Vaisseau spatial gonflable / Lancement IRVE le 17 août 2009

Le 17 août 2009, la NASA procédéra au lancement d'un petit prototype de vaisseau spatial gonflable à partir de Wallops Island (Virginie)

Le projet, développé par le Langley Research Center est baptisé Inflatable Re-entry Vehicle Experiment (IRVE)

IRVE ressemble à un gros champignon gonflé au nitrogène

Article NASA

NASA release

Rocket to Launch Inflatable Spacecraft Shell
Inflatable aircraft are not a new idea. Hot air balloons have been around for more than two centuries and blimps are a common sight over many sports stadiums. But it's hard to imagine an inflatable spacecraft.

Researchers from NASA's Langley Research Center in Hampton, Va., are working to develop a new kind of lightweight inflatable spacecraft outer shell to slow and protect reentry vehicles as they blaze through the atmosphere at hypersonic speeds.

They will test a technology demonstrator from a small sounding rocket to be launched at NASA's Wallops Flight Facility at Wallops Island, Va. The launch is scheduled for Aug. 17.

The Inflatable Re-entry Vehicle Experiment, or IRVE, looks like a giant mushroom when it's inflated. For the test, the silicon-coated Kevlar aeroshell is vacuum-packed inside a 16-inch (40.6 cm) diameter cylinder, but once it unfurls and is pumped full of nitrogen it is almost 10 feet (3 m) wide.

Engineers say the concept could help land bigger objects on Mars. "We'd like to be able to land more mass on Mars," said Neil Cheatwood, IRVE's principal investigator and chief scientist of the Hypersonics Project within NASA's Fundamental Aeronautics Program. "To land more mass you have to have more drag. We need to maximize the drag area of the entry system. We want to make it as big as we can, but the limitation has been the launch vehicle diameter."

According to Cheatwood, the idea of inflatable decelerators has been around for 40 years, but there were technical issues, including concerns about whether materials could withstand the heat of re-entry. Since then materials have advanced and because of numerous Mars missions, including rovers, landers and orbiters, there's more understanding of the Martian atmosphere.

That means researchers can now test a subscale model of a compact inflatable heat shield with the help of a small two-stage rocket. The vehicle is a 50-foot Black Brant 9 that will lift IRVE outside the atmosphere to an altitude of about 130 miles (209 km). Engineers want to find out what the re-entry vehicle will do on the way down.

"The whole flight will be over in less than 20 minutes," said Mary Beth Wusk, IRVE project manager. "We separate from the rocket 90 seconds after launch and we begin inflation about three-and-a-half-minutes after that. Our critical data period after it inflates and re-enters through the atmosphere is only about 30 seconds long."

Cameras and sensors on board will document the inflation and high-speed free fall and send information to researchers on the ground.

After its brief flight IRVE will fall into the Atlantic Ocean about 90 miles down range from Wallops. No efforts will be made to retrieve the experiment or the sounding rocket.

The Inflatable Re-entry Vehicle Experiment is an example of how NASA is using its aeronautics expertise to support the development of future spacecraft. NASA's Aeronautics Research Mission Directorate in Washington funded the flight experiment as part of its hypersonics research effort.

Si j'ai bien compri c'est que le bouclier (voir une partie) qui est gonflable, commes sur les images des documents a la conquête de Mars (vous savez, les 6 docs sur Arté).

Merci pour l'info.
Il ne semble malheureusement pas y avoir de webcast prévu.

Quelques imagse de ce bouclier thermique gonflable :

Pour ceux que ça interesse, voilà quelques pdf en anglais:

http://www.ilcdover.com/products/aerospace_defense/pdfs/SpaceInflate/AIAA-2006-16992.pdf
http://www.ilcdover.com/products/aerospace_defense/pdfs/SpaceInflate/AIAA-2006-16992.pdf
http://pdf.aiaa.org/preview/CDReadyMASM06_778/PV2006_1189.pdf
http://pdf.aiaa.org/preview/CDReadyMADSTC05_1134/PV2005_1636.pdf


IRVE est développé par ILC Dover :
http://www.ilcdover.com/index.cfm

En fait, il devrait y avoir un webcast :
http://www.nasa.gov/centers/wallops/events/index.html

Ainsi qu'un Wallop (je découvre le terme) sur Twitter :
http://twitter.com/NASA_Wallops

Et voilà le lanceur :

spacemen1969 a écrit:
IRVE ressemble à un gros champignon gonflé au nitrogène

Merci de l'info.
Attention cependant: la traduction de nitrogen est plutôt azote (même si nitrogène existe aussi en français, il n'est en pratique jamais employé ... sauf dans les mauvaises traductions de films ou séries ;) ).

Je n'arrivais plus à trouver le terme en français... Et comme j'ai été fainéant (voir feignant), je l'ai retapé comme tel. ;)

spacemen1969 a écrit:Je n'arrivais plus à trouver le terme en français... Et comme j'ai été fainéant (voir feignant), je l'ai retapé comme tel. ;)

Mais tu es pardonné spacemen69 mais tu nous dois (à tous) un grand verre de Nazote

Comme les poupées '' '', mais cette fois-ci dans l'espace !

Bien qu'étant (pour le moment) un pur produit de recherche, je trouve très intéressant de voir les premiers pas de ce qui pourrait être le premier pas d'une petite révolution dans la conception des capsules destinées à réintégrer une atmosphère (et pas seulement celle de la terre). Il est possible que cette piste se révèle finalement être une impasse mais je trouve que le concept est suffisamment novateur et porteur d'avantages potentiels pour qu'on s'y intéresse d'assez près.

Je tire les infos suivantes du pdf mis en lien par nolho :

nolho a écrit:http://www.ilcdover.com/products/aerospace_defense/pdfs/SpaceInflate/AIAA-2006-16992.pdf

J'avais du mal à comprendre comment un matériau assez fin et souple pour pouvoir être gonflé pouvait résister à l'importante chaleur de frottement liée à la rentrée atmosphérique. Le concept est relativement simple : répartir la chaleur générée par l'énergie de rentrée d'une masse donnée sur une grande surface d'aérofreinage. Or les structures gonflables permettent précisément le déploiement de structures de grandes tailles (jusqu'à 20 à 30 m de diamètre selon le pdf cité) pour un poids relativement modeste. Voilà pour le concept central.

D'après le même source, le défi technologique réside essentiellement dans le comportement aérodynamique de telles structures (déformations, vibrations, trainée résultante) et dans le maintien de la pression interne malgré l'environnement hostile (vide spatial puis pression aérodynamique).

La structure du prototype testé est constituée (de l'extérieur vers l'intérieur), de :
- 3 couches de tissus de céramique Nextel (voir la fiche du fabricant) pour l'isolation thermique ;
- 3 couches de film de polyimide Kapton (voir l'article Wikipedia) également pour l'isolation thermique ;
- 2 couches de Kevlar pour la rigidité structurelle ;
- 1 couche de Kevlar gainé de silicone pour la rigidité structurelle et l'étanchéité contenant l'azote ;

La structure intérieure du cône est constituée des mêmes matériaux mais le nombre de couches est moindre.

Le prototype sera lancé à une altitude de 164 km au bout de 201 secondes de vol. A t=325 secondes et 93 km d'altitude, la coque sera entièrement gonflée. Le maximum de pression aérodynamique sera atteint à t=364 secondes et 46 km d'altitude, la vitesse du véhicule étant alors de Mach 2,56. L'impact avec la surface de la mer est prévu à t=1120 secondes (il n'y a pas de système de récupération de prévu). En l'absence de dispositif de freinage final, l'impact avec l'eau se fera à 19,4 m/s (70 km/h ! :pale: ).

Pour les anglophones qui veulent en savoir plus, se référer au pdf cité au début.

Expérience à suivre, donc. :shock:

Quelques schémas intéressants tirés du PDF :
http://www.nasa.gov/pdf/378699main_NASAFacts-IRVE.pdf

Pour ceux qui souhaite suivre le webcast le 17 aout, voilà les infos de la NASA :

The next scheduled launch from Wallops is a NASA two-stage Black Brant IX suborbital sounding rocket. The launch is currently set between 7 and 11 a.m., Monday, August 17. The backup launch days are August 18 through 25. The mision is to test an Inflatable Reentry Vehicle Experiment (IRVE) designed to demonstrate that an inflatable structure can be used as a heat shield to safely slow spacecraft through a planet’s atmosphere. The launch will be visible in the Wallops area. Web cast begins at 6 a.m. on launch day.

Si je ne me trompe pas, les horaires sont donné en EDT, soit GMT-4 !

Donc, lancement prévu entre 13h00 et 17h00 heure française, et le webcast débuterai à 12h00 !

Agenda chargé avec le lancement de Delta 7925 (GPS R-21) à Cap Canaveral prévu entre 12h35 et 12h39...

spacedreamer a écrit:Bien qu'étant (pour le moment) un pur produit de recherche, je trouve très intéressant de voir les premiers pas de ce qui pourrait être le premier pas d'une petite révolution dans la conception des capsules destinées à réintégrer une atmosphère (et pas seulement celle de la terre). Il est possible que cette piste se révèle finalement être une impasse mais je trouve que le concept est suffisamment novateur et porteur d'avantages potentiels pour qu'on s'y intéresse d'assez près.

J'avais du mal à comprendre comment un matériau assez fin et souple pour pouvoir être gonflé pouvait résister à l'importante chaleur de frottement liée à la rentrée atmosphérique. Le concept est relativement simple : répartir la chaleur générée par l'énergie de rentrée d'une masse donnée sur une grande surface d'aérofreinage. Or les structures gonflables permettent précisément le déploiement de structures de grandes tailles (jusqu'à 20 à 30 m de diamètre selon le pdf cité) pour un poids relativement modeste. Voilà pour le concept central.

D'après le même source, le défi technologique réside essentiellement dans le comportement aérodynamique de telles structures (déformations, vibrations, trainée résultante) et dans le maintien de la pression interne malgré l'environnement hostile (vide spatial puis pression aérodynamique).

Pour complèter, l'ESA avait également eu un projet semblable en son temps www.spaceflight.esa.int/irdt/factsheet.pdf. Je n'ai pas trouvé l'historique des 2 ou 3 lancements d'essai, qui de mémoire s'étaient mal terminés (capsule non retrouvée)

Une petite capture avant le lancement :

lancé

Bernard

D'autres captures du lancement en attendant la vidéo :

Et voilà la vidéo du lancement et de l'experience :

http://www.forum-conquete-spatiale.fr/videos-f47/video-black-brant-ix-irve-t8663.htm#146207

Et maintenant sur youtube :)