Une course à l’espace dès 1898 ?

[jiherve]

Bonsoir encore,

J'ai mis le temps a percuter, mais voici le premier ordinateur intégré de l'histoire, celui de la Saturn V : Apollo Guidance Computer

La puissance de nos portables n'est pas supérieure, elle n'est simplement pas comparable : y a 4 ou 5 zéros d'écart.

Pas tout à fait car avec ces machines il fallait savoir programmer "propre et efficace" les machines actuelles permettent la programmation inefficace et c'est grâce à leur puissance que l'on obtient tout de même un résultat acceptable.
Ceci dit il n'y a pas eu vraiment de percée transcendante depuis cette époque.
Le quantique peut être un jour, pour le moment le temps de décohérence est toujours trop court d'après ce qu'on en lit, il y avait eu un emballement du même type dans le milieu des années 80 pour les calculateurs optiques et depuis pschittt!
JR
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[Carcharodon]

Les coups monstrueux (et scientifiquement inutiles) de l’étape 4 sont par contre totalement injustifiables sans le contexte d’une « guerre froide ».

Les motivations conjoncturelles sont très souvent la source des des grandes avancées.
Le problèmes c'est d'en avoir une.
En ce moment c'est pas terrible.
Pas beaucoup plus qu'en 1898 en fait

Ce domaine est tellement gourmand en terme de moyens techniques, de financement, de personnels hautement qualifiés, de temps de développement, qu'il faut de TRÈS fortes motivations pour initier ET terminer des projets forcément très ambitieux.

Je considère, personnellement, donc, que notre premier pas sur notre satellite a "changé" le statut de l'homme, qui devient la première espèce capable de s'affranchir de sa planète de sa propre volonté.
Nous sommes devenu une espèce LEO, on sait faire des stages en orbite basse, assez longtemps. Même si on ne sait pas encore y vivre.
Mars devient un détail, même si ça restera quand même la première planète sur laquelle on posera le pied et que ça signifiera la capacité de notre espèce à évoluer dans le système solaire, et pas seulement autour de la terre.

La seule grande prochaine étape, qu'il est encore illusoire d'essayer de projeter, c'est le voyage vers une autre étoile.
Là, c'est encore un autre niveau qui représente le même fossé qu'entre cro-magnon et nous. C'est la notion d'indépendance planétaire. Impossible a imaginer aujourd'hui comme il est impossible a cro-magnon d'imaginer l'industrie spatiale moderne.

[Geb]

Ce domaine est tellement gourmand en terme de moyens techniques, de financement, de personnels hautement qualifiés, de temps de développement, qu'il faut de TRÈS fortes motivations pour initier ET terminer des projets forcément très ambitieux.

Je considère, personnellement, donc, que notre premier pas sur notre satellite a "changé" le statut de l'homme, qui devient la première espèce capable de s'affranchir de sa planète de sa propre volonté.

Je ne dis rien de très original ici, mais la course à l'espace avait plusieurs caractéristiques qui l'apparentait à une véritable guerre de grande envergure :

- Concours massif de la population entière,
- Innovations technologiques,
- Mobilisation de l'industrie,
- Budget faramineux,
- ...

Vous parlez d'un changement du statut de l'Homme, j'ajouterai que la course à l'espace est la première guerre d'envergure de l'histoire humaine moderne, qui n'ait pas fait, au bas mot, des milliers de morts. Et d'ailleurs la seule à ma connaissance.

C'est une évolution de taille, qui méritait d'être soulignée.


Cordialement

[Geb]

Bonjour,

D'après ce site internet, les roues des compresseurs de la fusée Atlas sont en Dural anodisé.

Un complément sur le Dural, dont on a déjà discuté, s’impose donc. Pour info, le Dural (Duralumin, Duraluminium) est composé d’aluminium, de cuivre, de magnésium et de manganèse.

Cet alliage fut découvert et étudié entre 1903 et 1906, par le métallurgiste allemand Alfred Wilm (1869-1937). En 1901, ce dernier avait découvert fortuitement le procédé de revenu des alliages d’aluminium en effectuant des mesures de propriétés mécaniques, entrecoupées par un week-end. Le lundi, il constata que la résistance mécanique de l’alliage s’était sensiblement améliorée.

L’anodisation a été développée à une échelle industrielle à partir de 1923, pour protéger de la corrosion les parties en alliage Dural des hydravions.

Le processus originel, mit au point par Guy Dunstan Bengough (1876-1945) et John McArthur Stuart, utilisait de l’acide chromique. Il évolua rapidement, et en 1927, on déposa le brevet du processus à l’acide sulfurique, qui est encore le plus largement utilisé de nos jours.

Si quelqu’un en connaît un peu plus, je serais heureux d’en être informé.


Cordialement

[Geb]

Bien le bonjour à tous !

Puisque la première ligne du temps commence à dater, que l’on a fait de nouvelles découvertes et pour « tuer le temps » cette nuit… Mais aussi et surtout, dans le but d’encourager la venue d’éventuels nouveaux participants à cette discussion :

La chronologie nouvelle est arrivée !

Avec des catégories cette fois, comme la première du genre, qui a motivé ce sujet. J’espère qu’elle pourra motiver certains membres du forum à contribuer à la compléter.


Gaz, conservation des gaz et températures cryogéniques :

1852 : détente isenthalpique de Joule-Thomson
1872 : cycle de Brayton
1877 : liquéfaction de l’oxygène
1883 : liquéfaction de l'azote
1893 : vase de Dewar
1895 : cycle de Hampson-Linde
1898 : découverte du gaz néon, liquéfaction de l'oxygène
1902 : cycle de Claude
1903 : production d’hélium à partir de gaz naturel
1904 : colonne de Vigreux
1908 : liquéfaction de l’hélium

Autres substances :

longtemps avant notre ère : éthanol
1661 : méthanol
1818 : peroxyde d’hydrogène
1857 : kérosène
1907 : hydrazine

Métaux et alliages :

1877 : convertisseur Thomas
1878 (?) : acier inoxydable au chrome
1886 : procédé électrolytique pour l'aluminium
1895 : acier au nickel (Invar)
1901 : procédé de revenu pour l’aluminium
1903 : alliage Dural
1910 : procédé Hunter pour le titane
1923 : anodisation à l’acide chromique
1927 : anodisation à l’acide sulfurique

Moteur-fusée :

1851 : pompe centrifuge à aubes gauches
1890 : tuyère de Laval
1897 : chauffage isobare, turbine de Parsons
1906 : turbine à gaz de combustion

Procédés d’usinage et d’assemblage :

1894 : carbure de calcium
1895 : aluminothermie
1904 : chalumeau oxyacétylénique

Systèmes de guidage, de contrôle et de traitement de l’information :

1852 : gyroscope
1876 : analyseur différentiel
1889 : moteur électrique asynchrone à courant triphasé (pour les servomoteurs des électrovannes et autres ?)
1896 : communications radio
1904 : tube électronique

Instrumentation de laboratoire :

1879 : bombe calorimétrique
1888 : thermocouple à base de platine

Aspects théoriques :

1870 : Equation de Rankine-Hugoniot
1873 : Equation d’état de Van der Waals
1875 : fatigue des métaux
1877 : nombre de Mach
1883 : nombre de Reynolds


N.B. : En ce qui concerne le kérosène, terme générique utilisé depuis 1855, je ne parle pas du dérivé qui nous préoccupe (le type ultra pur, le fameux RP-1). On trouve peu de chose sur les impératifs techniques liés à sa fabrication (craquage catalytique ? distillation fractionné ?).

Si quelqu’un a quoi que ce soit comme information sur sa genèse, je l’enjoins vivement à partager ses connaissances avec nous.

J’ai volontairement omis les machines-outils dans la partie usinage. Mais n’étant pas un expert sur celles utilisées dans l’industrie spatiale, j’ai préféré ne pas encombrer cette liste outre mesure, pour l’instant. Nous y reviendrons si l’un de vous trouve des informations plus précises.


Cordialement

[Geb]

Bonjour encore,

Quelques aspects théoriques honteusement oubliés, par ma faute, dans la liste ci-dessus :

1860 : loi de distribution de vitesses de Maxwell
1903 : équations de Tsiolkovski

"Errare humanum est"


P.-S. : Pour les machines-outils, voir le message n°13.

[Geb]

Bonsoir,

1877 : liquéfaction de l’oxygène
...
1898 : découverte du gaz néon, liquéfaction de l'oxygène

Vous l'avez deviné, j'ai mentionné à deux reprises l'oxygène, alors qu'en 1898, il s'agit bel et bien de la liquéfaction de l'hydrogène.


Bonne fin de soirée à tous

[LaRacineCarree]

Systèmes de guidage, de contrôle et de traitement de l’information :

1852 : gyroscope
1876 : analyseur différentiel
1889 : moteur électrique asynchrone à courant triphasé (pour les servomoteurs des électrovannes et autres ?)
1896 : communications radio
1904 : tube électronique

Je me permets une remarque à ce sujet (désolé si elle a déjà été faite, j'ai suivi en pointillé)

L'existence des éléments précités est loin d'être suffisante pour la conception d'un calculateur de bord.
Le tube électronique de 1904 avait très certainement des dimensions telles que la conception d'un calculateur avec cet ancêtre de transistor aurait conduit à
Un calculateur conçu avec le tube électronique de 1904 aurait certainement des dimensions rendant impossible tout déplacement. Les premiers ordinateurs, construits bien plus tard, occupaient des pièces entières.

En dehors de la taille, la fiabilité du système est également essentielle. On peut encore ajouter le fait que la mémoire doit résister aux rayonnement cosmiques. La mémoire des missions Apollo était ainsi constituée de tores magnétiques et était littéralement faite à la main.

Concernant le gyroscope, il y a là aussi sûrement un écart immense entre le gyroscope de 1852 et un gyroscope faisant appel à de la micro-mécanique et qui soit suffisamment précis pour guider un vaisseau dans l'espace.

Je veux bien que "tous" les concepts de base soient connus depuis 1898 (cf titre), mais entre le concept initial et un système complet, fonctionnel, fiable, embarquable... il y a un sacré chemin.

Et puis il y a aussi le facteur humain et la diffusion du savoir en 1898.
Même si chaque élément avait été découvert ou inventé quelque part dans le monde, était il possible d'avoir connaissance de tous? Et si tel était le cas, un esprit humain aurait il pû les assembler?

[Saint-Sandouz]

En ce qui concerne le tube électronique, il faut rappeler ce que c’est : c’est très gros, très lourd, très fragile, ça consomme énormément et donc ça chauffe à l’avenant.

Une radio à lampes était un au minimum une grosse boite à chaussure pesant plusieurs kilo, avec un fil électrique. Je me rappelle ma stupeur quand, dans les années 50, j’ai vu le premier « transistor » : un boitier d’une dizaine de centimètres de long, marchant sur piles, qu’on pouvait transporter tout en l’écoutant !

Il y a eu quelques ordinateurs fabriqués avec des lampes mais la technologie n’a vraiment décollé qu’avec le transistor, une des inventions majeures du XXème siècle il faut le rappeler.

ND

[Geb]

Bonjour à tous,

Je me permets une remarque à ce sujet (désolé si elle a déjà été faite, j'ai suivi en pointillé)

Bien sûr cette remarque, que je vous remercie de formuler, n’a pas été faite dans les termes que vous employés. Mais on peut tout de même citer ces quelques phrases, qui ne concernent pas nécessairement l’ordinateur ou le guidage proprement dit (à relire dans leurs contextes).

… la question à se poser est aussi : quand bien même les rudiments de technologie furent ils accessibles le résultat n'aurait il pas été trop lourd ?

Le problème avec les inventions c'est qu'il y a souvent un très long laps de temps entre l'idée et sa mise en pratique

J’ai lu un topo il y a un moment sur la partie électronique et informatique du programme Apollo. Il a fallu absolument tout inventer à commencer par certains concepts de base qui font partie aujourd’hui de notre quotidien.

Pour en revenir plus spécifiquement à votre intervention :

L'existence des éléments précités est loin d'être suffisante pour la conception d'un calculateur de bord.

Les pays industrialisés ne manquaient d’aucun élément essentiel au développement de l’ordinateur embarqué, y comprit l’énergie électrique (pile à combustible, 1839).

La première raison pour laquelle l’ordinateur proprement dit, ne devint opérationnel que dans les années 30/40, c’est d’abord et avant tout pour ses applications militaires en cryptographie.

A mon humble avis, la seule lacune qui explique le développement « tardif » (pour le sujet qui nous occupe) de l’ordinateur, c’est que les recherches à son sujet (et donc les fonds nécessaires) n’ont eu d’intérêt réel que lorsqu’elles devinrent un besoin vital. C’est en premier lieu, la demande pour un tel système de calcul de masse, qui fut alors un facteur de progrès.

Evidemment, ce n’est pas vrai pour le transistor, qui nécessite la connaissance de la physique quantique, inventée en 1900, développée dans les années 20/30.

Concernant le gyroscope, il y a là aussi sûrement un écart immense entre le gyroscope de 1852 et un gyroscope faisant appel à de la micromécanique et qui soit suffisamment précis pour guider un vaisseau dans l'espace.

En son temps, la course lancée par Kennedy a eu un effet stimulant pour de nombreux secteurs de la recherche (si pas tous). Il ne faut pas oublier qu’il n’y a que 25 ans entre le V2 et le premier alunissage. Vu l’urgence dans laquelle le programme Apollo a été conduit, le succès de 1969 relève même du miracle. Que de progrès accompli !

Je veux bien que "tous" les concepts de base soient connus depuis 1898 (cf titre), mais entre le concept initial et un système complet, fonctionnel, fiable, embarquable... il y a un sacré chemin.

Evidemment. Un développement de plusieurs décennies eu été nécessaire. Je n’irai pas jusqu’à dire que l’année 1898 aurait pu provoquer la « génération spontanée » d’une fusée lunaire. Ce n’est pas mon propos ici. A l’appui, de petites citations de messages antérieurs :

… L’équipe de von Braun a travaillé sur le V-2 (sans ordinateurs comme tu l’as souligné) pendant 12 ans (entre 1932 et 1944). Arrivé à un tel niveau de complexité aurait certes constitué un exploit technologique incroyable pour l’époque mais à mes yeux, commencer des travaux équivalents était possible à l’époque.

La seule différence entre les deux destins, c'est la différence de moyens (budget, infrastructure, techniciens...) mis à leur disposition à l'époque.

A la lecture des deux sites on apprend en effet que Goddard obtint une subvention de 50 000 dollars américains pour ses recherches, tandis que von Braun obtenait lui, plus de 10 millions de marks allemands.

Je pense donc pour ma part que dans le cadre d'une "course à l'espace", des progrès rapides auraient pu être réalisés dès les années 1890.

Etape 1 (1903-1923) : On a d’abord les considérations théoriques de Tsiolkovski à Oberth.
Etape 2 (1923-1944) : le développement pratique de Goddard à von Braun.
Etape 3 (1945-1957) : les avancées jusqu’à la R-7.
Etape 4 (1961-1969) : le programme lunaire avec du côté américain, les étages Centaur et les fusées Saturn V.

Pratiquement, je pense qu’avec les fonds nécessaires, on aurait très bien pu réaliser toute l’étape 2 entre 1898 et 1910. Elle fut en outre effectuée avec des fonds modestes et le montant de ces fonds avaient donc un impact déterminant sur les résultats expérimentaux.

Et puis il y a aussi le facteur humain et la diffusion du savoir en 1898.
Même si chaque élément avait été découvert ou inventé quelque part dans le monde, était il possible d'avoir connaissance de tous ?

Déjà en 1898, on avait une explosion des revues scientifiques, les gens instruits pouvaient les consulter, et les savants se tenaient au courant des avancées grâce aux bureaux des brevets nationaux. Il n’y avait pas encore de réseau internet, mais la diffusion du savoir n’était à mon sens, pas très éloignée de celle des années 60.

A l’exception évidente des applications à caractères militaires, comme le procédé de revenu, découvert en Allemagne en 1901 et diffusé à l’international en 1911 (corrigé moi si je me trompe).

… Et si tel était le cas, un esprit humain aurait-il pu les assembler ?

Je ne sais pas si tu parles de l’esprit humain en terme général ou d’un individu en particulier. Si la deuxième solution est la bonne, je pense que dans le cadre d’une course d’ampleur nationale, on fonctionnerait dès cette époque avec des laboratoires de recherche, comme celui qu’Edison a fait construire en 1874.

Ceci étant dit, j’admets bien volontiers qu’un alunissage était impossible sans le transistor, ou que le système de guidage n’est pas au point en 1898. D’ailleurs, l’accéléromètre est aussi indispensable mais je n’ai pas trouvé d’infos sur son invention. Que rajouteriez-vous dans la liste concernant le contrôle d’un V-2 par exemple ? Celui d’une R-7 ? Ou encore d’une Saturn V (cf les « étapes » du message 75) ?


Cordialement

[Lockheed]

Ne t'inquiète pas de mon absence Geb, je te suis et dès que mon ''cerveau'' ou plutôt mes connaissances me permettront d'intervenir, je serai là...

[Geb]

Bonsoir à tous,

Tout d'abord merci Lockheed pour ton aide, présente et avenir.

Je voudrais vous faire part de ce qui est pour moi une grande découverte, neuve qui plus est.

Il s'agit du très officiel répertoire européen de l'industrie spatiale, en ligne et gratuit, consultable sans inscription :

European Space Industry Directory (ESID) :

http://www.esidirectory.org/

C'est, en fait, une base de données (en anglais) rassemblant les informations concernant les entreprises ayant une activité spatiale et les produits, technologies et services qu’elles développent, utilisés dans le cadre de l’Agence Spatiale Européenne par ses Etats membres et membres associés.

C'est une mine d'or pour moi qui cherche depuis plus de 2 mois des sources d'informations sur tous les composants d'un lanceur (ici Ariane) ! Mais ce site (qui n'a que des qualités), compte aussi des informations sur les impératifs techniques liés aux vols habités... Il répond parfaitement, à première vue, à mes attentes.

On verra à l'autopsie !

[Geb]

Bonsoir,

Le site internet susmentionné ne nous aidera malheureusement pas beaucoup en définitive. Des centaines, voire la moitié des 1402 produits, technologies ou services revendiqués sont des logiciels de génie civile, ou de simulations numériques de trajectoires. Certains concernent même des sous-systèmes destinés exclusivement aux satellites en orbite, voire interplanétaires, et non aux fusées.

J'ai aussi découvert que ce site contient des informations qui, pour la plupart, ne sont plus actualisées depuis 2002. Bien que ceci ne soit pas un mal étant donné que l'on s'occupe ici du début de la conquête spatiale.

Par contre, cette liste m'a permis de réfléchir à une autre question...

Le radioguidage est-il une composante d'un lancement non-habité pour l'orbite basse ? En d'autres termes, un lanceur est-il d'une certaine manière radioguidé ou au contraire, soumis à un plan de vol pré-établi (sauf peut-être si une destruction est nécessaire) ?

Si quelqu'un peut apporter des précisions à ce sujet...


Cordialement

[Lockheed]

Bonsoir Geb, je ne suis pas un spécialiste de l'électronique embarqué mais je peux apporter un début de discussion qui ne demande qu'à être développé par les membres.

Autrefois, le lanceur était guidé. Un radar déterminait en permanence sa trajectoire et les corrections étaient transmises par radio au ''cerveau'' de la fusée. Ce dernier répercutait les ordres sur les déflecteurs de jets situés au niveau de la tuyère ou sur de petites fusées latérales pour modifier la trajectoire.
____
De nos jours, en comparant sa position et sa vitesse indiquées par une centrale inertielle et la trajectoire nominale introduite dans le calculateur de bord, le lanceur corrige lui même ses déviations au travers de l'orientation de ses tuyères propulsives.
Le véhicule est dorénavant piloté et non plus guidé..

En parallèle, les moyens sols participent à son suivi en digérant les données provenant des instruments de poursuite (radars, répondeurs, etc.) Ces derniers restituent en temps réel l'écart entre la trajectoire suivie et théorique.

[Geb]

Merci beaucoup Lockheed.

Autrefois, le lanceur était guidé. Un radar déterminait en permanence sa trajectoire et les corrections étaient transmises par radio au ''cerveau'' de la fusée.

La R-7 fonctionnait-elle encore de la sorte, ou utilisait-elle déjà un système différent ?

Ce dernier répercutait les ordres sur les déflecteurs de jets situés au niveau de la tuyère ou sur de petites fusées latérales pour modifier la trajectoire.

Parles-tu ici des moteurs Vernier ?

De nos jours, en comparant sa position et sa vitesse indiquées par une centrale inertielle et la trajectoire nominale introduite dans le calculateur de bord, le lanceur corrige lui même ses déviations au travers de l'orientation de ses tuyères propulsives.

C'est à peu de chose près le système d'un V-2. Même si je pense que sa tuyère n'était pas orientable.

Dans le V-2 les coordonnées de la cible étaient programmées (par quel moyen, j’aimerais bien le savoir…) dans l’ordinateur de bord (analogique à l’époque) avant le lancement.

Ensuite, la navigation était assurée par une centrale inertielle, qui calcule à tout instant la position du missile et son écart par rapport au plan de vol, grâce à un système de gyroscope et d’accéléromètres. Maintenant je sais lequel ! Il s'agit du PIGA. Bien que je ne sais toujours pas identifié de quel type d'accéléromètre il s'agit...

Je ne savais pas par quelle magie les corrections de trajectoire requises étaient transmises au bloc moteur, d'après toi ça pourrait-être une transmission radio ? Alors tout s'éclaire

J'ai aussi un peu plus d'informations sur le gyroscope :

La dérive mécanique des gyroscopes (qui détériore progressivement la précision du calcul) est de nos jours, généralement très inférieure à un millième de degré par heure. Cela signifie qu’à courte et moyenne portée, les missiles guidés par inertie gardent donc une précision de frappe de quelques mètres.

Le contrôle précis de la trajectoire nécessite parfois des logiciels complexes (de frappe "chirurgicale") qui prennent en compte l’accélération due à la rotation de la Terre et les infimes changements du champ de gravité tout au long de la trajectoire. A titre de comparaison, le V-2 avait, paraît-il, une précision de 600 mètres !!!


Cordialement

[Geb]

Bonsoir,

J'ai une autre question relative à l'utilisation des ondes radios :

Comment ces ondes traversent-elles l'atmosphère sans encombre ?

En effet, j'ai lu que certaines fréquences étaient réfléchies par les couches de l'atmosphère (je crois qu'il est question, principalement, de l'ionosphère). Peut-être que d'autres phénomènes (magnétisme terrestre, vent solaire, mouvement de l'astronef...) influencent le passage des ondes radios et/ou la qualité de réception de celles-ci. Qu'en est-il réellement ?

[Lockheed]

Geb, je vais essayé de te répondre mais d'une manière qui ne peut être que partielle.
_____
En ce qui concerne la R-7 je n'ai pas trouvé de document adéquat.

Toutefois, le système de guidage du missile Martin Titan I (donc contemporain de la fusée soviétique) recourait à un concept mixte dit ''radio-inertie'' pour palier la technologie inertielle encore balbutiente.

Croquis ci-joint

http://farm3.static.flickr.com/2750/4303691972_844b5bbdbb.jpg

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Les moteurs verniers contituent en effet la majorité des petits moteurs destinés à la correction de trajectoire du lanceurs.
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En ce concerne le V-2, si j'ai énormément de données sur la propulsion, en revanche, pour le guidage c'est un peu plus confidentiel.
Donc, je recherche....

[Lockheed]

Geb, comme il fallait si attendre, je ne possède pas grand chose sur le calage des instruments de la V2 pour assurer son profil de vol
vers son objectif.
____
A l'origine, deux émetteurs sol guidaient la fusée. Le premier, au regard de l'inclinaison de la trajectoire ascendante déterminant la portée,
stoppait par impulsion l'alimentation du moteur.
Le second (faisceau-guide) devait empêcher sa déviation latérale.
____
Par la suite, en raison des possibilités de brouillage par le camp adverse, la mise à feu s'effectuait sans l'aide du faisceau de guidage.
La fin de combustion était alors confié à une minuterie de bord.
____
L'équipement standard d'un V-2 se composait de la manière suivante:
1) un gyroscope d'azimut
2) un gyroscope de site
3) une liaison reliant ces derniers aux équipements de corrections localisés près du moteur
4) un accéléromètre-intégrateur analysant toutes les données du vol
___
Mieux qu'un long discours, ci-joint l'écorché du A4 (alias V2), la fusée pré-cosmique par excellence, où tu peux retrouver quelques réponses
à tes interrogations ?
La tuyère du moteur était évidemment fixe.

http://farm3.static.flickr.com/2558/3903639172_0e34dcf853_b.jpg

[Lockheed]

Pour les ondes radios, je laisse le soin à d'autres membres plus compétents de te répondre
___
Petit rajout sur le guidage, celui dédié à Ariane 4 (dont le concept est peu différent de celui d'Ariane 5).

Dans les années 80, le programme de vol des Ariane se présentait sous la forme d'une bande magnétique.
Les progrès aidant, il se métamorphosait en disquette.

Mis en ''musique'' par les Britanniques, les techniciens de Kourou transféraient ses données dans le calculateur de bord à H-50 min.

http://farm3.static.flickr.com/2708/...479bcaa7_b.jpg

[Geb]

Bonsoir à tous

Merci Lockheed, pour toutes ces informations. J’y reviendrai sans aucun doute en temps voulu.

Je planche en ce moment sur les derniers composants et/ou technologies que nous avons évoqués, qui je l’avoue me donnent du fil à retordre (d’où l’abandon passager de ce post). A savoir :

- la pile à combustible
- le téléguidage radiocommandé
- le RADAR

Premièrement, la pile à combustible, concept dans l’air du temps et analysé en long et en large par les médias du monde entier. Malgré cela, les données récentes sur la pile à combustible ne touchent qu’aux dernières technologies et à des secteurs plutôt restreints (surtout celui de l’automobile). Autrement dit, très peu d’infos sur la première pile conçue par William Grove en 1842, ou enfin celle de Ludwig Mond et Carl Langer, datée de 1889. Aussi, le développement des PAC est tellement rapide ces 50 dernières années, que de nombreux types entièrement nouveaux de piles sont apparus et qu’il devient difficile de s’y retrouver. Ceci est rendu un peu plus ardu si l’on y ajoute les nombreuses substances autres que l’hydrogène, qui peuvent être utilisées dans les piles (déjà en 1889). Sans parler des électrolytes et des catalyseurs. Pour finir, on pourrait ajouter son utilisation comme groupe électrogène dans la cogénération (essentiellement à haute température, parfois 1000 °C), ou comme pile proprement dite.

Deuxièmement, le téléguidage radiocommandé, qui s’est avéré être une application complexe de la maîtrise des ondes radioélectriques. Elle implique des connaissances en électronique que je ne possède pas (ou très peu). En outre, les composants nécessaires à la bonne conduite de ce type de technologie sont difficiles à identifier et le mode opératoire en est compliqué d’autant. Cela dit, j’effectue des recherches en parallèle (par le biais de l’aéromodélisme notamment) sur ces forums de technologie et de physique. En ce qui concerne la communication spatiale proprement dite, je m’intéresse ces derniers temps au réseau américain Deep Space Network, afin d’y voir un peu plus clair.

Pour conclure, le RADAR, une autre application des ondes radios, qui même si je ne le comprends en profondeur, est plus documenté ; sensiblement plus facile à traité. Il sera abordé prochainement.


A plus tard

[Geb]

Bonsoir à tous,

A défaut d’information complète, j’ai tout de même trouvé un autre facteur limitant pour le développement des fusées : dans le domaine des télécommunications, à travers les oscillateurs à quartz.

La réalisation successive du sonar (1917), de la radiocommande (début des années 1930) et du radar (1935-1940), doit beaucoup à la découverte des propriétés piézoélectriques de certains minéraux, notamment le quartz. La piézoélectricité fut découverte en 1880 par les deux jeunes frères Pierre (1859 - 1906) et Jacques Curie (1856 - 1941).

La première application technique majeure utilisant cet effet piézoélectrique fut réalisée par une équipe dirigée par Paul Langevin (1872 - 1946) : l’invention du sonar à lamelles de quartz pendant la Première Guerre Mondiale.

C’est l’américain Walter Guyton Cady (1874 - 1974) qui réalisa, entre 1918 et 1919, le potentiel de fines lamelles de quartz dans la radiodiffusion. En effet, ce cristal résonne à une fréquence très précise et stable, ce qui pouvait constituer un saut technologique dans la précision des circuits oscillants utilisés pour la radio à l’époque.

On évitait ainsi, le glissement de fréquence qui rendait jusque-là le téléguidage radiocommandé quasi impossible. Pour réalisé son premier oscillateur stabilisé par quartz, Walter Cady mis au point un circuit utilisant à plusieurs triodes (l’audion, inventé en 1906 par Lee De Forest), pour lequel il obtint un brevet US en 1923. Un progrès significatif fut accompli, dès 1920, par l’inventeur américain John Washington Pierce (1872 - 1956), dont l’oscillateur n’utilisait déjà plus qu’une seule triode.


Cordialement

[Geb]

Bonsoir,

Pour changer de l'électronique embarquée, je suis revenu aux bons vieux réservoirs. Ce faisant, j’ai trouvé une condition sine qua non liée à la construction du vase de Dewar.

A l’intérieur de l’espace laissé par les deux bouteilles, il y a un quasi-vide. Le but est d’empêcher l’échauffement du contenu par conduction et convection de chaleur. Le dernier transfert possible d’énergie concerne la radiation. Pour éviter cette dernière, l’ingénieux James Dewar utilisait un mince film d’argent pour recouvrir une des bouteilles, constituée de verre.

L’argenture du verre, utilisée, à l'origine, pour confectionner les miroirs, est un procédé bien maîtrisé à la fin du XIXe siècle. Déjà en 1857, Léon Foucault (1819-1868), en travaillant avec l’opticien Marc Secrétan (1804-1867) eut l’idée d’utiliser le procédé Drayton d’argenture du verre pour recouvrir, pour la première fois dans l'Histoire, un miroir de télescope (de 10 centimètres de diamètre).

Le procédé Drayton, dont parle Foucault dans son "Mémoire sur la construction des télescopes en verre argenté" (1859), ne fut pas le seul utilisé. D’autres chimistes travaillèrent sur le sujet : Wagner, Petitjean, Lumière, Martin/Keseur.

De tout ce petit monde, je n’ai pu retrouver qu’un certain T. Petitjean, chimiste français qui mit au point son procédé industriel d’argenture du verre en 1855. Si vous avez des infos pour les autres… Pour le procédé Martin/Keseur, il s’agit peut-être de Pierre-Emile Martin (1824-1915), mais ce n’est qu’une hypothèse. Encore une fois, si vous trouvez d'autres infos... faites-le moi savoir


Cordialement

[Geb]

Re-bonsoir,

Une petite réflexion sur l’apport de l’électronique embarquée dans la conquête spatiale (notamment le transistor et les circuits intégrés).

… la question à se poser est aussi : quand bien même les rudiments de technologie furent ils accessibles le résultat n'aurait il pas été trop lourd?

Un calculateur conçu avec le tube électronique de 1904 aurait certainement des dimensions rendant impossible tout déplacement. Les premiers ordinateurs, construits bien plus tard, occupaient des pièces entières.

En ce qui concerne le tube électronique, il faut rappeler ce que c’est : c’est très gros, très lourd, très fragile, ça consomme énormément et donc ça chauffe à l’avenant.

Si j’ai bien compris, c’est comme s’il avait fallu, à défaut de transistors, disposer du gabarit d’une Saturn V (3000 tonnes) pour satelliser l’équivalent d’un Spoutnik (80 kilogrammes) en orbite basse. C’est bien résumé ?

Les quelques interventions ci-dessus me rappellent un moment d’anthologie. Je pense au film Retour vers le futur 3, lorsque le savant Emmet Brown utilise en 1885 un réfrigérateur immense, construit par ses soins, pour mettre quelques misérables glaçons dans son thé


Cordialement

[LaRacineCarree]

Les quelques interventions ci-dessus me rappellent un moment d’anthologie. Je pense au film Retour vers le futur 3, lorsque le savant Emmet Brown utilise en 1885 un réfrigérateur immense, construit par ses soins, pour mettre quelques misérables glaçons dans son thé

Je pense que l'image est très bonne, ce doit être proche de cela.

Quid des technologies de fabrication et gravure des circuits électroniques : Laser, Cuivre/silicium pur à 99.99...%, techniques de dopage des matériaux pour la fabrication de semi conducteurs,... ?

[Geb]

Bonjour LaRacineCarree

De mon point de vue de profane, l’industrie de l’électronique est évidemment très complexe. Celle destinée au milieu spatiale l’est un peu plus. Un peu d’aide dans cette entreprise ne serait pas de refus.

Apparemment, les procédés de fabrication, outre le dopage, impliquent la lithographie, ou plus précisément, la photolithographie (optic lithography en anglais).

Cependant, puisque le but de cette discussion est de s’intéresser aux premiers lanceurs, il faut décrire les composants primitifs :

- les puces électroniques avaient une taille supérieure à 10 µm jusqu’en 1971 (Intel 4004).
- les mémoires utilisées dans les premiers astronefs étaient constituées, comme tu nous l’as appris par ailleurs, de tores de ferrite.
- …

Après quelques secondes de recherche, l’histoire des wafers (ou gaufrette) de silicium, peut être remontée jusqu’en 1916. Cette année-là, le chimiste polonais Jan Czochralski (1885-1953) découvrit fortuitement une méthode pour produire artificiellement des lingots de silicium monocristallin, alors qu’il travaillait pour la société allemande AEG (Allgemeine Elektrizitäts Gesellschaft). C'est un début...


Cordialement

[Saint-Sandouz]

De mon point de vue de profane, l’industrie de l’électronique est évidemment très complexe. Celle destinée au milieu spatiale l’est un peu plus.

À ma connaissance les ordinateurs embarqués ne sont pas des flèches de puissance et de complexité. Ils doivent travailler dans des conditions extrêmement contraignantes : les vibrations pendant le lancement et les radiations une fois en l’air. Ils sont donc durcis comme le matériel militaire. La tolérance aux pannes est aussi très faible.

ND

[Geb]

Bonsoir Nicolas,

Suite à ton intervention, je viens de découvrir qu'Ariane V utilisait toujours des processeurs 32 bits. Pourtant les microprocesseurs en 64 bits existent, sauf erreur de ma part, depuis septembre 2003 (Athlon 64 d'AMD). Visiblement, dans l'espace, fiabilité et robustesse prime sur miniaturisation et puissance de calcul.

J’avoue que je n’avais pas pensé aux vibrations. Mais quand je disais que l’industrie de l’électronique était plus exigeante concernant ces produits destinés au milieu spatial, je pensais justement aux systèmes D et autres plans B (qu’il reste encore à découvrir) utilisés pour protéger les composants des radiations.

A propos de radiations… J’ai lu que les astronautes à bord des stations spatiales avaient parfois observés des éclairs bleutées dans les yeux de leurs collègues. Explication : celles des nombreuses particules et autres ions lourds des rayons cosmiques qui portent une charge électrique, provoquent un effet Cherenkov en traversant l’humeur aqueuse de leurs yeux… vive le cancer.


Cordialement

[Saint-Sandouz]

Suite à ton intervention, je viens de découvrir qu'Ariane V utilisait toujours des processeurs 32 bits. Pourtant les microprocesseurs en 64 bits existent, sauf erreur de ma part, depuis septembre 2003 (Athlon 64 d'AMD). Visiblement, dans l'espace, fiabilité et robustesse prime sur miniaturisation et puissance de calcul.

À ma connaissance, dans le spatial plus que partout ailleurs, une fois qu’un système complet a été validé, si l’on veut changer un composant il faut reprendre toute la validation. Long et couteux.
Une fois qu’un système fonctionne correctement on ne change les choses qu’avec prudence.

J’avoue que je n’avais pas pensé aux vibrations.

Les moteurs qui crachent leurs gaz à 4400m/s, un bruit à 150dB et plus, des EAP qui démarrent comme un pétard qui explose, tout est source de vibrations. Beaucoup des accidents qui ont émaillé l’histoire de l’astronautique étaient dû aux vibrations et aux résonnances : moteurs qui ne s’allument pas, qui s’allument de manière explosive, qui s’arrêtent ; ruptures diverses. La liste des désordres est longue.

ND

[Geb]

Bonjour,

On peu dire ,sans trop exagérer, qu'aujourd'hui un PC quadri coeur offre plus de puissance de calcul que la totalité des ordinateurs présents sur la planète en 1969.

L’année du premier vol habité (Gagarine, 12 avril 1961), le superordinateur le plus rapide, disponible dans le bloc de l’Ouest était le 7030 d’IBM. On peut, au passage, regretté de ne rien savoir des calculateurs soviétiques à la même époque. Ci-après, un petit récapitulatif du "State of the Art" en matière d’ordinateur (non-embarqué) au début de l’ère spatiale :

UNIVAC LARC (le plus rapide de 1960 à 1961)

- temps d’addition: 4 microsecondes,
- temps de multiplication: 8 microsecondes,
- temps de division: 28 microsecondes.

IBM 7030 : 1,2 MIPS (1961-1964)

- temps d’addition: 1,38 to 1,5 microsecondes,
- temps de multiplication: 2,48 to 2,70 microsecondes,
- temps de division: 9,00 to 9,90 microsecondes.

CDC 6600 : 3 MIPS (1964-1969)

- temps d’addition: 0,3 microseconde,
- temps de multiplication: 1,0 microseconde,
- temps de division: 3,4 microsecondes.

CDC 7600 10 MIPS (1969-1975)

Cela complète l’intervention de Jiherve concernant la capacité de calcul d’alors.

Au revoir

[Geb]

Bonjour,

Je vais essayer ici, de revenir sur les débuts du calcul de masse d’une façon plus complète qu’auparavant.

Les pays industrialisés ne manquaient d’aucun élément essentiel au développement de l’ordinateur embarqué

Je n’oserais plus aujourd’hui ignorer le rôle crucial de l’ordinateur (embarqué ou non) dans la réussite de la course à la Lune. Mais si l'on reste fidèle aux étapes que j'ai tenté de délimiter au message 75, on sait que le V-2 n’en fit pas l’usage. J’ai également des doutes quant à son caractère indispensable dans la conception et la construction d’un lanceur comme le R-7.

Les premiers ordinateurs doivent être abordés en fonction de leurs composants primordiaux, définis par l’anglais Charles Babbage (1791-1871) entre 1834 et 1836 pour sa machine analytique :

- un dispositif d'entrée et de sortie,
- une unité de commande,
- une unité de stockage de l’information (intermédiaire ou finale),
- une unité de calcul,
- un dispositif d'impression.

Toutes ces parties essentielles, que le grand Babbage avait si brillamment énumérées, furent intégrées progressivement dans les premiers ordinateurs. Pour les voir rassembler toutes à la fois dans une même machine (Babbage en avait rêvé dès 1841), il faudra attendre l’EDVAC (1949).

Plusieurs ordinateurs travaillèrent en système décimal avant le système binaire, et cette transition ne fut pas accomplie du jour au lendemain. L’utilisation du binaire est étudiée dès 1854, par George Boole (1815-1864), contemporain de Babbage. La première utilisation pratique (dans les relais téléphoniques) des travaux de Boole ne sera soutenue qu’en 1938, par un jeune étudiant américain du MIT, Claude Shannon (1916-2001). Le Colossus britannique fut le premier calculateur à utiliser le système binaire.

Ensuite, vient la composition des premiers ordinateurs :

1944 : le Harvard MARK 1 (électromécanique)
1946 : le Colossus, puis l’ENIAC (à tubes électroniques)
1961 : le 7030 d’IBM (premier ordinateur à transistors)

Les premiers ordinateurs étaient le fait de recherches gouvernementales effectuées dans des universités. Le premier ordinateur commercialisé sera l’UNIVAC (1951)

La technique entourant les transistors a évolué très rapidement. Un petit aperçu (issu de Wikipedia) :

- Point-contact transistor (1947)
- Grown-junction transistor (1948)
- Alloy-junction transistor (1951)
- Surface-barrier transistor (1953)
- Diffusion transistor (1954)
- Planar transistor (1959)

Au niveau de la mémoire, les premiers dispositifs à cartes perforés furent remplacés par les tubes cathodiques (1949) et ensuite par les fameux tores de ferrite (1955). Lorsque la R-7 de Korolev propulsa Spoutnik 1 en orbite le 4 octobre 1957, les puces les plus performantes (si je ne m’abuse) étaient donc à base de transistors à diffusion.


Cordialement