Navette spatiale et MHD...

[inviteba0a4d6e]

Salut

Suite aux problèmes majeurs relatifs au retour de la navette spatiale dans l'atmosphère terrestre, à cause des frottements avec les particules de la haute atmosphère, ne pourrait-on pas la doter d'un système basé sur la MHD (Magnéto-Hydro-Dynamique) ?
.oO(Que représente la contreverse autour de la MHD d'ailleurs ?)

Les frottements seraient évités, et une partie du danger écarté... Qu'en pensez-vous ?

[invitebdaccd77]

KarmaStuff:
Les frottements seraient évités, et une partie du danger écarté...

Tout le problème est que les frottements sont nécéssaires pour freiner la navette de 28 000 km/h à 400 km/h. Si tu supprimes les frottements tu ne ralentis plus.
Pour la MHD, il me semble qu'il faudrait des puissances collossales pour être efficace, or la navette ne dispose pas de cette puissance.

[inviteb865367f]

L'énergie pourrait être récupérée de la vitesse justement. Le problème de la navette au retour c'est bien d'avoir beaucoup d'énergie à dépenser (énergie mécanique). Pour le moment cette énergie est dissipé par frottement.

Je dirai que le problèe est asses simplifié vis à vis de la MHD propulsive : le gaz est déjà ionisé il suffirait de transformer son énergie cinétique en éléctricité non ?

[invitebdaccd77]

Jeremy:
je dirai que le problèe est asses simplifié vis à vis de la MHD propulsive : le gaz est déjà ionisé il suffirait de transformer son énergie cinétique en éléctricité non ?

Admettons que ce soit possible. Et après, on fait quoi de cette électricité. Il faut la dissiper rapidement.

Petite application numérique:

La navette pèse 70 tonnes et va à 28 000 km/h. 1/2m*v2 ça donne 2 gigajoules à dissiper en 2 000 secondes (c'est un ordre de grandeur) soit 1 MW moyen ! Ca va être dure à dissiper sous forme électrique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb865367f]

On l'utilise pour ioniser l'atmosphère afin de se servir de la MHD L'énergie se dissiperait par rayonement, tout comme lorsqu'on utilise un bouclier thermique ..
Maintenant me demande pas les calculs non plus.

[inviteba0a4d6e]

Tout le problème est que les frottements sont nécéssaires pour freiner la navette de 28 000 km/h à 400 km/h. Si tu supprimes les frottements tu ne ralentis plus.
Pour la MHD, il me semble qu'il faudrait des puissances collossales pour être efficace, or la navette ne dispose pas de cette puissance.

Sans annuler complètement les effets de ralentissement atmosphériques, on pourrait au moins les diminuer, quitte à faire parcourir plus de distance à la navette avant l'aterrissage... Moins de chaleur sur les matériaux (moins de risques et dangers) => moins d'épaisseur de matériaux isolants => diminution de la masse de la navette...

En ce qui concerne l'énergie nécessaire pour la MHD, comme le souligne Jeremy, le système s'auto-alimente, l'énergie est recyclée...

[invite39f1eea5]

Qu'est ce que c'est, la MHD ? Un bouclier ?

[inviteba0a4d6e]

Qu'est ce que c'est, la MHD ? Un bouclier ?

Un "bouclier" magnétique qui "repousse" les particules à proximité... Un peu comme les systèmes magnétiques dans les prototypes de centrales à fusion nucléaire, afin que le plasma soumis à de très hautes températures reste à distance des parois du réacteur...

[invite39f1eea5]

Compris 5/5. Mais est-ce que ça ne poserait pas des problèmes de guidage ? Ca serait super pour une sphère comme le Vostok, mais la navette est un avion, qui vole comme un fer à repasser certes, mais un avion quand même. Or si le bouclier est sphérique, c'est la partie la plus lourde qui va passer devant, donc l'arrière en l'occurence, à cause des moteurs. A moins qu'il soit possible de modeler le bouclier pour lui donner une forme de fuseau ? Voir même de le modifier localement pour modifier la portance, et donc contrôler plus ou moins la trajectoire ? (Je ne parle pas de looping ou de descente en vrille, mai de faire glisser le point d'arrivée comme avec les Soyuz).

En parlant de ça, j'ai un jour survolé un site internet qui parlait de "globes Tesla" testés en Union Soviétique, est-ce que ça existe vraiment ou c'est du bidon, et est-ce que ça à un rapport avec la MHD ?

[invite8915d466]

La MHD n'est pas un bouclier. Ce sont les initiales de magnétohydrodynamique : c'est l'ensemble des équations gouvernant l'écoulement d'un fluide conducteur en présence de champ magnétique (un plasma magnétisé). Elle est utilisée par exemple pour décrire la couronne et le vent solaires, l'environnement des étoiles et des trous noirs, l'intérieur de la Terre (origine du champ magnétique terrestre). On a proposé l'emploi de plasmas en présence de champ magnétique pour l'expulser à grande vitesse, créant une force de propulsion (il ya eu aussi des applications pour les sous-marins avec l'eau de mer aussi je crois).

Pour votre problème, créer de l'électricité pour rayonner l'énergie ne changerait rien, puisque le refroidissement par rayonnement ne se fait que grâce à la température élevée. Il y a conservation de l'énergie, la navette chaufferait tout autant.

[invited604dd85]

Quand on descend sur une planète sans atmosphère ( lune ou Mars ) , ON SE FREINE AVEC QUOI ?
Avec des rétrofusées pardi !
Bon, bien sur , c' est encore du carburant à embarquer et à stocker au départ !

[invite808e5302]

Claude27, la sonde Viking pesait à l'atterrissage 663 kg dont 73 kg d'ergols, soit 11% de sa masse. La navette a l'atterrissage, à vide, pèse 70 tonnes. Ce qui veut dire qu'à l'atterrissage, vu la gravité et d'autres paramètres qui rentrent en ligne de compte, il faudrait compter sur plus de 8 tonnes d'ergols (ici ce n'est qu'un calcul de rapport de masse entre la navette et Viking... histoire de se donner une idée), soit 1/3 de la masse de charge qu'elle transporte vers l'ISS. Quand on pense que la Nasa n'a jamais utilisé Columbia pour l'ISS parce que sa charge utile était trop faible, on n'ose pas se demander si en plus elle était emputée d'1/3... Par contre, moi je pense que si on développait une navette avec un vol plané qui pourrait être plus long, on pourrait la faire descendre moins vite et donc l'échauffer moins.

[invitebdaccd77]

KarmaStuff:
Sans annuler complètement les effets de ralentissement atmosphériques, on pourrait au moins les diminuer, quitte à faire parcourir plus de distance à la navette avant l'aterrissage... Moins de chaleur sur les matériaux (moins de risques et dangers) => moins d'épaisseur de matériaux isolants => diminution de la masse de la navette...

Yantar:
Par contre, moi je pense que si on développait une navette avec un vol plané qui pourrait être plus long, on pourrait la faire descendre moins vite et donc l'échauffer moins.

C'est effectivement une question que je me suis souvant posée. Pourquoi ne pas allonger le temps de ralentissement et donc réduire l'échauffement. Lors du début de la descente, la navette se cabre pour offrir une très forte résistance et c'est pour ça que ça chauffe tant.
Il doit y avoir une raison aérodynamique ou de pilotage, mais je ne vois pas. Quelqu'un sait-il celà ?

[invitec42af2fa]

Je pense qu'il faudrai des ailes plus grandes, la navette serait plus lourde d'ou perte de charge utile. A mon avis les ingénieurs concepteur de la navette ont fait les bons choix avec les moyens de leur époque, le problème c'est que les tuiles sont trop fragiles. Aujourd'hui, il existe d'autres matériaux plus solide. personnellement, je pense qu'il faudrait garder le concept de navette, mais en utilisant les matériaux et l'ingénierie d'aujourd'hui, pour fiabiliser et réduire l'entretien de la navette.

[inviteba0a4d6e]

C'est effectivement une question que je me suis souvant posée. Pourquoi ne pas allonger le temps de ralentissement et donc réduire l'échauffement. Lors du début de la descente, la navette se cabre pour offrir une très forte résistance et c'est pour ça que ça chauffe tant.
Il doit y avoir une raison aérodynamique ou de pilotage, mais je ne vois pas. Quelqu'un sait-il celà ?

Déjà on sait que la navette doit respecter un certain angle pour entrer dans l'atmosphère. Trop aigu, et la navette "rebondit" et fait du "space-surf" dans l'Espace... Trop obtu, et elle se désintègre...
Ensuite, comme il a été dit précédemment, la navette se laisse porter et plane jusqu'à la piste d'atterrissage. Elle ne pourrait planer plus longtemps, ce n'est pas un avion...

D'ailleurs, c'est peut-être vers cette voie que les ingénieurs devraient s'aventurer. Des réacteurs susceptibles de reproduire le vol "standard" d'un avion, et on se pose en douceur presque où on veut. Mais c'est toujours pareil : qui dit réacteurs dit carburant... et problème de charge utile (à quand de nouveaux matériaux révolutionnaires et ultra légers ?).

[inviteb865367f]

Pour votre problème, créer de l'électricité pour rayonner l'énergie ne changerait rien, puisque le refroidissement par rayonnement ne se fait que grâce à la température élevée. Il y a conservation de l'énergie, la navette chaufferait tout autant.

Non ici c'est pas la navette qu'on chauffe, mais le gaz autour de la navette.