La Loi de Moore ne marche pas pour le fusées?

[elarwen]

 

Au sujet de la conquête hypothétique de Mars, de celle de la Lune dans les années 60, et de la comparaison des différents lanceurs au cours de l'histoire, j'ai eu l'impression que nous sommes dans une impasse, que l'on n'avance guère.

 

J'aurais aimé trouver une description des carburants des fusées, quelque chose qui serait gradué en poussée par tonne et par seconde. L'idée est que si nos carburants actuels sont plus performants que ceux d'avant ( de saturn V notamment), il y en a besoin de moins pour porter la même charge utile.

Mais si on en met moins, ça pèse moins au décollage, ce qui donne de la marge supplémentaire pour la charge utile.

Si en 69 on pouvait envoyer 47t sur la Lune à l'aide de 3000 tonnes de carburant qui développent au décollage une poussée de 3500 tonnes, quel serait le poids d'une fusée qui prétendrait envoyer 47 tonnes sur la Lune (et sur Mars!)?

[MF_Erwan]

La "loi" de Moore n'est pas une loi scientifique.

Par ailleurs les carburants utilisés n'ont guère changé: c'est toujours poudre, kérosène ou LOX/LH2

[pascal_meheut]

La "loi" de Moore n'est pas une loi scientifique.

 

Non c'est une loi empirique et surtout, personne n'a jamais prétendu qu'elle s'appliquait à autre chose que son domaine de la densité de transistors.

 

Et d'ailleurs, en dehors de ce cas particulier, il y a peu de domaines qui progressent régulièrement sans parler d'aussi rapidement.

[elarwen]

La "loi" de Moore n'est pas une loi scientifique.

 

Non c'est une loi empirique et surtout, personne n'a jamais prétendu qu'elle s'appliquait à autre chose que son domaine de la densité de transistors.

 

Oui, c'est par dérision que j'évoquais la loi de Moore...

Moi non plus, je n'ai pas l'impression que les carburants aient évolué très vite. Entre Saturn V et Ariane 5, les taux me semblent comparables.

[teddelyon]

 

Et d'ailleurs, en dehors de ce cas particulier, il y a peu de domaines qui progressent régulièrement sans parler d'aussi rapidement.

 

Les impôts ?

[jld37]

Si en 69 on pouvait envoyer 47t sur la Lune

 

C'est fou ce que l'on pouvait envoyer en l'air en 69...:be:

 

[SagiLeSage]

Teddelyon : +10

jld37 +10 aussi !

 

On compare aujourd'hui l'impulsion spécifique, qui mesure la poussée en fonction de la quantité de carburant consommée.

Les performances en fonction des moteurs et des carburants sont très similaires, ça n'a quasiment pas évolué en réalité. Certains carburants sont un peu plus efficaces mais les moteurs sont plus complexes à fabriquer, d'autres carburants sont très dangereux et il est risqué de les stocker, bref il n'y a vraiment pas d'évolution la dessus comme celle que connait la densité des transistors sur un circuit intégré.

 

La seule évolution c'est sur le 'secondaire' : on stocke de manière plus sécurisée les carburants dangereux, on conçoit de manière plus simplifié les moteurs complexes, mais c'est un peu près tout, par de révolution en gros.

Bref les carburants sont les mêmes du peroxyde, du perchlorate, de l'hydrazine du kerosène ou de l'hydrogène... mais les coûts son moindres qu'il y a 50 ans.

 

Cette technologie est donc plus efficiente aujourd'hui : on arrive à faire la même chose mais avec moins d'argent et moins de risques. Mais on ne fait pas plus.

J'imagine qu'il nous faudrait donc 'encore' 3000 tonnes pour en envoyer 50

[charpy]

si on compte le nombre de transistor qu'on peu envoyer en orbite par lancement ça suit pourtant la loi de moore.... je ne vois pas ou est le problème.

 

faut faire pareil avec les astronautes : les réduire! ils mangeront moins respireront moins et auront besoin de moins d'espace

 

[Paul_Wi11iams]

La "loi" de Moore n'est pas une loi scientifique.

Par ailleurs les carburants utilisés n'ont guère changé: c'est toujours poudre, kérosène ou LOX/LH2

 

Ce que je cite ici est de mémoire, sur un sujet que je ne connais pas bien, donc si d'autres veulent bien affiner mes remarques:

 

On peut rajouter à cette liste, la poudre d’aluminium pour les fusées d'appoint.

 

Ils ont un coût de fonctionnement bien meilleur que l'hydrogène, mais ne sont pas réglables ni rallumables. Ils sont proches de ce qui se fait dans les feux d'artifice, et le carburant brûle sur place dans le réservoir, ce qui n'est pas bien élégant, sophistiqué ou contrôlable. Le jet peut faire des à-coups. Ce n'est pas du tout écologique non plus !

 

Par conséquent, on est obligé de gérer l'orientation de l'ensemble du lanceur avec des moteurs hydrogène Pour l'essentiel, les fusées d'appoint sont placées autour du réservoir principal d'un lanceur hydrogène-oxygène qui se retrouve au centre. Mais il existe d'autres configurations.

 

Moi aussi, je rêvais d'une "loi de Moore" pour les lanceurs, mais les rendements sont dépendant des valeurs chimiques qui ne bougent pas.

 

Reste à optimiser la gestion de nos envois dans l'Espace. On commence seulement a séparer systématiquement les envois de fret et de passagers, ce qui va dans le bon sens. Cela permet aussi une meilleure gestion du risque: Les envois de fret automatisé ne nécessite pas de système de survie habitable, ni système de secours.

 

Pour une colonie lunaire, la loi de Moore pourrait servir à quelque chose car les progrès en robotique permettraient d'établir une base permanente sans personne, et y envoyer le personnel ensuite.

 

Copié depuis l'article Wiki ci dessus, je colle une liste d'impulsions spécifiques

 

Un propulseur à propergol solide bien conçu fournit une impulsion spécifique de 265 secondes, qui peut être comparée à l'impulsion du mélange kérosène/oxygène liquide (330 s) et hydrogène liquide/oxygène liquide (450 s)1.

 

La définition de l'unité "impulsion spécifique" est assez curieuse voire terriocentrique" car c'est le nombre de secondes qu'une masse quelconque de carburant serait capable de se maintenir en suspension dans la gravitation terrestre g.

Elle peut être défini bien plus agréablement (et universellement) en m/s.

C'est à dire la vitesse que cette même masse de carburant serait capable d'atteindre si on l'allumait en apesanteur. Bon, il suffit de multiplier les chiffres ce dessus par dix.

 

Je pense qu'il serait encore plus intéressant d'annoncer une impulsion spécifique d'un système complet prêt à voler.

On aurait une base objective pour comparer une fusée aluminium au décollage avec une fusée hydrogène au décollage, fioul etc.

 

Cela relève de l'histoire ancienne, mais juste pour montrer le ridicule des lanceurs fret habités, on pourrait annoncer l'impulsion spécifique d'une navette au décollage avec sept astronautes mais sans charge utile dans la soute.

Modifié 4 novembre 2014 par Paul_Wi11iams

[Benoît]

Paul_Wi11iams je lisais justement ce matin un reportage sur les avions du futur et Pierre Jeanniot (à qui on doit les boîtes noires sur les avions) rêve d'un nouveau système de propulsion pour les avions, mais ça pourrait aussi s'appliquer aux fusées. Je crois que c'est du domaine de la science-fiction, mais ça devrait t'intéresser: http://montrealgazette.com/business/local-business/aerospace/futuristic-aircraft-conceptions

[Paul_Wi11iams]

merci Benoît.

 

Comme tu dis, le sujet de l'article est l'aviation et les concepts tels que l'aile volante avec des turbines, concerne au mieux, la partie atmosphérique d'un vol. Ce que je trouve peu rassurant est quand ce monsieur Pierre Jeanniot ancien présent de la IATA parle de l'anti-gravitation.

 

En tout cas, si son cursus scolaire est technique, sa carrière est administrative, donc on ne lui tient pas rigueur. L'orientation du journal aussi, est moins technique que économique

 

Je suis convaincu que, dans les décennies à venir , quelqu'un va inventer un nouveau type de propulsion ", a déclaré dans une interview Jeanniot . "L'anti- gravité me semble être parfaitement réalisable physiquement parce que la gravité est une force - et comme l'électricité , on pourra trouver un moyen d'inverser cette force. Je pense qu'un jour , nous trouverons un moyen d'inverser la force de gravité . Nous aurons un bond spectaculaire dans la propulsion

 

Ouais.

 

En électricité, deux négatifs se repoussent, et en magnétisme, deux nords se repoussent également. Mais si je comprends bien, la gravitation est moins une force qu'une déformation de l'espace. Elle n'a ni nord ni sud, ni plus ni moins donc comment faire pour la transformer en force repoussante ?

 

Cependant, on peut parfaitement imaginer une découverte extraordinaire dans le domaine de la physique. Mais un certain "principe de précaution" impose qu'on ne compte pas dessus.

 

Du coup, les décisions partent de ce que nous avons en main, et l'évolution technique part des lois et principes déjà validés.

 

bonne journée et j'espère que la visite de notre "chef d’État" chez vous ne vienne pas trop monopoliser les médias.

Modifié 4 novembre 2014 par Paul_Wi11iams

[SagiLeSage]

On peut rajouter à cette liste, la poudre d’aluminium pour les fusées d'appoint.

 

Ils ont un coût de fonctionnement bien meilleur que l'hydrogène, mais ne sont pas réglables ni rallumables. Ils sont proches de ce qui se fait dans les feux d'artifice, et le carburant brûle sur place dans le réservoir, ce qui n'est pas bien élégant, sophistiqué ou contrôlable. Le jet peut faire des à-coups. Ce n'est pas du tout écologique non plus !

 

Absolument, c'est ce que j'ai appelé du perchlorate au dessus, je laisse le coté élégant à l'appréciation de chacun, mais ces poudres font l'unanimité et sont utilisées sur la quasi totalité des lanceurs spatiaux (Ariane, Delta, feu la navette, H-2, Vega, Atlas, PSLV...)

 

 

Reste à optimiser la gestion de nos envois dans l'Espace. On commence seulement a séparer systématiquement les envois de fret et de passagers, ce qui va dans le bon sens. Cela permet aussi une meilleure gestion du risque: Les envois de fret automatisé ne nécessite pas de système de survie habitable, ni système de secours.

 

Cela a toujours été le cas, le Progress a été conçu pour le ravitaillement des stations Saliout. Il n'y a que la navette qui était multitaches : lanceur/véhicule habité/fret

De plus, les cargo servent une fois arrimés à la station de 'pièce en plus', ils offrent donc les mêmes protections que les modules habitables.

Par système de secours tu penses sans doute à la tour de sauvetage qui en effet n'est utilisée que lors de vol habité (façon instantané d'identifier un Soyouz ou un Progress au décollage ).

Apres je différencie 2 types de cargos, ceux qui reviennent sur Terre et ceux qui se désintègrent, depuis que la capsule Dragon vole.

 

 

La définition de l'unité "impulsion spécifique" est assez curieuse voire terriocentrique" car c'est le nombre de secondes qu'une masse quelconque de carburant serait capable de se maintenir en suspension dans la gravitation terrestre g.

Elle peut être défini bien plus agréablement (et universellement) en m/s.

C'est à dire la vitesse que cette même masse de carburant serait capable d'atteindre si on l'allumait en apesanteur. Bon, il suffit de multiplier les chiffres ce dessus par dix.

 

Je pense qu'il serait encore plus intéressant d'annoncer une impulsion spécifique d'un système complet prêt à voler.

On aurait une base objective pour comparer une fusée aluminium au décollage avec une fusée hydrogène au décollage, fioul etc.

 

Cela relève de l'histoire ancienne, mais juste pour montrer le ridicule des lanceurs fret habités, on pourrait annoncer l'impulsion spécifique d'une navette au décollage avec sept astronautes mais sans charge utile dans la soute.

 

J'ai un peu de mal à comprendre la définition que tu proposes, pour l'analogie en m/s c'est alors la vitesse d'éjection des gaz en sortie de tuyère, mais encore une fois je suis pas sur de comprendre ce que tu dit.

'l'apesenteur'? à l'altitude de l'ISS la pesanteur terrestre est encore d'environ 8,9 m/s2 donc l'impulsion spécifique (Is) ne change pas plus que ça (10%).

 

C'est vraiment en fonction du domaine que l'on utilise soit l'Is, soit la poussée, soit la vitesse d'ejection soit d'autres notions.

 

On peut avoir une vitesse d'éjection énorme, mais éjecter peu de particules, voilà pourquoi les moteurs ioniques ont une Is très grande mais une très faible poussée en comparaison d'un booster qui lui à une faible Is mais une quantité de particules éjectées monstrueuse : meilleure poussée.

 

On choisit donc un booster pour donner une grande poussée au décollage pendant pas longtemps mais avec une masse de carburant importante, et une fois dans l'espace pour faire avancer une sonde on préféra une moteur electrique avec une très grande Is, une faible poussée mais une masse de carburant minime.

 

 

Tes propos sur la navette ne sont pas très pertinents (en toute amitié hein ), elle était destiné à envoyer jusqu'à 20t en orbite avec une masse à vide de 68t. Et le lanceur utilisait 2 technologies donc 2 Is différentes : les 2 boosters à poudre plus les 3 moteurs de la navette pour une poussée de 3000t mais la vraie charge utile au sens de l'objet en orbite est bien la navette en elle meme soit 100t environ avec le plein.

Pour envoyer la navette il fallait donc environ 25 fois sa masse sur le pas de tir (2 boosters de 600t, un reservoir de 700t et la navette a pleine charge 100t)

 

Pour les Schenzhou chinois, le lanceur LM-2 fait 450t pour envoyer 3 hommes soit 8t pour le vaisseau. et la c'est plus de 50 fois la masse du vaisseau qui décolle. De ce point de vue là la navette était donc beaucoup plus efficace.

 

 

Le plus grand progrès en date est quand même la propulsion electrique (ionique) mais qui n'est utilisable que pour le changement d'orbite d'un satellite -pour le moment-, enfin le progrès est là : le dernier satcom de SES, SES-12 entièrement electrique à une masse de 5,3t alors que le même satellite en version classique avec une propulsion chimique aurait une masse de plus de 8t !

Les propulseurs spatiaux évoluent bien, mais pas les moteurs fusée.