Ainsi, les deux propulseurs à propergol solide prévus pour la version de base coûtent quatre fois plus cher que l'ajout d'un second Vulcain !

Par conséquent, encore une fois à titre d'estimation préliminaire, nous pouvons estimer le coût d'une Ariane 6 à deux Vulcain sans propulseurs à propergol solide à seulement 45 millions d'euros, environ 50 millions de dollars. Notez que cela se compare très favorablement au coût actuel de 67 millions de dollars du Falcon 9.

La propulsion entièrement liquide de l'Ariane 6 serait moins chère que celle du Falcon 9!

Notez maintenant que vos Ariane 5 ou 6 à deux Vulcain sans propulseurs à propergol solide peuvent être réutilisables, à la manière du F9, par un atterrissage propulsif, et peuvent également être capables de vol habité en n'ayant plus le problème de sécurité des solides.

Robert Clark

(Traduction par ChatGPT)

Concernant la question de l'hydrogène pour la réutilisabilité, souvenez-vous que nous ne parlons ici que du premier étage de la fusée. Même SpaceX n'a pas résolu le problème de la réutilisabilité pour le deuxième étage orbital de la fusée. Donc, puisque nous parlons seulement du premier étage de la fusée, notez qu'il ne doit durer que quelques minutes avant que les moteurs d'atterrissage ne doivent s'allumer.

Concernant les moteurs d'atterrissage, je déconseille d'utiliser les Vulcains. Il serait préférable d'utiliser deux moteurs Vinci, car cela permettrait un véritable atterrissage en vol stationnaire, contrairement au Falcon 9.

Robert Clark

J'ai plusieurs questions :
1) quel serait le delta-v d'Ariane 6 sans boosters à poudre et avec un deuxième Vulcain ?
Le risque n'est-il pas alors qu'il faille modifier Ariane 6 pour augmenter la quantité de LOx / LH2 pour avoir le delta-v requis, ce qui plomberait le rapport poussée/poids (TWR) au décollage ?
2) est-ce que tout simplement il y a la place à la base de la fusée pour intégrer un deuxième Vulcain ? (plus des Vinci si on doit ajouter en plus des moteurs d'atterrissage)
A ce niveau là, autant attendre le Prometheus ?

Transformer Ariane VI à ce point là ! Autant penser à un nouveau lanceur FB_oh

Astro-notes a écrit:Transformer Ariane VI à ce point là ! Autant penser à un nouveau lanceur

C’est ce que je pense aussi !
De plus l’ hydrolox a déjà été utilisé pour un lanceur récupérable, le New Shepard,mais suborbital et de petite taille, ce couple d’ergols me semble mieux adapté pour des étages supérieurs ou pour le décollage d’astres à plus faible gravité. On l’envisage pour la Lune si on trouve les ressources nécessaires sur place …mais aussi pour Mars ,même si on pense plus pour cette planète au méthalox.

Giwa a écrit:
Astro-notes a écrit:Transformer Ariane VI à ce point là ! Autant penser à un nouveau lanceur
C’est ce que je pense aussi !
De plus l’ hydrolox a déjà été utilisé pour un lanceur récupérable, le New Shepard,mais suborbital et de petite taille, ce couple d’ergols me semble mieux adapté pour des étages supérieurs ou pour le décollage d’astres à plus faible gravité. On l’envisage pour la Lune si on trouve les ressources nécessaires sur place …mais aussi pour Mars ,même si on pense plus pour cette planète au méthalox.

il faut quand meme se rappeler que le tout premier lanceur réutilisable(partiellement) était a hydrogene. on peut considère que la navette spatial américain était composé de booster a poudre et d'un etage centrale lui même constituer du réservoir et de la baie moteur qui était monté sur l'orbiteur qui était récupérable. Donc la réutilisation de moteur a hydrogene ne pose pas de problème.

Le problème de décollé a l'hydrolox, c'est que le premier etage a besoin de beaucoup d'ergol, or l'hydrolox est extrêmement volumineux. Une faclon heavy a l'air anorexique a coté d'une delta IV heavy pourtant moins perfomente (en LEO, similaire en GTO grace a la meilleur alonge de l'hydrogene)
Une voie rapide vers un lanceur européen à faible coût, réutilisable et habité Fucjjpg

Une voie rapide vers un lanceur européen à faible coût, réutilisable et habité Fucjjpg

Astro-notes a écrit:Transformer Ariane VI à ce point là ! Autant penser à un nouveau lanceur

Tu résumes ma pensée quand je suppose que ce n'est pas simplement que de mettre un deuxième Vulcain au cul d'Ariane 6.
En fait vu la poussée du Vulcain (1370kN) contre 4500kN par booster P120, je ne suis même pas certain qu'Ariane 6 avec un deuxième Vulcain et zéro P120 serait capable de décoller FB_reflechi

Les deux P120 crachent 9000kN de poussée à eux seuls (+ ~150kN pour le Vulcain mis à 10%), alors que deux Vulcains à pleine charge seraient à 2740kN. Tu divises par 3 la poussée au décollage ... sans booster, à ergols liquides ou solides, pas de décollage d'Ariane 5 / 6.
A vue assez grossière, je pense que la conception d'Ariane 5 / 6 ne permet pas d'autre solution que ça pour espérer le rendre réutilisable :
https://twitter.com/AndrewParsonson/status/1658853119793541124

ndiver a écrit:
Astro-notes a écrit:Transformer Ariane VI à ce point là ! Autant penser à un nouveau lanceur
Tu résumes ma pensée quand je suppose que ce n'est pas simplement que de mettre un deuxième Vulcain au cul d'Ariane 6.
En fait vu la poussée du Vulcain (1370kN) contre 4500kN par booster P120, je ne suis même pas certain qu'Ariane 6 avec un deuxième Vulcain et zéro P120 serait capable de décoller
Les deux P120 crachent 9000kN de poussée à eux seuls (+ ~150kN pour le Vulcain mis à 10%), alors que deux Vulcains à pleine charge seraient à 2740kN. Tu divises par 3 la poussée au décollage ... sans booster, à ergols liquides ou solides, pas de décollage d'Ariane 5 / 6.
A vue assez grossière, je pense que la conception d'Ariane 5 / 6 ne permet pas d'autre solution que ça pour espérer le rendre réutilisable :
https://twitter.com/AndrewParsonson/status/1658853119793541124

c'est l'occassion de faire un parlons peu, calculons bien (j'en aurais bien fait un a propos du starship mais @Choros l'a fait avant moi FB_colere2

)

donc selon les données(non fiable) donne une masse de 236,85t pour une ariane 6 avec une CU de 10,5t et un vulcain en plus. il aurais une rapport poussé/poid de 1,18, c'est a dire suffisant pour décollé. en effet, si sur une ariane6.2 les P120 représenté 80% de la poussé, il représenté aussi 57% du poids. retiré les P120 diminuerais la poussé mais allègerais de beaucoup la fusée, au poids que doublé la poussé de l"ecp" suffirais.

phenix a écrit: (j'en aurais bien fait un a propos du starship mais @Choros l'a fait avant moi )

phenix a écrit:c'est l'occassion de faire un parlons peu, calculons bien (j'en aurais bien fait un a propos du starship mais @Choros l'a fait avant moi )

donc selon les données(non fiable) donne une masse de 236,85t pour une ariane 6 avec une CU de 10,5t et un vulcain en plus. il aurais une rapport poussé/poid de 1,18, c'est a dire suffisant pour décollé. en effet, si sur une ariane6.2 les P120 représenté 80% de la poussé, il représenté aussi 57% du poids. retiré les P120 diminuerais la poussé mais allègerais de beaucoup la fusée, au poids que doublé la poussé de l"ecp" suffirais.

Merci Phénix pour le calcul :)
Je n'imaginais pas du tout les P120 si lourds, et d'une certaine façon poussant en grande partie leur propre poids.
Intéressant que je me sois trompé à ce point.

ndiver a écrit:
phenix a écrit:c'est l'occassion de faire un parlons peu, calculons bien (j'en aurais bien fait un a propos du starship mais @Choros l'a fait avant moi )

donc selon les données(non fiable) donne une masse de 236,85t pour une ariane 6 avec une CU de 10,5t et un vulcain en plus. il aurais une rapport poussé/poid de 1,18, c'est a dire suffisant pour décollé. en effet, si sur une ariane6.2 les P120 représenté 80% de la poussé, il représenté aussi 57% du poids. retiré les P120 diminuerais la poussé mais allègerais de beaucoup la fusée, au poids que doublé la poussé de l"ecp" suffirais.

Merci Phénix pour le calcul :)
Je n'imaginais pas du tout les P120 si lourds, et d'une certaine façon poussant en grande partie leur propre poids.
Intéressant que je me sois trompé à ce point.

c'est assez etrange de de dire que chaque "petit" booster est aussi lourd que l’énorme etage central d'ariane 6, mais il faut bien se dire que les P120 sont constituer de poudre , donc très dense, alors que le gros de l’étage central c'est de l’hydrogène bien plus volumineux.

par contre , quelqu'un aurais des valeurs réaliste de capacité d'ergol et de masse a vide des étages d’Ariane 6? j'ai des données global suffisante pour calculé la masse au décollage, mais c'est pas assez détailler donc calculs de Dv donne des resultat incoherant.

ndiver a écrit:J'ai plusieurs questions :
1) quel serait le delta-v d'Ariane 6 sans boosters à poudre et avec un deuxième Vulcain ?
Le risque n'est-il pas alors qu'il faille modifier Ariane 6 pour augmenter la quantité de LOx / LH2 pour avoir le delta-v requis, ce qui plomberait le rapport poussée/poids (TWR) au décollage ?
2) est-ce que tout simplement il y a la place à la base de la fusée pour intégrer un deuxième Vulcain ? (plus des Vinci si on doit ajouter en plus des moteurs d'atterrissage)
A ce niveau là, autant attendre le Prometheus ?

(Traduction par ChatGPT.)

Voir la discussion ici...

Sunday, February 18, 2018
Multi-Vulcain Ariane 6.
http://exoscientist.blogspot.com/2018/02/multi-vulcain-ariane-6.html

Mais notez trois faits clés à propos de la version que j'ai présentée là-bas.

Premièrement, mon objectif était de présenter une version à faible coût de l'Ariane 6, donc j'ai utilisé le cœur de l'Ariane 5 "G" pour économiser sur les coûts de développement. Cependant, le cœur de l'Ariane 6 est 10% plus léger, ce qui aidera le rapport poussée-poids, avec seulement une petite perte de charge utile.

Deuxièmement, sans les SRB (propulseurs d'appoint à poudre), la fusée était limitée en poussée, donc je n'ai pas utilisé l'étage supérieur de l'Ariane 6 d'une masse de 30 tonnes, ni même l'étage supérieur cryogénique d'une masse de 19 tonnes de l'Ariane 5. J'ai utilisé l'étage supérieur cryogénique de 13 tonnes de l'Ariane 4 H10.

Troisièmement, j'ai supposé que la poussée du Vulcain peut être augmentée d'environ 9% pour améliorer le rapport poussée-poids, car cela a été fait à la fois avec le moteur de la “Space Shuttle” et le moteur de la fusée Delta IV, tous deux cryogéniques. Cependant, on m'a informé que le Vulcain 2.1 bénéficie déjà de cette amélioration de poussée au niveau de la mer. Nous pouvons donc simplement utiliser la dernière version du Vulcain.

Concernant la question de savoir si deux Vulcains peuvent s'adapter sous le cœur, notez qu'une version à deux Vulcains de l'Ariane 6 a été envisagée par le CNES, il est donc présumé que cela peut fonctionner. (Voir l'image jointe.)

Une voie rapide vers un lanceur européen à faible coût, réutilisable et habité 1ad74710

Cependant, il convient de noter que la version du CNES a été calculée pour n'avoir qu'un tiers de la charge utile GTO que je calculais. J'aimerais vraiment voir une vérification indépendante de mes calculs, en notant bien que les trois modifications que j'ai apportées rendent les chiffres de départ différents de ceux utilisés par le CNES.

Robert Clark

RGClark a écrit:
ndiver a écrit:J'ai plusieurs questions :
1) quel serait le delta-v d'Ariane 6 sans boosters à poudre et avec un deuxième Vulcain ?
Le risque n'est-il pas alors qu'il faille modifier Ariane 6 pour augmenter la quantité de LOx / LH2 pour avoir le delta-v requis, ce qui plomberait le rapport poussée/poids (TWR) au décollage ?
2) est-ce que tout simplement il y a la place à la base de la fusée pour intégrer un deuxième Vulcain ? (plus des Vinci si on doit ajouter en plus des moteurs d'atterrissage)
A ce niveau là, autant attendre le Prometheus ?

(Traduction par ChatGPT.)

Voir la discussion ici...

Sunday, February 18, 2018
Multi-Vulcain Ariane 6.
http://exoscientist.blogspot.com/2018/02/multi-vulcain-ariane-6.html

Mais notez trois faits clés à propos de la version que j'ai présentée là-bas.

Premièrement, mon objectif était de présenter une version à faible coût de l'Ariane 6, donc j'ai utilisé le cœur de l'Ariane 5 "G" pour économiser sur les coûts de développement. Cependant, le cœur de l'Ariane 6 est 10% plus léger, ce qui aidera le rapport poussée-poids, avec seulement une petite perte de charge utile.

Deuxièmement, sans les SRB (propulseurs d'appoint à poudre), la fusée était limitée en poussée, donc je n'ai pas utilisé l'étage supérieur de l'Ariane 6 d'une masse de 30 tonnes, ni même l'étage supérieur cryogénique d'une masse de 19 tonnes de l'Ariane 5. J'ai utilisé l'étage supérieur cryogénique de 13 tonnes de l'Ariane 4 H10.

Troisièmement, j'ai supposé que la poussée du Vulcain peut être augmentée d'environ 9% pour améliorer le rapport poussée-poids, car cela a été fait à la fois avec le moteur de la “Space Shuttle” et le moteur de la fusée Delta IV, tous deux cryogéniques. Cependant, on m'a informé que le Vulcain 2.1 bénéficie déjà de cette amélioration de poussée au niveau de la mer. Nous pouvons donc simplement utiliser la dernière version du Vulcain.

Concernant la question de savoir si deux Vulcains peuvent s'adapter sous le cœur, notez qu'une version à deux Vulcains de l'Ariane 6 a été envisagée par le CNES, il est donc présumé que cela peut fonctionner. (Voir l'image jointe.)

Cependant, il convient de noter que la version du CNES a été calculée pour n'avoir qu'un tiers de la charge utile GTO que je calculais. J'aimerais vraiment voir une vérification indépendante de mes calculs, en notant bien que les trois modifications que j'ai apportées rendent les chiffres de départ différents de ceux utilisés par le CNES.

Robert Clark

c'est l'occassion de faire un autre parlons peu calculons bien:
si
H10: 2,14t a vide 11,86t d'ergol vitesse d'ejection = 4370m/s
ECP (etage centrale d'ariane 5 G): 14,3t a vide+2 pour le deuxieme vulcain 158t d'ergole vitesse d'ejection 3329m/s
LLPM (etage centrale d'ariane 6, info non garentie): 16,75t a vide +2 pour le deuxieme vulcain 173,75t d'ergole vitesse d'ejection 3551m/s

un lanceur ECP+H10 aurais une charge utile de 7,5t en orbite basse, 2,4t en GTO et un rapport poussé poid de 1,44 (donc tres largement suffisant). un lanceur LLPM+H10 aurais une charge utile de 9,1t en orbite basse, 3,1 en GTO et un rapport poussé poid de 1,31, donc aussi suffisant pour decoller

RGClark a écrit:Concernant les moteurs d'atterrissage, je déconseille d'utiliser les Vulcains. Il serait préférable d'utiliser deux moteurs Vinci, car cela permettrait un véritable atterrissage en vol stationnaire, contrairement au Falcon 9.

Robert Clark

Utiliser 2 moteurs Vinci à la place de Vulcain? Vinci a une poussée de 180 kN dans le vide contre 1350 kN pour Vulcain dans les mêmes conditions. Vinci est largement inférieur aux performances nécessaires pour faire décoller une fusée visant une orbite géostationnaire avec des charges lourdes comme Ariane jusqu'à présent.

Le Rutherford qui équipe Electron fournit une poussée d'environ 24 kN et il y en a 9 sur le premier étage, soit environ 240 kN de poussée au décollage pour une performance de 300 kg sur l'orbite basse.

Pour du réutilisable, je pense qu'il faut oublier la cryogénie trop complexe. Il faut simplifier au maximum le lanceur pour diminuer les risques d'accident tant durant la montée que la descente et réduire les coûts d'exploitation et de remise en état.

L'idée c'est deux Vulcain et deux Vinci, les Vinci seraient seuls utilisés pour l'atterrissage . Cela ferait un sacré lanceur et une manoeuvre de posée intéressante à voir.

Sam 20 Mai 2023 - 18:26

Sam 20 Mai 2023 - 18:43

Mer 24 Mai 2023 - 14:58

Jeu 25 Mai 2023 - 8:03

Jeu 25 Mai 2023 - 9:22

Jeu 25 Mai 2023 - 9:26

Ven 26 Mai 2023 - 17:22

Sam 27 Mai 2023 - 19:53

Sam 27 Mai 2023 - 21:27

Dim 28 Mai 2023 - 7:07

Dim 28 Mai 2023 - 13:57

Dim 28 Mai 2023 - 14:14

Dim 28 Mai 2023 - 17:49

Lun 29 Mai 2023 - 6:27

Lun 29 Mai 2023 - 8:08

Lun 29 Mai 2023 - 10:46

Lun 29 Mai 2023 - 16:25

Lun 29 Mai 2023 - 21:29

Lun 29 Mai 2023 - 21:42

Lun 29 Mai 2023 - 22:16

Mar 30 Mai 2023 - 14:25

Mer 31 Mai 2023 - 2:33

Mer 31 Mai 2023 - 20:56

Mer 31 Mai 2023 - 21:43

Mer 31 Mai 2023 - 22:40