«SpaceX Mars colonization architecture»…

Paul_Wi11iams · 17 juin 2016

Rien n'empêche de mettre les antennes et caméras à côté du vaisseau, avec une liaison bluetooth ou wifi entre les deux. Suffit de les rentrer lors des corrections de cap.

Ou sur une nacelle 'gimbal' stabilisée. Si on peut en mettre dans les drones des gamins, pourquoi pas sur un vaisseau spatial?

Je trouve la deuxième solution la plus rassurante, en la combinant avec le wifi/bluetooth, moins risqué qu'une prise filaire coaxiale.

Ce module, situé près de l'axe et regardant vers la terre+soleil, aurait son propre jeu de panneaux solaires, batterie de secours, radiateur et pompe circulateur fréon pour le réglage thermique. Ce qui supprime toute liaison câble ou tuyauterie (source de pannes) autre que le support mécanique.

Et pour les fenêtres, quelques écrans 4K peuvent faire l'affaire.

Note que sur un long trajet, la 'vue' ne change quasi pas, on pourrait aussi bien imprimer un poster tous les mois et le coller au mur en guise de 'fenêtre'.

Sur la face opposée et regardant vers Mars, il suffit de quelques caméras dont un plan d'orientation fixe pourrait être interpolé par ordinateur avant visionnage sur écrans.

Je pense qu'un tel transporteur doit être prévu pour stopper sa rotation pour permettre des interventions EVA en combinaison spatiale. Stockage de moment angulaire dans une roue d'inertie complété par rétrofusées si nécessaire.

Modifié 17 juin 2016 par Paul_Wi11iams

AlphaCentaury · 17 juin 2016

Que penser de Titan pour une colonisation ?

Serait-ce une bonne cible (voire meilleure) par rapport à Mars ?

Il y a de gros, comme une pression adéquate (ce qui évite de porter de lourdes combinaisons pressurisées) et de la matière première en quantité, ainsi qu'un bombardement moindre par rapport à Mars en UV et particules chargées provenant du Soleil (c'est peut-être naïf, mais je pensais que la magnétosphère de Saturne pouvait offrir une certaine protection...)

Le gros inconvénient, ce serait sa distance, ainsi que sa température de surface basse (mais bon, si l'on colonise les cratères du pôle Sud de la Lune, on aura les mêmes températures)

Paul_Wi11iams · 17 juin 2016

Que penser de Titan pour une colonisation ?
Serait-ce une bonne cible (voire meilleure) par rapport à Mars ?

Il y a de gros, comme une pression adéquate (ce qui évite de porter de lourdes combinaisons pressurisées) et de la matière première en quantité, ainsi qu'un bombardement moindre par rapport à Mars en UV et particules chargées provenant du Soleil (c'est peut-être naïf, mais je pensais que la magnétosphère de Saturne pouvait offrir une certaine protection...)

Le gros inconvénient, ce serait sa distance, ainsi que sa température de surface basse (mais bon, si l'on colonise les cratères du pôle Sud de la Lune, on aura les mêmes températures)

Ce serait bien si l'un des physiciens du forum me relise et corrige le cas échéant.

Un besoin de chauffage n'est pas étroitement liée à une température:

on peut grelotter à +2 par un temps pluvieux et venteux en ville, et transpirer à -10 par beau temps en montagne.

En l'absence d'atmosphère la température au soleil est la même sur l'équateur lunaire qu'aux pôles. La température à l'ombre l'est aussi. Mince ! J'ai une impression de "déjà vu". J'ai dû répondre à une question similaire il y a quelques jours. Ça ne fait rien...

Un frileux comme moi irait habiter plutôt un pic au pôle sud qu'une plaine sur l'équateur car le sol de l'équateur se refroidit pendant deux semaines de nuit, tandis qu'au pôles, en choisissant bien son terrain à construire, on peut limiter la nuit à trois ou quatre jours.

A température égale, on aurait plus de problèmes sous une bruine de méthane sur Titan à 1,6 bars que vivre à sec par 6 mbar (600 Pa) sur Mars.

Et à 0,4g, le poids des combinaisons serait peut-être bénéfique pour limiter le décalcification des os.

Sur Titan, on se retrouverait emmitouflé dans une combinaison aux couches épaisses d'isolant, donc moins agile que sur Mars.

Dans Terre, Planète Impériale, Arthur C Clarke met en scène un jeune homme ayant grandi sur Titan qui s'entraîne avant son départ vers la Terre en portant un manteau rempli de lingots d'or un métal industriel de l'époque. Mais c'est à l'intérieur de l'habitat.

Pour la magnétosphère, y compris terrestre, il y a des zones de protection et d'autres de concentration. Il ne fait pas bon traverser le centre de notre ceinture Van Alen qui pourtant nous protège en surface. Si on est sur une lune comme Io de Jupiter qui se trouve au mauvais endroit, on est moins bien que dans l'espace loin de tout.

Au lieu de recevoir des "flèches" en mouvement, c'est nous qui avançons pour tomber dans les ronces. Alors que se passerait-t-il en traversant une telle zone lentement et avec précaution ?

Je ne sais pas, mais soupçonne que ce ne serait pas mieux et ça doit fourmiller là-dedans. Ce serait davantage comme nager parmi des méduses, mais qui peut me dire pourquoi... des électrons qui tournent en boucle peut-être. Pourtant ce n'est jamais que de la radiation Bêta, qui est supposée la moins méchante que l'alpha ou le gamma...

L=2 200

Modifié 17 juin 2016 par Paul_Wi11iams

OrionRider · 18 juin 2016

Titan, c'est tout simplement beaucoup trop loin pour les technologies 'chimiques' et 'électriques' utilisées ces 100 dernières années.

Pour y aller (et en revenir), il faudrait inventer un nouveau moyen de propulsion au moins 10x plus performant que ce qu'on peut développer en 2016.

Avant d'y aller, il faudrait aussi en savoir plus sur les conditions à la surface. La sonde Huygens n'y a fonctionné que ±150 minutes après 7 ans de voyage. C'est un peu maigre comme 'reconnaissance'.

Paul_Wi11iams · 19 juin 2016

Titan, c'est tout simplement beaucoup trop loin pour les technologies 'chimiques' et 'électriques' utilisées ces 100 dernières années.
Pour y aller (et en revenir), il faudrait inventer un nouveau moyen de propulsion au moins 10x plus performant que ce qu'on peut développer en 2016.

Avant d'y aller, il faudrait aussi en savoir plus sur les conditions à la surface. La sonde Huygens n'y a fonctionné que ±150 minutes après 7 ans de voyage. C'est un peu maigre comme 'reconnaissance'.

Bien d'accord, pour ce qui concerne le vol habité.

Mais il me semble que le modèle Falcon Heavy/Big Falcon Rocket serait adaptable au vol automatisé vers Titan. Imaginons un moment un atterrissage, avec précision, près d'une mare de méthane...

Ou sinon, loin des lacs puis faire tourner un compresseur pour extraire le méthane de l'atmosphère.

C'est un peu fantasmé tout cela, mais le premier vol de Red Dragon sur Mars est bien un vol automatique. Avec ce qu'on a pu voir déjà, je n'exclurais rien !

Mais j'aurais peur qu'on dilue trop les budgets entre les destinations

L=2 289

Modifié 19 juin 2016 par Paul_Wi11iams

Paul_Wi11iams · 19 juin 2016

Ce matin je croyais me réveiller avec une idée géniale, mais comme d'autres idées, soit elle n'est pas bonne, soit y on a pensé déjà.

Cette idée est dans la deuxième catégorie:

Les zones martiennes en basse altitude doivent être tout près du point triple de l'eau.

Du coup un dôme fait d'un simple feuille de plastique suffirait pour faire ne piscine. Puis il suffit d'un mètre d'eau pour avoir un écran efficace contre les radiations.

Ce qui veut dire qu'on peut vivre avec un petit habitacle qui côtoie un lagon de plusieurs hectares fait pour le moindre coût.

Pour le point triple, on l'a déjà remarqué bien sûr,et il y a longtemps.

science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast29jun_1m/

Pour le reste je vais voir si d'autres ont trouvé, mais il me semble assez évident.

Je vais chercher à l'occasion.

Qui en a entendu parler ?

Ah oui, et l'eau salée est encore plus stable que l'eau douce (en témoignent les écoulements saumâtres vus depuis l'espace. Du coup on peut laisser le soleil chauffer l'eau à +10°C)

Dans la suite, il y a un tas de plancton et poissons qui pourraient y faire notre garde-manger. Pour isoler contre le froid, on laisserait développer une couche de vapeur saturée entre l'eau et le film plastique.

Il y a même un coin qui est tout indiqué pour ce genre d'activité

En plus, près de la zone polaire, mais pas trop, il y a bien de la glace d'eau naturelle pour fournir la matière première.

Modifié 19 juin 2016 par Paul_Wi11iams

AlphaCentaury · 19 juin 2016

Je ne suis pas astrophysicien, donc il doit y avoir des propos inexactes, voir surréalistes, mais je me lance quand même.

Titan se trouve plutôt loin de Saturne, et peut-être hors de la ceinture de Van Halen saturnienne. Le cas échéant, n'oublions pas que Titan à une atmosphère plus épaisse que celle de la Terre. Est-ce que l'atmosphère épaisse peut arrêter les électrons qu'elle reçoit ? Si oui, quelle proportion ?

Les aurores terrestres ne sont pas dangereuses, car les électrons sont stoppés loins au-dessus de la stratosphère, donc loins de la surface... Bon, à vérifier.

Il est juste que Titan est encore hors de portée aujourd'hui. Pour ce qui est des pluies de méthanes, elles sont plutôt rares et surtout localisés au niveaux des mers et lacs, et des pôles aussi. De plus, les pluies sont des phénomènes saisonniers sur Titan, donc plus rares que sur Terre. Les combinaisons ont justes besoins d'être étanches et isolées. De plus, une combinaison pressurisée doit être bien plus handicapante et lourde qu'une combinaison non pressurisée.

AlphaCentaury · 19 juin 2016

En plus, près de la zone polaire, mais pas trop, il y a bien de la glace d'eau naturelle pour fournir la matière première.

Tout cela me fait penser à bouquin de S-F qui parlait de la colonisation de Valles Marineris, recouverte entièrement d'une sorte de toile qui permettait d'avoir une pression stable à l'intérieur pour de grands lacs, des forêts, des prairies, bref, un environnement terrestre.

Faut que je retrouve le nom de ce livre.

Je me demande ce que vaudrait Valles Marineris en réalité.

OrionRider · 19 juin 2016

Une combinaison pour Titan ne devrait même pas être étanche. Seul le casque devrait être ajusté pour éviter les pertes de mélange respiratoire. En revanche, elle devrait être chauffée et ne pas se briser malgré les -180°C.

il y a un tas de plancton et poissons qui pourraient y faire notre garde-manger.

Ah, sauf que l'eau de Mars ne contient pas d'oxygène libre et est chargée de sels toxiques.

Paul_Wi11iams · 20 juin 2016

sauf que l'eau de Mars ne contient pas d'oxygène libre et est chargée de sels toxiques.

J'avais vu mention de perchlorate de sodium sur Mars mais sans aucun arrière-plan chimique, j'ai eu du mal à accrocher.

Je regarde la chimie comme un match de rugby. Les chimistes voient de l'olivine et disent "berk", ils voient des argyles et disent "youpee" ainsi qu pour un PH neutre.. Je regarde d'abord le score affiché puis tente de comprendre le jeu...

240px-Sodium_perchlorate.svg.png

Ce méchant perchlorate de sodium contient donc de l'oxygène. Alors il suffit de décrocher l’oxygène et on a du bon gros sel et de quoi faire respirer nos poissons.

Forcement simpliste...

ici:

researchgate.net/publication/242525435_Perchlorate_on_Mars_A_chemical_hazard_and_a_resource_for_humans

on apprend que ce produit est présent entre 0,5% à 1% dans le sol martien. On le trouve d'abord dans les premiers 10cm et il peut faire écran à la vie en surface en rendant impossible la détection d'une éventuelle vie native.

Pour nettoyer un échantillon du terrain, la manip nécessaire serait peu cher ou énergivore et peu nuisible pour l'environnement.

On apprend que ses effets néfastes sur l'organisme touchent la glande thyroïde en se mettant en concurrence avec l’absorption de l’idoine dont nous avons besoin. Il fait grossir la thyroïde mais les effets sont pendant la durée de l'exposition, pas à long terme.

Si l'un de nous veut bien continuer le résumé...

Je ne pense pas pouvoir aujourd'hui.

Tout cela me fait penser à bouquin de S-F qui parlait de la colonisation de Valles Marineris, recouverte entièrement d'une sorte de toile qui permettait d'avoir une pression stable à l'intérieur pour de grands lacs, des forêts, des prairies, bref, un environnement terrestre.
Faut que je retrouve le nom de ce livre.

Si tu peux dire l'année approximative du livre et quelques noms des principaux personnages ou phrases marquantes. C'est comme ça qu'on peut retrouver un livre via un moteur de recherche !

Je me demande ce que vaudrait Valles Marineris en réalité.

ou le bassin de Hellas.

Pour une approche de colonisation à petite échelle, je regarderai la surface nécessaire (à latitude donnée) pour vivre quelqu'un plus ses poules et ses lapins. Puis je multiplie par l'effectif et j'ai une surface.

Après, on voit le tout en hectares et m².

C'est là où je viens de voir qu'un dôme n'est pas une bonne solution.

La surface augmente comme le carré de son périmètre qui sert à l'attacher au sol. Du coup, on peut envisager une surface capitonnée.

Admettons un hectare découpée en cent carrés de 10m*10m.

Chaque intersection serait matérialisée avec un poids de 1000kg.

L'ensemble de points serait relié avec un maillage de cordes nylon sur les axes orthogonaux et les deux diagonaux. Ce qui retient une feuille de plastique translucide renforcée. Les bords extérieurs restent le point faible qui nécessiteraient peut-être une tranchée garnie avec un habillage étanche.

Après, on considère l'un des poids de 1000kg qui à 0,4g confère 4000N à "son" m² de bâche.

Comme j'aime bien le visuel, je fais mon calcul de plombier:

1 bar correspond à 10m colonne d'eau sur terre.

soit 10 tonnes / m².

Sur terre, notre lestage de 1000kg donnerait +0,1 bar.

Sur Mars, le même lestage donne +0,1 * 0,4 = 0,04 bar.

La pression ambiante extérieure est 0,006 bar

Donc ce système rustique multiplie la pression sept fois.

Pour une première approximation, imaginons que ce genre de protection en kit avait une masse de 10kg/m² en ouvrage fini.

Alors un exemplaire de MCT avec sa charge utile de 100T, pourrait couvrir 100m*100m=1hectare.

L=2 387

Modifié 20 juin 2016 par Paul_Wi11iams

OrionRider · 20 juin 2016

Pas impossible que ça se fasse tout seul. Le perchlorate réagit au contact de l'eau et des autres composants présents dans le sol. Certaines régions de Mars sont comme un océan déshydraté. Manque juste un peu de chaleur et les UV du soleil.

"Just add water"... :be:

Si tu peux dire l'année approximative du livre et quelques noms des principaux personnages ou phrases marquantes. C'est comme ça qu'on peut retrouver un livre via un moteur de recherche !

https://www.amazon.com/Complete-Mars-Trilogy-Green-Blue-ebook/dp/B00T2HWI48

Mandatory reading for would-be colonists.

jackbauer · 23 juin 2016

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/vols-habites-nasa-ira-t-elle-mars-spacex-63136/

Sur le site de Futura-sciences, un article intéressant sur l'intérêt que porte la NASA sur les futures missions de SpaceX vers la planète rouge : atterrissage d'un vaisseau lourd, exploitation des ressources locales...

Mais pas de retour d'échantillons !?

Paul_Wi11iams · 23 juin 2016

http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/actu/d/vols-habites-nasa-ira-t-elle-mars-spacex-63136/

Sur le site de Futura-sciences, un article intéressant sur l'intérêt que porte la NASA sur les futures missions de SpaceX vers la planète rouge : atterrissage d'un vaisseau lourd, exploitation des ressources locales...

Mais pas de retour d'échantillons !?

Merci JackBauer !

Un élément majeur qui apparaît ici est la "rétropropulsion supersonique", mot clef totalement absent de Webastro et peu présent sur les médias scientifiques.

l’interrogation Google "supersonic retropropulsion" ne donne que 4 320 réponses. Donc il n'y avait pas grand monde pour s'y intéresser.

Pour l'instant, je ne comprends pas le principe de fonctionnement:

On envoie donc un jet face au "vent" supersonique dû à la vitesse du véhicule entrant dans une atmosphère. L’interaction ainsi provoquée génère des ions formant une sorte de coussin surdimensionné qui augmente le freinage aérodynamique.

Principe et application qui aurait déjà fait ses preuves lors de retours précédents de Falcon 9 ! Imagines un peu la gestion de pressions adverses, l'écoulement des gaz, le risques liés aux ondes statiques (standing waves) ou un effet pogo... sans parler de la mise en rotation d'une turbine face à un vent qui ne demande qu'à mettre le tout en contre-rotation et envahir les réservoirs. Et tout cela aurait été réalisé dans un quasi silence médiatique !

Est-ce bien cela ?

Ce qui laisse-bras ballant est le fait qu'un principe physique (et son application) aussi important puisse rester quasi absent de la communication publique... puis apparaître comme quelque chose que chacun devrait savoir. En tout cas je l'ignorais complètement. Et les autres ?

Edit:

Son compte dessus pour une entrée martienne et ça échoue, ce sera au centre d'un nuage d'ions qui fait écran radio. donc télémétrie perdue. Espérons que ça marche !

Edit:

Je crois comprendre que le jet en sortie constitue le bouclier thermique des moteurs eux-mêmes. Autrement dit, cet engin prévu pour transport de passagers, ne survivrait pas une extinction momentanée de l'un de ses jets...

L=2 529

Modifié 23 juin 2016 par Paul_Wi11iams

OrionRider · 23 juin 2016

Je pense que ce terme désigne tout simplement le fait de combiner freinage actif et aérodynamique.

Le vaisseau fait de l'aerobraking avec ses moteurs allumés, c'est le 'double effet kiss-cool'. :be:

Paul_Wi11iams · 23 juin 2016

Je pense que ce terme désigne tout simplement le fait de combiner freinage actif et aérodynamique.

Le vaisseau fait de l'aerobraking avec ses moteurs allumés, c'est le 'double effet kiss-cool'.

Pour se poser sur Mars, la capsule inhabitée de SpaceX, Red Dragon, utilisera la technique de rétropropulsion supersonique. Elle consiste à présenter durant la phase supersonique de rentrée dans l’atmosphère un jet de réacteur contre le flot relatif supersonique de l'air, ce qui va étendre le plasma généré par la rentrée dans l’atmosphère, et ainsi augmenter le freinage aérodynamique.

...une technique semblable à celle mise en œuvre pour récupérer les étages principaux des lanceurs Falcon 9 de SpaceX.

La rétropropulsion supersonique pourrait permettre l'atterrissage d'engins spatiaux beaucoup plus lourds

...poser des dizaines de tonnes de matériel.

Cette technique, le Falcon 9 l’utilise déjà pour la récupération des étages principaux du lanceur. Donc, chaque tentative de récupération d’étages s’apparente à autant d’essais grandeur nature pour étudier comment atterrir sur Mars.

D'un côté tu me rassures car je me croyais ignard.

D'un autre côté, j'aime bien me faire surprendre et impressionner.

(comme mon chat qui me suit quand je passe l'aspirateur et tond la pelouse)

Surprise d'autant plus agréable lorsque elle va dans le sens du but recherché.

Alors là, si tu as raison c'est le journaliste, Rémy Decourt de Futura-Sciences qui se plante royalement.

Il parle bien d'étendre le plasma généré par la rentrée.

Toujours selon la logique du journaliste, on ne serait plus dans un fonctionnement de moteur-à-réaction qui adore avancer dans le vide et déteste toute pression ambiante.

On arrive à une sorte d'effet-de-surface (surface effects), contre des ions qui formeraient une sorte de pyramide dont le sommet s'appuie sur la base du vaisseau.

voici quelques références à mesure que je les trouve:

http://aviationweek.com/space/nasa-spacex-share-data-supersonic-retropropulsion

-article à péage, mais quelqu'un l'a remis en ligne à la sauvette.

keeptheshuttleflyingc.blogspot.fr/2014/10/fwd-nasa-and-human-spaceflight-news_17.html

(lucky they didn't keep the shuttle flying/crashing)

NASA, SpaceX Share Data On Supersonic Retropropulsion

Data-sharing deal will help SpaceX land Falcon 9 on Earth and NASA put humans on Mars

Frank Morring, Jr. - Aviation Week

An innovative partnership between NASA and SpaceX is giving the U.S. space agency an early look at what it would take to land multi-ton habitats and supply caches on Mars for human explorers, while providing sophisticated infrared (IR) imagery to help the spacecraft company develop a reusable launch vehicle.

After multiple attempts, airborne NASA and U.S. Navy IR tracking cameras have captured a SpaceX Falcon 9 in flight as its first stage falls back toward Earth shortly after second-stage ignition and then reignites to lower the stage toward a propulsive "zero-velocity, zero-altitude" touchdown on the sea surface (see images).

Engineers at NASA and SpaceX are now correlating that data with company telemetry from the Sept. 21 Falcon 9 launch of a Dragon cargo carrier to the International Space Station to learn exactly what the vehicle was doing in terms of engine-firing and maneuvering when it generated the signatures collected by the aircraft.

The deal is a "win-win" for both parties, who obtain valuable data that would otherwise be unavailable to them, says Robert Braun of the Georgia Institute of Technology, principal investigator on the Propulsive Descent Technologies (PDT) Project. For SpaceX, NASA is providing detailed information on temperatures and aerodynamic loading on the Falcon 9 vehicle as it rides an exhaust plume of hot gas toward its launch site. And NASA engineers get a chance to collect data on supersonic retropropulsion that may one day lower payloads the size of two-story buildings to the surface of Mars.

"This is the kind of thing that NASA couldn't have done five years ago," says Braun, who was chief technologist for the agency in 2010-11.

He learned that the hard way. After returning to Georgia Tech, Braun—a specialist in entry, descent and landing (EDL)—worked with engineers from the university and various NASA centers to develop a proposal for a $50 million sounding-rocket program to flight-test supersonic retropropulsion (AW&ST May 20, 2013, p. 30).

NASA's Space Technology Mission Directorate (STMD) rejected the plan "because of its cost," Braun says. But the agency still needs a way to land payloads weighing more than 20 tons to support a human expedition to Mars, leading Braun and his colleagues to find common cause with SpaceX.

"If you look at the requirements for returning a first stage here on the Earth propulsively, and then you look at the requirements for landing heavy payloads on Mars, there's a region where the two overlap—are right on top of each other," Braun says. "If you start with a launch vehicle, and you want to bring it down in a controlled manner, you're going to end up operating that propulsion system in the supersonic regime at the right altitudes to give you Mars-relevant conditions."

Basically, the PDT Project struck a deal with SpaceX to use airborne -infrared-imaging techniques developed to study the space shuttle in flight after the Columbia accident as a data-gathering technique for the supersonic retro-propulsion SpaceX will need for its reusable launch vehicle development. Collecting the data is easier said than done, according to Tom Horvath of NASA's Langley Research Center, the PDT imagery lead.

After unsuccessful attempts to image the rocket on the third SpaceX Commercial Resupply Services (CRS-3) mission that ultimately flew on April 18, and the July 14 launch following delays of six Orbcomm low-Earth-orbit communications satellites, the project struck pay dirt with the CRS-4 flight last month. Launched at night, the flight was captured by mid-wave IR sensors on NASA's WB-57 aircraft based at Ellington Field in Houston, and on a Navy NP-3D Orion operating from Jacksonville, Florida.

"The sensors are actually following a pre-determined trajectory," says Horvath of the passive tracking conducted by both aircraft. "It really boiled down to our ability to accurately point these systems and have them looking at a particular point in the sky at a very particular instant."

Working off GPS position data for the aircraft and preloaded trajectories from SpaceX, the WB-57 at 50,000 ft. and the P-3 at 27,000 ft. were able to follow the Falcon 9 from the time it emerged from the clouds that had threatened the launch until its upper stage separated and the single Merlin engine on that stage ignited.

The cameras then followed the Falcon 9 first stage as it coasted to its apogee while the upper stage powered its way up toward orbit, picking up the IR signatures of the attitude-control jets positioning the stage with its engines facing away from the coast. The "boost-back burn" of three Merlins to move the stage closer to the coast registered clearly, followed by more attitude thrusters as they turned the engines into the direction the stage was traveling. Finally, the cameras caught reignition of three Merlin engines for the supersonic retropropulsion portion of the flight.

That was the main event for the NASA-backed team, which observed not only the changing temperatures from the maneuvering vehicle to spot any instabilities in the propulsion system, but also the effect of the engine-firings on the vehicle loading from the flow field surrounding the stage, as well as how the changing flow field affects vehicle drag. That aerodynamic data will help future developers design a Mars-landing trajectory for heavy payloads, Braun says.

"On the aero side, what you have to realize is of course you're trying to decelerate, and drag is how we decelerate," he says. "When the vehicle's flow field changes, with the propulsion going from off to on, . . . you're blowing off, or you're losing most of your aerodynamic drag. That's OK, because if you have enough propellant, you just do your descent propulsively. But if you'd like to manage how much propellant you have to bring with you all the way to the Mars surface, you'd like to minimize that mass . . . and so understanding how much drag will still be present when the propulsion system is on is also an important effect."

For NASA, the period of the flight most relevant for future operations over Mars came when the first stage was traveling at about Mach 2, 100,000-150,000 ft. above the surface. The two midwave IR sensors—mounted in a nose pod on the WB-57 and internally on the P-3—were about 60 nm from the rocket when it reignited its engines for supersonic retropropulsion. That produced raw images in which the stage appeared 1 pixel wide and 10 pixels long, but subsequent enhancing by specialists at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory improved the resolution dramatically.

The final, single-engine touchdown was out of the cameras' fields of view because of clouds, but the project plans to image at least one more Falcon 9 launch and may be able to capture the entire first-stage descent trajectory, if weather permits. Charles Campbell, an expert in computational fluid dynamics at Johnson Space Center and NASA's project manager on the work with SpaceX, says the agency is spending about $10 million on the effort, which produces far better data for much less funding than the once-proposed sounding-rocket flight test. That is in keeping with a push at NASA to stretch its funding with outside partnerships (AW&ST Sept. 1, p. 18).

"Through our partnership with SpaceX, we're gaining access to extraordinary real-world test data about advanced rocket-stage design and retropropulsion," says Michael Gazarik, associate administrator for space technology. "By working with SpaceX and imaging their great technology, we're saving the taxpayer millions of dollars we'd otherwise have to spend to develop test rockets and flights in-house."

SpaceX founder Elon Musk has based his "disruptive" business approach in part on a stated goal of colonizing the red planet (AW&ST Aug. 15, p. 24). The NASA technology work is right in line with those plans.

"SpaceX was excited to support NASA's efforts to capture infrared imagery of the Falcon 9 first-stage reentry maneuvers following the CRS-4 flight," the company states. "In addition to informing our first-stage recovery efforts, the data captured on the stage's supersonic retropropulsion may provide key insights toward understanding the propulsive descent technologies necessary to one day land people on Mars."

A première vue, pas seulement la trainée et la propulsion ne s'additionnent pas, mais le jet "souffle" l'air que aurait dû impacter le bouclier et le résultat n'est même pas la somme des deux. Ceci dit, l'article est de 2014 et peut-être ils ont pu faire une nouvelle magie avec les résultats.

Modifié 23 juin 2016 par Paul_Wi11iams

OrionRider · 24 juin 2016

Ce genre de problème est impossible à modéliser, c'est la raison pour laquelle la Nasa se félicite d'avoir accès aux données de SpaceX.

De son côté, SpaceX ne pouvait pas quantifier l'efficacité de la rétropropulsion supersonique avant les premiers vols. Ils ont donc décortiqué les mesures pour affiner les paramètres de vol.

Lors de la descente, les moteurs sont ajustés de façon à limiter l'échauffement constaté par les capteurs embarqués. Une fois qu'assez de vols sont effectués, les mesures et l'examen des étages récupérés permettent de créer un modèle pour augmenter la part du freinage aérodynamique, ce qui économise du carburant.

L'angle d'attaque de la rentrée joue probablement aussi un rôle important. On peut par exemple imaginer un début de rentrée avec la fusée à 90° pour présenter un maximum de surface, éventuellement avec une lente rotation pour chauffer l'ensemble de façon homogène. Ensuite, l'étage rentre moteurs en avant mais légèrement en oblique, ce qui permet de répartir la chaleur sur un maximum de matériaux.

Modifié 24 juin 2016 par OrionRider

jackbauer · 24 juin 2016

Le dernier n° de C&E (mai-juin) consacre un article de 6 pages aux différentes méthodes pour débarquer sur la planète rouge («*Se poser sur Mars : le casse-tête*»)

Un passage évoque l’hypothèse d’un vaisseau habité :

«*…D’autres techniques comme la rétropropulsion supersonique sont nécessaires pour des atterrisseurs bien plus massifs, tels ceux qui transporteraient des humains. Or chaque nouvelle solution a son revers. Ainsi, commencer un freinage avant l’entrée dans l’atmosphère et le poursuivre jusqu’au sol semble difficile à François Forget : il faudrait effectuer une descente propulsée sur 100 km, ce qui induirait une consommation énorme en carburant. Ce qui sous-entend une masse énorme de carburant à emporter…*»

Modifié 24 juin 2016 par jackbauer

Paul_Wi11iams · 24 juin 2016

Le dernier n° de C&E (mai-juin) consacre un article de 6 pages aux différentes méthodes pour débarquer sur la planète rouge («*Se poser sur Mars : le casse-tête*»)

Un passage évoque l’hypothèse d’un vaisseau habité :

commencer un freinage avant l’entrée dans l’atmosphère et le poursuivre jusqu’au sol semble difficile à François Forget : il faudrait effectuer une descente propulsée sur 100 km, ce qui induirait une consommation énorme en carburant[. Ce qui sous-entend une masse énorme de carburant à emporter…

François Forget est plus près du CNRS que le NASA ou SpaceX. De certains côtés, il pourrait ne pas être bien en avance sur le webastram moyen. Par exemple, il n'est pas question de garder les moteurs allumés et en puissance continuellement depuis la rentrée jusqu'au sol.

Bien que la Nasa veut bien en parler de manière générale, les données de vol de Falcon 9 doivent être quelque part entre secret commercial et secret militaire et un peu les deux à la fois.

Ce genre de problème est impossible à modéliser...

...en attendant d'avoir obtenu les "briques" pour construire le modèle, dirais-je.

Objectivement, la chose qu'on sait est que SpaceX ne vient pas de renoncer à MCT (100T sur Mars) et qu'une annonce est attendue pour septembre. On ne lance pas un teaser pareil quand tout va mal. Du coup, on dirait que les résultats sourient à SpaceX.

Orion Rider a fait quelques suggestions (pars-tu d'une autres source que l'article AW&ST ou est-ce tes déductions ?).

Il peut y avoir encore une autre option technique en cuisine que nous n'avons pas pensée. Tiens: supposons qu'on allumait un cercle de jets divergents contre le vent en face. On pourrait alors "pincer" un volume d'air densifié dans l'axe d'avancement. Puis obliger le flux d'ions central, de croiser les jets et générer un anneau d'ions hyper- énergétiques à distance pour ainsi épargner le bouclier thermique. Ce bouclier se retrouve recouvert d'une couche turbulente (avec peu d'écoulement) qui l'isole de l'enfer extérieur. C'était juste à titre d'exemple.

Modifié 24 juin 2016 par Paul_Wi11iams

jackbauer · 24 juin 2016

François Forget est plus près du CNRS que le NASA ou SpaceX. De certains côtés, il pourrait ne pas être bien en avance sur le webastram moyen.

Ce qui est fantastique avec toi c'est que tu n'hésites jamais à reculer le mur de la connerie !!! :be:

Paul_Wi11iams · 24 juin 2016

François Forget est plus près du CNRS que [de la] NASA ou SpaceX. De certains côtés, il pourrait ne pas être bien en avance sur le webastram moyen.

Ce qui est fantastique avec toi c'est que tu n'hésites jamais à reculer le mur de la connerie !!!

J'ai étayé ce que j'ai dit et parlais par rapport à l'accès aux informations. Crois-tu que François Forget est davantage dans le secret de l'Administration américaine que toi ou moi ?

Au lieu d'ioniser de l'air chaud, essaies donc de répondre aux arguments.

affirmation: "François Forget est plus près du CNRS que [de la] NASA ou SpaceX".

vrai ou faux ?

Modifié 24 juin 2016 par Paul_Wi11iams

montmein69_2 · 24 juin 2016

Ce qui est un peu pénible dans les échanges, c'est lorsqu'il y a classification à priori d'un intervenant (ou d'un argument rapporté) en se basant (un exemple seulement) sur "t'es pour Space X" ou "t'es pas pour Space X" ... c'est un peu primaire.

Forget a donné un exemple du "casse-tête" d'une arrivée sur Mars par la seule utilisation d'un rétro-freinage.

commencer un freinage avant l’entrée dans l’atmosphère et le poursuivre jusqu’au sol semble difficile

C'est donc une simple hypothèse (qui ne pourrait être retenue). De plus il n'a jamais dit que c'était ce que Space X envisageait.

Il faut lire l'article en entier, le rappel des différentes techniques utilisés par la NASA pour ses atterrisseurs, ses rovers. Et il est indiqué qu'une seule technique ne peut résoudre toutes les phases d'un atterrissage, il faut une combinaison (sauf bien sûr nouvelle tentative avec une nouvelle stratégie, qui serait réussie)

On va déjà devoir attendre 2018 (AMHA plutôt 2020) que Space X tente l'atterrissage d'une Red Dragon sur Mars avant de conclure si leur technique est bien adaptée à ce genre de véhicule. (bouclier + aéro-freinage + parachutes + retro-propulsion ??????)

Avant, cela n'a pas grand sens de se lancer des noms d'oiseau, même si bien sûr des avis différents (tous hypothétiques) sur l'atterrissage d'une masse bien supérieure à ce qui s'est déjà fait (mais seulement quelques tonnes pour une Red Dragon) , peuvent se confronter.

Quant à faire atterrir 100 t ..... on va probablement devoir attendre encore plus longtemps.

OrionRider · 24 juin 2016

commencer un freinage avant l’entrée dans l’atmosphère et le poursuivre jusqu’au sol semble difficile à François Forget : il faudrait effectuer une descente propulsée sur 100 km, ce qui induirait une consommation énorme en carburant. Ce qui sous-entend une masse énorme de carburant à emporter…*»

Une entrée propulsée de l'espace jusqu'au sol n'a pas de sens. Après freinage initial dans l'espace le vaisseau tombe avec une vitesse suffisamment faible pour ne pas se consumer. L'atmosphère suffit à freiner, plus besoin des moteurs. Il ne faut allumer les moteurs que pour la phase finale de l'atterrissage.

Sur Terre, la 'vitesse terminale' est plus faible que sur Mars à cause de la densité de l'atmosphère. Le gros du carburant est dépensé au début de la rentrée tandis que sur Mars ce serait plutôt à l'atterrissage.

L'atmosphère permet de se satelliser progressivement en 'aerobraking'. Une fois l'orbite basse atteinte, le vaisseau se trouve relativement lent et bas.

La vitesse orbitale basse autour de Mars est plus faible qu'autour de la Terre. (moins de 3km/sec). Donc le delta-v nécessaire pour atterrir est bien moindre que pour un atterrissage sur Terre. Par ailleurs, la vitesse d'entrée dans l'atmosphère peut être plus élevée puisque celle-ci est plus ténue. La vitesse terminale, en revanche est bien plus élevée que sur Terre. La fusée doit donc brûler moins de carburant lors de l'allumage de ré-entrée mais plus lors du freinage final à proximité du sol.

Modifié 24 juin 2016 par OrionRider

Mago67 · 24 juin 2016

Pour illustrer ton propos, je me permet de citer ce lien :

http://salotti.pagesperso-orange.fr/docdescentandlanding.htm

Le graphique en 2 indique bien la vitesse d'entrée dans l'atmosphère plus lente pour mars, mais qu'à 20 kms d'altitude on reste toujours à 4500 m/s alors que sur Terre on est à moins de 500 m/s.

La problématique du point 4. concernant la résistance du sol martien aux propulseurs est un point de plus à résoudre dont je n'avais pas entendu parler jusqu'à présent.

Bref ils ne doivent pas s'ennuyer pour résoudre tous ces problèmes !

OrionRider · 25 juin 2016

Faudra aussi qu'ils trouvent une alternative au GPS car là-bas, il est très difficile de naviguer avec précision. Ce serait ballot d'aller se poser dans un champ de rochers ou sur une pente de 40°...

montmein69_2 · 27 juin 2016

Faudra aussi qu'ils trouvent une alternative au GPS car là-bas, il est très difficile de naviguer avec précision. Ce serait ballot d'aller se poser dans un champ de rochers ou sur une pente de 40°...

Pour la phase finale de l'atterrissage, la solution qui semble privilégiée, c'est l'utilisation d'une cartographie détaillée de la zone (acquise par les survols d'orbiteurs comme Mars Express ou MRO, par exemple) et d'un couple caméra/logiciel embarqué qui analyse en temps réel la configuration du sol pour guider le lander afin d'éviter les zones dangereuses.

les chinois ont par exemple utilisé cette technique pour poser en douceur Chang'e 3 sur la lune en 2014

The Bay of Rainbows is located in the upper left portion of the moon as seen from Earth. It was imaged in high resolution by China’s prior lunar mission – the Chang’e-2 lunar orbiter.

The 1200 kg lander is equipped with terrain recognition equipment and software to avoid rock and boulder fields that could spell catastrophe even in the final seconds before touchdown if the vehicle were to land directly on top of them.

Il faut bien sûr auparavant avoir guidé la descente vers une zone elliptique la plus resserrée possible et ne pas la rater (et avoir choisi cette zone comme peu accidentée). Et aussi avoir le dispositif de guidage (rétro-fusées) qui ne tombe pas en rade d'ergols avant le contact au sol.

Modifié 27 juin 2016 par montmein69_2

Paul_Wi11iams · 28 juin 2016

Pour la phase finale de l'atterrissage, la solution qui semble privilégiée, c'est l'utilisation d'une cartographie détaillée de la zone (acquise par les survols d'orbiteurs comme Mars Express ou MRO, par exemple) et d'un couple caméra/logiciel embarqué qui analyse en temps réel la configuration du sol pour guider le lander afin d'éviter les zones dangereuses.

les chinois ont par exemple utilisé cette technique pour poser en douceur Chang'e 3 sur la lune en 2014

Il faut bien sûr auparavant avoir guidé la descente vers une zone elliptique la plus resserrée possible et ne pas la rater (et avoir choisi cette zone comme peu accidentée). Et aussi avoir le dispositif de guidage (rétro-fusées) qui ne tombe pas en rade d'ergols avant le contact au sol.

.. mais qui n'aurait pas trop de marge pour redécoller et changer de place si on tombait sur un terrain mou. En partant de tes remarques, je suis le raisonnement suivant...

On a bien deux familles atterrisseur:

RedDragon: petite ogive (forme de module Soyouz). Supporte pentes importantes et terrain mou
MCT: gros cylindre: forme comparable au 1er étage Falcon. exige terrain plat et résistant.

1 pourrait bien servir comme éclaireur pour 2.

Il pourrait même envoyer un rover pour palper et baliser un terrain tout en posant des transpondeurs aux angles. MCT pourrait viser les balises et atterrir sans crainte. Dans un projet de multiple atterrissages avec une installation sur des hectares, ce genre de balisage me paraît d'autant plus incontournable.

De même que l'étage de Falcon constitue un modèle pour une rentrée martienne, les barges OCISLY / JRTI pourraient constituer un excellent modèle pour un système de communication qui s’émancipe de GPS.

L=2 929

Modifié 28 juin 2016 par Paul_Wi11iams

OrionRider · 28 juin 2016

De même que l'étage de Falcon constitue un modèle pour une rentrée martienne, les barges OCISLY / JRTI pourraient constituer un excellent modèle pour un système de communication qui s’émancipe de GPS.

Falcon9 est en communication avec les barges seulement pour obtenir les coordonnées du point d'atterrissage. La fusée calcule sa propre position GPS de façon indépendante.

Les navires ne savent où ils sont que grâce au GPS. Sans GPS, pas d'atterrissage possible.

Mars présente l'avantage qu'une balise radio au sol n'est que très peu perturbée par l'environnement. On peut donc imaginer de déposer une série de balises sur les points culminants de la région visée, et réaliser ainsi un réseau de navigation basique similaire au LORAN. Les balises martiennes peuvent être alimentées par panneaux solaires car elles ne doivent pas émettre en permanence.

Paul_Wi11iams · 28 juin 2016

Falcon9 est en communication avec les barges seulement pour obtenir les coordonnées du point d'atterrissage. La fusée calcule sa propre position GPS de façon indépendante.
Les navires ne savent où ils sont que grâce au GPS. Sans GPS, pas d'atterrissage possible.

Je suis conscient de cette dépendance (que je trouve excessive) au GPS, un peu comme dans notre vie de tous les jours. A ma connaissance le système I.L.S. d’atterrissage d'avions est encore et toujours une communication entre l'avion et les équipements au sol.

J'ai manqué de précision mais voulais dire que je trouve que les retours sur la barge, et d'autant plus les retours au sol, pourraient (au futur conditionnel) servir comme banc d'essai pour un I.L.S. martien.

Mars présente l'avantage qu'une balise radio au sol n'est que très peu perturbée par l'environnement. On peut donc imaginer de déposer une série de balises sur les points culminants de la région visée, et réaliser ainsi un réseau de navigation basique similaire au LORAN [+lien] . Les balises martiennes peuvent être alimentées par panneaux solaires car elles ne doivent pas émettre en permanence.

Oui, je ne parlais que du balisage du terrain d'arrivée prévue, mais le balisage d'une zone plus large serait peut-être utile. Ceci dit, j'imaginais le contexte de l'arrivée du premier MCT avant même qu'un technicien y pose pied pour installer des balises à distance.

D'ailleurs le "premier pas" d'un homme/femme sur Mars se prêtera peut-être encore mieux aux théories du complot que celui de la lune: Il y aura tellement de matériel déjà sur place qu'on aura du mal à croire aux vrais pionniers !

montmein69_2 · 29 juin 2016

Oui, je ne parlais que du balisage du terrain d'arrivée prévue, mais le balisage d'une zone plus large serait peut-être utile. Ceci dit, j'imaginais le contexte de l'arrivée du premier MCT avant même qu'un technicien y pose pied pour installer des balises à distance.

D'ailleurs le "premier pas" d'un homme/femme sur Mars se prêtera peut-être encore mieux aux théories du complot que celui de la lune: Il y aura tellement de matériel déjà sur place qu'on aura du mal à croire aux vrais pionniers !

On peut bien sûr "imaginer" tous les scénarios préparatoires possibles.

- un balisage au sol de zones plus ou moins étendues, par des rovers à long rayon d'action (avec remorque pour transporter les balises)

- un marso-GPS mis en place par envoi d'une constellation de sondes orbitant Mars et assurant une couverture complète de la planète.

Mais il ne faut pas perdre de vue que tout cela nécessiterait de nombreux vols d'envois de matériel et un suivi de toutes ces installations.

Bien sûr M. Musk peut envisager de produire à cette fin des dizaines de Falcon Heavy et des sondes et des Red Dragon transportant des rovers *, mais cela coutera un max.

Sans compter que pour assurer la "connexion" entre Mars et la Terre pour gérer les engins, il faudrait probablement qu'ils se dotent d'un service d'antennes "Deep Space" et du personnel qualifié pour le gérer.

Rien d'impossible ... mais la probabilité est AMHA assez faible.

* ou des MCT fret fonctionnant en automatique ?

OrionRider · 30 juin 2016

Ils ont déjà l'accord de la Nasa pour utiliser le 'Deep Space Network', probablement en l'échange de services (ou d'une place sur les premier vol?).

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