United Launch Alliance propose son plan de retour vers la Lune

United Launch Alliance (la joint-venture de Boeing et Lockheed qui met en oeuvre les fusées Delta et Atlas) vient de publier un papier présentant son projet de retour sur la Lune à un cout modeste, proposition qui fait pas mal jaser ...

Partant du fait que la majorité de la masse transportée est de l'ergol, cette architecture fait appel à des ravitaillements en orbite et utilise des lanceurs de classe EELV.

ULA veut également diminuer le nombre d'éléments développés, l'élément de base serait le module « ACES » (ou Advanced Common Evolved Stage). Il s'agit d'un étage cryotechnique équipé de moteurs RL-10. Cet étage serait la base du module de service d'Orion, du module de descente d'Altair, du « ravitailleur » et du dépôt.

Dans un premier temps deux « stations services » sont pré-positionnées : une en orbite basse et une au point de Lagrange Terre-Lune L2. Ces stations utilisent divers procédés pour limiter l'évaporation des ergols (surtout l'hydrogène liquide). Elles sont alimentées par des ravitailleurs.

L'étape suivant est la mise en place de matériel au sol via des Altair cargo. Ceux-ci sont lancés en orbite basse par des fusées de classe Delta 4 Heavy. Ils font le plein en orbite basse, puis en L2, avant de rejoindre leur destination au sol et d'y délivrer jusqu'à 40 tonnes de cargo.

Ensuite vient la phase d'exploration proprement dite. Un Altair est prépositionné en L2. Orion est lancé en orbite basse par l'Atlas 5 de base dont le deuxième étage sert également de module de service à Orion. Ravitaillement en orbite basse avant de rejoindre Altair en L2. L'équipage rejoint la surface par Altair, le reliquat de carburant sert à l'alimentation en énergie. Après 120 jours au sol, l'équipage repart sur L2, puis rejoint la Terre.

Parmi les avantages, la limitation du nombre de développement à effectuer, l'utilisation de lanceurs déjà existant (même si le papier reconnaît l'utilité d'un lanceur de classe 50-80 tonnes), un cout présenté comme modeste et un retour rapide sur la Lune.

Parmi les inconvénients, il y a le nombre d'opérations à réaliser, même si celles-ci peuvent être testées pour la partie automatisée, et la méconnaissance du transfert d'ergols cryotechniques dans l'espace.

Un sujet où l'utilité du point L2 était évoquée :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/physique-et-mecanique-spatiale-f19/utilisation-du-point-de-lagrange-2-pour-l-exploration-lunaire-t8243.htm

Le papier présentant la proposition :
http://www,ulalaunch.com/docs/publications/AffordableExplorationArchitecture2009.pdf

Le répertoire des publications :
http://www.ulalaunch.com/index_published.html

Voir aussi la longue analyse de NasaSpaceflight :
http://www.nasaspaceflight.com/2009/09/ula-claim-gap-reducing-solution-via-eelv-exploration-master-plan/


Le module Orion :




Les modules Altair (versions habitée et cargo) :




Le "ravitailleur" :




Le dépôt de carburant :




L'ensemble au point de Lagrange L2 :




Le module de remontée d'Altair, avec un volume confortable et un accès facilité à la surface :




Trajectoire de descente d'Altair :




Décollage du module de remontée d'Altair :

Je trouve l'idée séduisante et quelque part, elle a quelque chose de science fiction. Peut-être parce qu'il y a des ravitaillements à des stations services, des rendez-vous, ... Cette idée, moi elle me plait bien.

ULA avait été conviés pour des auditions Augustine?

Je trouve que c'est une solution à la va vite tout ça. Pourquoi faire simple quant on peut faire compliquer, hien ??

Plus ca avance dans le programme Constellation, et plus je trouve que les idées "DIRECT" sont céduisantes.

Yantar a écrit:ULA avait été conviés pour des auditions Augustine?

Oui mais très brièvement, et la présentation de Michael Gass ne parler pas de l'architecture dont on parle qui sera présentée à la prochaine conférence de l'AIAA.

http://www.nasa.gov/offices/hsf/meetings/06_17_meeting.html
http://www.nasa.gov/pdf/361835main_08%20-%20ULA%20%201.0_Augustine_Public_6_17_09_final_R1.pdf

C'est vrai que quand on voit l'illustration de l'ensemble en L2, ça fait très SF ;)

ManouchKa a écrit:Je trouve que c'est une solution à la va vite tout ça. Pourquoi faire simple quant on peut faire compriquer, hien ??

J'aimerais si possible que l'on discute des mérites et défauts de la proposition, et qu'on évite les commentaires un peu trop définitifs.
Oui c'est vrai que c'est compliqué en apparence, mais il y a également des avantages.

PS : Direct a son propre sujet ici, je sais c'est moi qui l'ai créé ;)

Sur le papier cela parait séduisant mais tous ces lancements et ravitaillements risquent d'augmenter le nombre de pannes et autres problèmes, sans parler d'un échec pur et simple de la mission. Je suis sceptique :scratch:

Mine de rien ce concept de "station-service", rejoint l'idée que les russes avaient avancé et qu'on a discuté ici (après aussi quelques réactions initiales de scepticisme et de rejet un peu hâtives)
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/russie-f9/roskosmos-proposera-de-creer-une-station-en-orbite-basse-avant-2020-t7322.htm

Peu vraisemblable qu'une seul agence spatiale fussent-elles la NASA ou Roskosmos, puisse se lancer là-dedans toute seule .... :suspect:

ManouchKa a écrit:Je trouve que c'est une solution à la va vite tout ça. Pourquoi faire simple quant on peut faire compliquer, hien ??

L'objectif n'est pas AMHA de vite retourner sur la Lune pour satisfaire les aficionados.
Il est de mettre au point un concept qui soit utilisable pour envisager d'autres destinations.
Et on sait que faire un trajet de 3 jours vers la Lune dans l'exiguité d'un Orion, cela n'a rien à voir avec mettre un équipage dans un véritable vaisseau spatial pour un voyage au long cours. Il y aura bien sûr Orion pour monter en orbite basse et revenir sur Terre, il y aura bien sûr un module de descente type Altaïr, mais il faudra un bon paquet de bidons pour loger l'équipage plusieurs mois, stocker du support vie, du matériel, des ergols etc ...
Commencer à réfléchir à un tel système et commencer à acquérir de l'expérience sur des techniques pérennes à mettre en oeuvre, cela me parait plus judicieux que de faire un tir Lune à minima.

Cela dit ... si ULA veut faire croire que cela réduira le gap etc .... c'est AMHA fort invraisemblable.

Goro a écrit:Sur le papier cela parait séduisant mais tous ces lancements et ravitaillements risquent d'augmenter le nombre de pannes et autres problèmes, sans parler d'un échec pur et simple de la mission. Je suis sceptique :scratch:

Un échec de lancement (or Orion bien sûr) n'est pas bien grave car le lanceur est "bon marché" comparé aux Ares.
Les charges utiles de valeur sont les Orion et les Altair, et dans les deux cas il faut les lancer et organiser des RDV entre les deux.
Les autres lancements concernent les ergols, une perte n'est pas un problème et ne coûte pas cher (tout est relatif bien sûr).

montmein69 a écrit:Mine de rien ce concept de "station-service", rejoint l'idée que les russes avaient avancé et qu'on a discuté ici

Il me semble que les Russes parlaient plutôt d'un concept de train lunaire assemblé en orbite basse.
Là c'est un peu différent puisqu'il s'agit de remplir les réservoirs.

C'est une possibilité, mais est ce que ce systeme ne risque pas d'être plus chère, que les lanceurs Ares :?:

Ce scénario prévoie l'utilisation de Delta 4 Heavy pour lancer le fret, mas s'agit-il d'une Delta 4 Heavy standard ou d'un modèle plus performant ?

En cas de souci d'arrimage d'Orion à Altaïr en L2, quel est l'impact ? Coût en carburant pour revenir en urgence sur Terre ?

Thierz a écrit:En cas de souci d'arrimage d'Orion à Altaïr en L2, quel est l'impact ? Coût en carburant pour revenir en urgence sur Terre ?

Au départ de L2 (Terre-Lune), une impulsion de l'ordre de 100 à 150 m/s permet de revenir sur Terre.

Goro a écrit:Ce scénario prévoie l'utilisation de Delta 4 Heavy pour lancer le fret, mas s'agit-il d'une Delta 4 Heavy standard ou d'un modèle plus performant ?

Désolé j'avais zappé ton message.
En fait ULA compte remplacer les trois étages Centaur différents (et deux modèles de RL-10) par un seul et même étage supérieur ACES.
La Delta 4 Heavy serait donné pour 36 tonnes en orbite basse avec cette config (avec le RS-68A qui est déjà en développement).

Steph a écrit:En fait ULA compte remplacer les trois étages Centaur différents (et deux modèles de RL-10) par un seul et même étage supérieur ACES.
La Delta 4 Heavy serait donné pour 36 tonnes en orbite basse avec cette config (avec le RS-68A qui est déjà en développement).

Merci pour ta réponse. C'est intéressant et étonnant de constater que la modification du deuxième étage permet de faire passer la charge utile en orbite basse de 23 t à 36 t :affraid: . Ne pourrait-on pas, en théorie, apporter ce même type de modification à d'autres lanceurs (par exemple Ariane V) afin d'améliorer leurs performances, ou seule la Delta 4 se prête à ce genre de modifications ?

Bonjour,

La proposition d'ULA présente des aspects qui semblent attrayants (matériel existant, développements nouveaux à usage polyvalent (ACES)), mais plus encore que la proposition DIRECT, elle nécessite la conservation et le transfert en microgravité d'ergols cryotechniques; peut-être ai-je mal lu ou mal compris les passages concernant cette dernière étape, car comment ce transfert se fait-il?
Le problème doit ressembler à celui d'un redemarrage de moteur: il faut plaquer les ergols pour ammorcer les pompes, non?
Je n'ai entendu parler que de transfert d'ergols stockables par pressurisation d'une membrane dans le réservoir source (et pour des quantités somme toute limitées).

En tout cas ce genre de technique deviendra vite indispensable pour toutes explorations durables et pourrai même inciter à réinventer le concept de navette: automatique, régulière, faible coût de mise en oeuvre, fiabilité relative (perte pas dramatique après quelques dizaines d'utilisations),charge utile de faible valeurs relative (marériaux de construction, structures élémentaires et bien sur ergols (sous forme de glace; il me semble qu'il y-a un fil sur ce thème dans les fonds du forum ;)).
Oups! la journée ayant été active je n'avait pas remarqué sur le portail que le sujet du Refueling en orbite avait été repris .

Steph a écrit:

montmein69 a écrit:Mine de rien ce concept de "station-service", rejoint l'idée que les russes avaient avancé et qu'on a discuté ici

Il me semble que les Russes parlaient plutôt d'un concept de train lunaire assemblé en orbite basse.
Là c'est un peu différent puisqu'il s'agit de remplir les réservoirs.

Difficile bien sûr de se faire une idée claire à partir de pré-projets.
Mais celui des russes ne visait pas simplement un train lunaire, mais l'assemblage d'un vaisseau inter-planétaire qui se ferait en orbite.
Et comme ils sont clairement sur l'optique d'un vaisseau de taille confortable, un tel assemblage ne peut se faire que sur un délai non négligeable, avec tous les problèmes de stockage (entre autres d'ergols) ainsi que d'accès de l'équipage lorsque tout est prêt.
Je subodore -mais peut-être me trompe-je - qu'il y a donc derrière ce concept celui d'une station orbitale dédiée à l'assemblage, au fueling etc ... avec une équipe de mécanos de l'espace à bord (distincte de l'équipage qui fera le voyage).
Les russes laissaient d'ailleurs entendre qu'ils étaient ouverts à une collaboration internationale pour travailler sur ce concept.
Il a bien sûr loin d'une idée conceptuelle à l'esquisse d'un commencement de réalisation, mais à voir ce projet américain, je crois qu'on avance en parallèle sur un scénario, certes d'envergure, mais qui parait plus riche en potentiel que le simple assemblage d'une capsule avec un train lunaire façon Apollo/LEM ou Orion/Altair.
Il faudra de toute façon sérieusement progresser dans le domaine de conservation des ergols cryotechniques en orbite.

Baratong a écrit:Bonjour,

La proposition d'ULA présente des aspects qui semblent attrayants (matériel existant, développements nouveaux à usage polyvalent (ACES)), mais plus encore que la proposition DIRECT, elle nécessite la conservation et le transfert en microgravité d'ergols cryotechniques; peut-être ai-je mal lu ou mal compris les passages concernant cette dernière étape, car comment ce transfert se fait-il?
Le problème doit ressembler à celui d'un redemarrage de moteur: il faut plaquer les ergols pour ammorcer les pompes, non?
Je n'ai entendu parler que de transfert d'ergols stockables par pressurisation d'une membrane dans le réservoir source (et pour des quantités somme toute limitées).

En tout cas ce genre de technique deviendra vite indispensable pour toutes explorations durables et pourrai même inciter à réinventer le concept de navette: automatique, régulière, faible coût de mise en oeuvre, fiabilité relative (perte pas dramatique après quelques dizaines d'utilisations),charge utile de faible valeurs relative (marériaux de construction, structures élémentaires et bien sur ergols (sous forme de glace; il me semble qu'il y-a un fil sur ce thème dans les fonds du forum ;)).
Oups! la journée ayant été active je n'avait pas remarqué sur le portail que le sujet du Refueling en orbite avait été repris .

Effectivement il y a plusieurs sujets qui ont des connexions avec celui-ci avec deux idées de base : Refueling et une troisième catégorie de lanceurs low-coast pour les charges « de faible valeur relative » en plus des deux premières : man-rated et charges onéreuses.
Voici les liens :
https://astronautique.actifforum.com/propulsions-et-lanceurs-f18/le-refueling-en-orbite-t1030-30.htm#151052
https://astronautique.actifforum.com/autres-f21/comment-rendre-l-acces-a-l-espace-plus-economique-t8797.htm

Goro a écrit:Merci pour ta réponse. C'est intéressant et étonnant de constater que la modification du deuxième étage permet de faire passer la charge utile en orbite basse de 23 t à 36 t :affraid: .

Il y a également l'amélioration du moteur RS68 qui est déjà prévu quoi qu'il arrive.

Goro a écrit:Ne pourrait-on pas, en théorie, apporter ce même type de modification à d'autres lanceurs (par exemple Ariane V) afin d'améliorer leurs performances, ou seule la Delta 4 se prête à ce genre de modifications ?

Pour Ariane 5, ça s'appelle (ou plutôt s'appelait) l'ESC-B :P
L'ESC-A est un étage "moyennement" performant, et le vénérable moteur HM7B a largement fait son temps (poussée et ISP plutôt limite).

Steph a écrit:Il y a également l'amélioration du moteur RS68 qui est déjà prévu quoi qu'il arrive.

C'est vrai, mais on passe de 2.95 MN à 3.11 MN, ce qui n'est pas énorme.

Steph a écrit:Pour Ariane 5, ça s'appelle (ou plutôt s'appelait) l'ESC-B :P
L'ESC-A est un étage "moyennement" performant, et le vénérable moteur HM7B a largement fait son temps (poussée et ISP plutôt limite).

Peut-être mais l'amélioration des performances n'est pas aussi spectaculaire (on passe de 7 à 12 t en GTO je croie), alors que là le lanceur gagne tout de même 13 tonnes de charge utile d'un coups pour une masse totale au décollage sensiblement équivalente à Ariane V.

Goro a écrit:

Steph a écrit:Il y a également l'amélioration du moteur RS68 qui est déjà prévu quoi qu'il arrive.

C'est vrai, mais on passe de 2.95 MN à 3.11 MN, ce qui n'est pas énorme.

Steph a écrit:Pour Ariane 5, ça s'appelle (ou plutôt s'appelait) l'ESC-B :P
L'ESC-A est un étage "moyennement" performant, et le vénérable moteur HM7B a largement fait son temps (poussée et ISP plutôt limite).

Peut-être mais l'amélioration des performances n'est pas aussi spectaculaire (on passe de 7 à 12 t en GTO je croie), alors que là le lanceur gagne tout de même 13 tonnes de charge utile d'un coups pour une masse totale au décollage sensiblement équivalente à Ariane V.

De 23 à 36 tonnes, on gagne 57% alors que de 7 à 12 tonnes, le gain est de 71%. Donc le gain est plus "spectaculaire" pour l'ESC-B.

Sauf que le gain n'est pas de 7 à 12t mais de 9,5 à 11,5t ou un truc du genre, et pour ce qui est des perf en orbite passe l'ECB ne change rien je crois.

Goro a écrit:

Steph a écrit:Il y a également l'amélioration du moteur RS68 qui est déjà prévu quoi qu'il arrive.

C'est vrai, mais on passe de 2.95 MN à 3.11 MN, ce qui n'est pas énorme.

L'ISP augmente également.

soa a écrit:Sauf que le gain n'est pas de 7 à 12t mais de 9,5 à 11,5t ou un truc du genre, et pour ce qui est des perf en orbite passe l'ECB ne change rien je crois.

Exact, d'ailleurs les perfs d'Ariane sont "écrasés" au niveau de l'orbite basse (même pour les versions ES). C'est probablement dû au rapport poussée/poids qui est bien important que la Delta 4, l'influence de l'étage supérieur s'y fait moins ressentir.

Les possibilités d'évolution de la Delta 4. Attention ce schéma n'est plus à jour, mais on se rapprocherait de la deuxième version des "upgrades cases".

En tout cas on voit bien que ULA a pas mal d'intérêt à promouvoir son scénario.Pour l'instant la Dela IV Heavy n'a guère volé ....
Il faudra un plan d'envergure pour rentabiliser déjà la version de base .... alors pour des évolutions notables de ce lanceur . :bounce:

Remontée de ce sujet pour information.
Pour voir ce que certains proposent en s'éloignant complètement des prérequis posés par Constellation.