[News] La Station Spatiale Internationale (ISS) désorbitée en 2016 ou en 2020 ?

[Victor]

Le moteur Vasimr ? Qui peut nous en parler ?
Car voilà une alternative intéressante à tous les trucs dits sur l'avenir de la conquète spatiale...
Lien vers Wikipédia :/ http://fr.wikipedia.org/wiki/VASIMR

[klinfran]

ah mais ouais le vasimir je le connais, je ne sais pas si tu peux dire 2 fois plus puissant vu qu'il serait incapable de faire décoller une charge à terre, par contre il pourrait permettre d'atteindre de très grandes vitesses sur le long terme.

[JNem19]

Le VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) peut révolutionner le transport spatial mais ne peut remplacer la propulsion chimique que dans le vide. Ses besoins en énergie excluent qu'on puisse faire un moteur de 200t de poussée par ex (inutile dès l'orbite basse). Le site http://www.adastrarocket.com/home1.htmlde l'entreprise chargée de le développer en dit plus long (anglais), notamment le test du prototype VX-200 en juillet dernier.
Pour simplifier il faut très peu de combustible, mais une source d'énergie puissante. Le professeur Diaz a calculé que pour viser Mars en 4 mois il faudrait 12 MW de puissance (panneaux solaires) ou un mini-générateur nucléaire (un petit réacteur de sous-marin) ou 200 MW pour y aller en 39 jours.
A quantité de carburant éjectée identique, il fournit deux/trois fois plus de poussée que le moteur hydrogène (donc 2/3 fois
plus puissant en base et bien plus aux grandes vitesses d'éjections), mais pas sur toute la gamme de poussée. Plus un moteur dispose d'une grande impulsion spécifique (disons vitesse d'éjection), plus il est dit puissant. Ca ne veut pas dire qu'il délivre des centaines de tonnes de poussée mais confère une grande énergie cinétique par unité de carburant consommé.
Au-delà de l'orbite basse l'avenir appartient à ces moteurs (on le savait en 1960 sans savoir le faire).

[Victor]

Sérieux et me vannez pas là dessus... Ben ce vaisseau futur, ça fait très soucoupe volante... Bref plus besoin de grosses quantité de carburant, un vaisseau plus petit avec une énérgie compacte du genre nucléaire des sous marins... Et pourquoi pas des vaisseaux avec départ hors atmosphère... Si les propulseurs vasmr n'on pas besoin de beaucoup de propergol comme avec les fusées chimiques

[Victor]

Dans le mêmes ordres d'idées que le moteur isionique et le moteeurs Vasmr... As ton idée de la quantité de mouvement des objets issus d'une réaction nucléaire ? Je sais que les réactions nucléaire ne sont pas des réaction cohérentes spatialmement ... Mais n'y a-t-il pas des phénomène nucléaire avec des production de réactions symétrique spatialement et serait il possible d'utiliser ces infimes quantitiée de mouvement en vue d'une réaction de poussée

[JNem19]

VASIMR ne marche que dans l'espace (disons le vide) pour simplifier. Le lien de Wikipedia indique la possibilité de se servir
de réactions de fusion pour améliorer l'impulsion spécifique (vitesse d'éjection). C'est très théorique. On ne sait pas faire de la fusion compacte et propre (aucun neutron par ex) qui permettrait de canaliser les particules chargés dans une tuyère dans le style VASIMR.
Bien utilisé, la fission peut nous conduire aux confins du système solaire et retour. Voir plus loin, c'est se croire immortel...
J'espère que la prolongation de l'ISS donnera l'occasion aux premières version de VASIMR de prouver leurs capacités.
C'est encore jouable (avec l'avantage de pouvoir identifier les causes de panne et réparer si nécessaire).
Ce serait une occasion de démontrer qu'elle est un tremplin dans la conquête de l'espace. On n'en est pas là...

[QJ]

@ QJ
Vous caricaturez pas mal !...

Oui pas mal caricaturé effectivement.

Mais si vous êtes un peu "pointu" vous savez pertinemment qu'un module de station spatiale peut parfaitement valider en orbite basse un module central de vaisseau interplanétaire.

oui, SI le module en question est prévu pour être -par exemple- un module de vaisseau habité (donc pressurisé).
Dans le spatial, on parle de qualification, avec une mission à la clef. La validation, c'est sur terre:
test de pressurisation dans une chambre à vide, dépressurisation, re-pressurisation, validation électrique, etc, etc.

Simplement en orbite basse, les modules greffés sont différents car les besoins sont différents. Il se trouve que les éléments de l'ISS, lancés par la navette, sont inutilisables pour un voyage martien.

Une âme censée sur ce forum !

On avait discuté au tout début (on voulait la coopération russe) d'utiliser le lanceur lourd "Energie" et pour l'ISS, l'histoire retiendra que la boulette majeure fut d'utiliser la navette (surtout) pour lancer ses composants.
Car pour héberger des humains dans l'espace on se bat en permanence contre les coûts et l'exiguité. Or minimiser le rapport
coût/volume implique obligatoirement de viser de gros volume, le volume évoluant comme le cube et la surface enveloppante
comme le carré. Moins de lancement, peu d'assemblages, origami sous coiffe impliquant peu de sorties avec tournevis et cloueuse...

1. Je vous renvoie aux cours de physique, et de résistance des matériaux. Une structure cubique pour un module pressurisé n'est pas une bonne idée.
2. Un cloueur/clouteuse(?) pour une EVA ?!? Je ne suis pas sur que ce soit une bonne idée pour l'intégrité des combinaisons spatiales des astronautes, voire pour la station elle même. Cela sort de mon domaine, je ne me souviens pas qu'un astronaute ai utilisé un tel outil lors d'une sortie extra-véhiculaire.

On peut confirmer l'utilisation de ce genre d'outil en EVA ?

On aurait pu surtout développer le propulseur de Mr Diaz, à la fois pour maintenir la station en l'air avec un minimum de carburant et envoyer des charges vers la Lune ou Mars à coût minimal.
La technologie n'est pas en cause. Ce sont les concepts utilisés qui ne sont pas les bons, parce que la stratégie est inexistante.

La technologie VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket), puisque c'est de cela qu'il s'agit, doit encore faire ses preuves. A contrario des moteurs ioniques actuels, ce moteur pourrait (!conditionnel!) fournir une puissance suffisante, pour des manœuvres en champs gravitationnel fort: Entrée et sortie d'orbite planétaires, manœuvre d'assistance gravitationnel, etc.
De plus, si on utilise de l'hydrogène comme carburant, celui-ci peut servir de bouclier anti-radiations, et il se trouve en abondance dans le système solaire.
Reste un problème de taille à vaincre: Le moteur VASIMR consomme beaucoup d'électricité. C'est son revers de médaille.
La première fois que j'en ai entendu parler, c'était fin 2003, et à l'époque, pour pouvoir l'alimenter en électricité, on envisageait de créer... Une mini centrale nucléaire pour le vaisseau spatial qui l'utiliserait.
Ne jetez pas vos bras en l'air en criant au fou, c'est totalement envisageable, et cela a déjà été réalisé à petite échelle pour des sondes.

Il n'y plus de nouvelles concrètes du développement VASIMR depuis quelques années, la NASA et ses partenaires de recherche avaient des soucis de fiabilité je crois. Notamment sur les buses magnétiques d'écoulement du plasma. Dans l'espace, on ne s'arrête pas tout les 149 597 870 Km pour faire l'entretien moteur. Et une panne aura les conséquences que vous imaginez.

+1 à JNem19 pour avoir relevé le niveau du forum !

[klinfran]

Qu'est-ce que tu entends victor par :

As ton idée de la quantité de mouvement des objets issus d'une réaction nucléaire ? Je sais que les réactions nucléaire ne sont pas des réaction cohérentes spatialmement

Il y a bien conservation de la quantité de mouvement dans les réactions nucléaires, et de l'énergie, elles sont donc cohérentes.
Par contre oui, certains moteurs ont été envisagés ne devant utiliser QUE la fission, sans turbine ou carburant, la poussée étant fournie par l'éjection des noyaux lourds. C'est plutôt bien comme rendement d'après mes souvenirs, mais éthiquement je trouve ça limite.

[JNem19]

@ QJ

Pas de cloueuse pour les EVA, la "peau" des modules ne dépassant pas quelques mm (de mémoire 2/3).
C'était une boutade... Je ne songeais pas à faire des modules cubiques...
Je voulais juste rappeler du basique, à savoir que les formes "idéales" dans l'espace (sphère ou cylindre avec
hauteur=diamètre) ont un rapport surface/volume variant en gros comme 1/r (ou r2/r3), donc plus on va
vers les grandes tailles et plus on a de volume enveloppé par une masse qui proportionnellement dégringole.
Vu le coût du kg envoyé en orbite basse (ou pire envoyé vers Mars/Lune), c'est le 1er paramètre à considérer.
Evidemment, l'ISS faillit (modules tenant dans la soute de la navette) totalement à cette règle basique et tout part
en vrille ensuite (plus de lancements, de longueur de plomberie/câblage électriques, de pièces de connection, etc...).
Pour le VASIMR, la conquête du système solaire repose sur la maîtrise (à portée de main) de cette technologie,
combinée à la réalisation de réacteurs nucléaires spatiaux.
Les premières tentatives furent des échecs pour cause de limite draconienne (masse et volume) imposée aux ingénieurs.
Personne ne semble avoir songé les mettre sur orbite via un lanceur géant (style Saturn-5) qui n'existait pas à l'époque.
Le développeur a testé avec succès un proto en juillet dernier et la Nasa semble toujours s'y intéresser TS en a parlé.
Toujours partant pour une bonne bière...

[Maulus]

Pinaize, je connaissais pas ce propulseur !
Sa a l'air vachement prometteur

[klinfran]

ben l'énergie quand même...

[JNem19]

C'est ce type de propulsion qui peut un jour nous emmener au-delà de Mars (jupiter, saturne), ce que la propulsion chimique
ne fera JAMAIS (je parle de vols habités). Les 12 MW pour aller sur Mars en 4 mois sont réalisables (Hyperion dit http://nextbigfuture.com/2008/10/power-to-overall-weight-ratio-aspect-of.htmlpouvoir réaliser un réacteur de 27/30 MW mesurant 1,5mx2m et pesant 15/20 tonnes d'ici 2015). Une fusée Ares-V pourrait lancer tout le bazard...
Un réacteur de 200 MW devrait être segmenté en 2 à 5 éléments (sinon trop lourd pour être lancé) et convertir le rayonnement
directement en chaleur (on pense pouvoir le faire d'ici 2020).
Il n'y aurait plus qu'à ajouter le moteur derrière (on aurait la soucoupe volante de Victor). L'ISS devrait le valider, sinon dans 10 ans, retour avant 1980 (ni navette ni station) juste des fusées vers nulle part et on repart quasiment à zéro pour viser au-delà de l'orbite basse...

[QJ]

Les 12 MW pour aller sur Mars en 4 mois sont réalisables (Hyperion dit http://nextbigfuture.com/2008/10/power-to-overall-weight-ratio-aspect-of.htmlpouvoir réaliser un réacteur de 27/30 MW mesurant 1,5mx2m et pesant 15/20 tonnes d'ici 2015).
Une fusée Ares-V pourrait lancer tout le bazard...
Un réacteur de 200 MW devrait être segmenté en 2 à 5 éléments (sinon trop lourd pour être lancé) et convertir le rayonnement
directement en chaleur (on pense pouvoir le faire d'ici 2020).
Il n'y aurait plus qu'à ajouter le moteur derrière (on aurait la soucoupe volante de Victor). L'ISS devrait le valider, sinon dans 10 ans, retour avant 1980 (ni navette ni station) juste des fusées vers nulle part et on repart quasiment à zéro pour viser au-delà de l'orbite basse...

Alors là, j'ai des doutes, c'est pas impossible mais j'ai du mal à y croire pour 2020.
Qualifier un réacteur nucléaire pour le vol spatial habité (Classe A, mission critical US), cela ne va pas se faire en 5 ans à mon humble avis.
De plus en calsse A... Il faut en lancer... Deux.

Et quand je vois les problèmes rencontrés à bord de l'ISS avec la centrifugeuse qui recycle l'urine... Je n'ose pas imaginer les problèmes de qualification avec... Un réacteur nucléaire tout entier!
A contrario de la centrifugeuse, c'est sur, le zinzin on va avoir du mal à le retourner sur terre pour faire jouer la garantie.

[Victor]

Dites pour la segmentation des élément nucléaire et protection contre la radioactivité....Est-ce que vous vous souvenez du vaisseau de Space Odissey 2001... Celui qui est dans le film.... NB il y aura toujours ce problème de confinement de la radio activité

[buck]

Dites pour la segmentation des élément nucléaire et protection contre la radioactivité....Est-ce que vous vous souvenez du vaisseau de Space Odissey 2001... Celui qui est dans le film.... NB il y aura toujours ce problème de confinement de la radio activité

bof en sous marin ils restent bien des mois juste a cote du reacteur ;)

[Victor]

Ouais ! Mais dans un sous marin les kg en trop sont moins importants que dans l'espace

[buck]

c'est sur, mais ca n'empeche pas d'envoyer en kit, et de faire de la soudure apres (de toute facon c'est ce qu'on fait deja)

[Maulus]

avec un réacteur à fusion sa serait moins dangereux mais on l'a pas encore, ni miniaturisé d'ailleurs...

[Victor]

Tu rêves Maulus les trucs qu'on fait c'est des gros machins genre immeuble de 4 étages ou des tirs lasers

[JNem19]

@ tout ceux qui me lisent...
Oulah !... Quand je parle de segmentation je veux dire plusieurs unités de quelques dizaines de MW pour faire un total de 200 MW, pas envoyer un réacteur de 200 MW en plusieurs morceaux. R&V automatique (style ATV) en orbite pas d'assemblage manuel...
Plusieurs réacteurs donc pour faire un équivalent 200 MW. Les 39 jours, c'est pas pour 2020, clairement...
Ensuite le réacteur dont je parlais est...terrestre. Il montre ce qu'on peut faire.Pour mémoire un réacteur moitié moins puissant pour sous-marin fait bien plus de 100 tonnes... Faire un équivalent spatial et le qualifier n'est pas pour 2015 (aucun budget pour ça).
Je pensais à une validation du "VASIMR" (puissance réduite car l'ISS ne dispose que de 55 KW) , évidemment sans réacteur nucléaire spatial qui n'existera pas au moment de sa désorbitation. A puissance nominale on peut valider ce moteur dans des missions robotiques lourdes ou viser les planètes lointaines (songer à JIMO http://fr.wikipedia.org/wiki/JIMO par ex).
En fait c'est la conversion thermoélectrique du rayonnement issu de la fission qui semble jouable à l'horizon 2020.
On y gagnerait pas mal en supprimant le liquide de refroidissement et toute la tuyauterie (un peu "rock 'n' roll dans l'espace).
Je voulais juste confirmer que sur le papier, c'est tout sauf de la fiction. Tout le monde sait que sans moteurs avancés et sans
nucléaire spatial on n'ira pas bien loin. Je parie donc qu'on y viendra...
Un peu plus près des étoiles, à l'abri des colères du vent...

[klinfran]

ben c'était un très beau projet le jimo, et convertir directement le rayonnement en électricité, je demande ça depuis des années, et dire que c'est l'expploration habitée qui a ruinée jimo, ça me met des doutes monumentaux...

[Maulus]

Excellent JNem
Si le moteur fonctionne aussi avec des puissances électriques moins grandes, c'est tout bon !
Sa permet une grande polyvalence !

[JNem19]

Salut Maulus...
Il n'y a aucun doute sur le fait que VASIMR pourrait maintenir la station en orbite aussi longtemps qu'on veut.
Sur le site de la Nasa je suis tombé sur une page où ils parlaient même de se passer de tout ravitaillement en carburant en utilisant de l'hydrogène fabriqué à bord et qui est considéré comme un déchet actuellement (on ne sait pas quoi en faire).
Même s'il ne compensait la chute de l'ISS que durant un an, ce serait une réussite. Le moteur volera. Après ma boule de crystal ne m'a pas encore dit si ce sera sur l'ISS. Dès que j'ai des nouvelles...

[Maulus]

En tout cas, sa ajouterait encore un atout à cette station pour tous les gens qui restent septiques, voir médisants

[Victor]

Tu sais Maulus si l'on expérimente enfin des techniques nouvelles comme VASIMR sur l'ISS
ça sera enfin une technique de prospective nouvelle plutôt que de l'acquis depuis 20 ans