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Retours dans l'atmosphère

  1. nini-69

    Date d'inscription
    octobre 2012
    Messages
    5

    Retours dans l'atmosphère

    Il y a qqs années, la NASA a perdu une navette du fait de la perte d'une partie du revêtement thermique.
    Pourquoi ne pas :
    1 - freiner la navette à la descente via des rétro-fusées ? Trop de carburant à embarquer ?
    2 - prendre une trajectoire plus tangente par rapport à l'atmosphère ?

    -----

     


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  2. vanos

    Date d'inscription
    mai 2004
    Localisation
    Anvers
    Messages
    5 106

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Bonsoir,

    N'as-tu rien oublié ? Respecter la charte, par exemple :
    2. La courtoisie est de rigueur sur ce forum : pour une demande de renseignements bonjour et merci devraient être des automatismes.
    Merci d'en tenir compte.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)
     

  3. Carcharodon

    Date d'inscription
    juillet 2008
    Localisation
    Paris
    Âge
    49
    Messages
    5 586

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Salut,

    1) il faudrait alors emporter des quantités considérables de carburant.
    Quasiment autant que pour décoller.
    Alors que le freinage atmosphérique est totalement gratuit : juste a créer un périgée qui entre dans la couche atmosphérique (quelques secondes de mise a feu retrograde) et c'est tout, tout le reste du freinage est fait par l'atmosphère, c'est donc extrêmement pratique.
    Y a pas mieux ni plus efficace pour rentrer de l'orbite basse, cad d'une vitesse de 7.5 km/s
    Lorsqu'on revient de la lune ou d'une autre planète, c'est pas pareil, on arrive très très vite (entre 10.5 et 11.5 km/s) et là, le freinage atmosphérique (pour rentrée atmosphérique directe) est plus délicat et considérablement plus éprouvant, en tout cas pour ceux qui l'ont déjà fait (Apollo).
    Ils ont pris des pointes a 11g alors que le Shuttle ne prend que 3.5g.
    Mais c'est aussi du a l'angle de rentrée...

    En résumé, sans freinage atmosphérique, on aurait toujours pas envoyé d'homme en orbite, car les fusées devraient être au moins 3 fois plus grosse.

    2) l'angle de rentrée n'est pas choisi au hasard, il est au contraire très précis, et dépend directement des performances de l'engin.
    Il varie d'ailleurs au cours du temps, lors de la descente.
    l'angle de rentrée initial du Shuttle est de 1° lors du contact avec les hautes couches (65km) mais le processus est complexe, car le taux de banking (inclinaison latérale) aide a contrôler ce taux de rentrée, tout en permettant de perdre encore plus d'énergie et tout en permettant de corriger la trajectoire pour qu'elle aboutisse a la piste désirée.

    Une rentrée atmosphérique de Shuttle est quelque chose de très compliqué.

    Sinon, tu peux voir ici une vidéo (sur le simulateur orbiter) qui montre une rentrée atmosphérique avec une brique volante comme le Shuttle, mais avec une procédure facilitée : synchronisation d'alignement au moteur et non avec du banking.
    => http://www.dailymotion.com/video/xkx...giv_videogames
    Restons superficiel pour ne pas fâcher
     

  4. nini-69

    Date d'inscription
    octobre 2012
    Messages
    5

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Bonjour et merci pour cette 1ère réponse
    1/ très clair
    2/ je ne comprends toujours pas ce qui empêcherait de prendre une trajectoire plus tangente par rapport à l'atmosphère afin de limiter l’échauffement.
    Les hautes couches de l'atmosphère ne sont-elles pas assez porteuses ?
    merci de vos précisions
     

  5. phys4

    Date d'inscription
    mars 2009
    Localisation
    Ile de France
    Âge
    74
    Messages
    7 318

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Citation Envoyé par nini-69 Voir le message
    2/ je ne comprends toujours pas ce qui empêcherait de prendre une trajectoire plus tangente par rapport à l'atmosphère afin de limiter l’échauffement.
    Les hautes couches de l'atmosphère ne sont-elles pas assez porteuses ?
    Bonjour,
    Vous avez trouvé la bonne réponse, en effet, la haute atmosphère n'est pas assez porteuse. L'angle d'attaque choisi est optimisé afin que le freinage soit minimum. La portance étant nulle au début du freinage, dès que la vitesse (force centrifuge) ne soutient plus l'astronef celui ci descend rapidement dans les couches plus denses et il n'est pas possible d'éviter une phase de forte puissance dissipée avec une décélération atteignant au moins 4g.
    La portance ne devient significative qu'après cette phase critique.
    L'attaque non tangente, comme les météorites, se traduirait surement par une destruction inévitable.
    Comprendre c'est être capable de faire.
     


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  6. Tryss

    Date d'inscription
    janvier 2010
    Messages
    3 921

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Après, pour moins chauffer, il faut augmenter la surface (ou diminuer le poids). Si la navette avait été deux fois plus grande (ou deux fois plus légère), les températures à supporter auraient été plus faibles.
     

  7. jacquolintégrateur

    Date d'inscription
    avril 2010
    Localisation
    58140 MHÈRE (sur la D506)
    Messages
    1 711

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Vous avez trouvé la bonne réponse, en effet, la haute atmosphère n'est pas assez porteuse. L'angle d'attaque choisi est optimisé afin que le freinage soit minimum. La portance étant nulle au début du freinage, dès que la vitesse (force centrifuge) ne soutient plus l'astronef celui ci descend rapidement dans les couches plus denses et il n'est pas possible d'éviter une phase de forte puissance dissipée avec une décélération atteignant au moins 4g.
    La portance ne devient significative qu'après cette phase critique.
    L'attaque non tangente, comme les météorites, se traduirait surement par une destruction inévitable.
    Bonsoir

    À moins de freiner (et de soutenir:question de réglage de l'angle de l'axe de poussée) l'astronef avec un réacteur. Mais cela éxige, évidemment, de disposer de propergol, ce qui a, pour effet, en gros, d'élever le rapport de masse Propergol/ Structure et autre, au carré. On en revient toujours au même problème fondamental de la mise en orbite: nous sommes au fond d'un puit de potentiel et il faut traverser l'atmosphère. La solution consiste à , au moins, tripler l'impulsion spécifique du couple OH (460 sec), ce qui implique de passer à la propulsion nucléaire ou aux faisceaux d'énergie.
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !
     

  8. kalish

    Date d'inscription
    février 2008
    Localisation
    Au vert
    Messages
    2 918

    Re : Retours dans l'atmosphère

    sinon question idiote (mais vraiment idiote hein, ne me tappez pas dessus): on n'a pas essayé des solutions plus mécaniques type hélice d'hélicopter déployables avec une rentrée toute droite? ou profiter de l'ionisation de l'atmosphère?
    j'aspire à l'intimité.
     

  9. carracas

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Localisation
    Namur
    Âge
    36
    Messages
    712

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Pour que des hélices d’hélicoptères puissent assurer une "portance", il faut.. de l'air et je pense que lorsqu'il y a de l'air un parachute est plus sur, moins couteux et plus performant. C'est d'ailleurs ce qui est utilisé ( pour les capsules dragon et soyouz ).
     

  10. kalish

    Date d'inscription
    février 2008
    Localisation
    Au vert
    Messages
    2 918

    Re : Retours dans l'atmosphère

    heu oui enfin je n'ai pas dit le contraire, je me doute bien qu'il faut de l'air, l'avantage imaginé étant qu'on peut régler la portance en ralentissant plus ou moins la rotation/l'inclinaison des pales donc avoir une transition plus douce. Je parle bien sûr de pales passives, comme ce qui tombe des érables.
    j'aspire à l'intimité.
     

  11. Carcharodon

    Date d'inscription
    juillet 2008
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    Paris
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    49
    Messages
    5 586

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Salut,

    L'air ionisé pendant la rentrée atmosphérique d'un Shuttle montait a 10.000°C autour de la navette qui, grâce a sa forme, créait une onde de choc repoussant ce plasma et qui protégeait la surface du Shuttle qui n’encaissait "que" ~1500°C.
    Un système de pales partirait immédiatement en fumée dans ces conditions, puisqu'il ne créerait pas d'onde de choc protectrice.

    Rappelons aussi que c'est la transformation d’énergie cinétique en énergie calorifique qui fait freiner l'engin, donc, pour que ça ralentisse, il faut obligatoirement que ça chauffe.
    Le tout est de trouver le compromis entre la capacité d'encaisser de fortes températures pour freiner sans dépasser la température qui ferait fondre l'engin.

    Tel est le défi d'une rentrée atmosphérique contrôlée.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher
     

  12. kalish

    Date d'inscription
    février 2008
    Localisation
    Au vert
    Messages
    2 918

    Re : Retours dans l'atmosphère

    ben c'est un peu ce que j'imaginais, mais sait-on jamais. Sinon cet air ionisé il n'existe pas de moyen de l'exploiter? Je pense par exemple à un couple de champ électrique et magnétique croisés qui permettrait de déflechir le plasma et donc de se faire un parachute électromagnétique?
    j'aspire à l'intimité.
     

  13. carracas

    Date d'inscription
    janvier 2005
    Localisation
    Namur
    Âge
    36
    Messages
    712

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Citation Envoyé par kalish Voir le message
    ben c'est un peu ce que j'imaginais, mais sait-on jamais. Sinon cet air ionisé il n'existe pas de moyen de l'exploiter? Je pense par exemple à un couple de champ électrique et magnétique croisés qui permettrait de déflechir le plasma et donc de se faire un parachute électromagnétique?
    C'est pas le principe de la MHD ça ? ( magneto hydro dynamique ) La création d'un champ magnétique très puissant permettant de creer une "bulle". j'avais lu quelque part que c' étais utilisé dans les torpilles pour éviter les phénomenes de cavitation et d'accelerer grandement leur vitesse. En utilisant cela ( attention je ne suis pas expert, ce n’est qu'un avis personnel ), tu pourrais éventuellement créer cette " bulle " autour de ton véhicule de rentrer MAIS, l’énergie et le materiel capable de dévier un plasma a 28.000 km/h rentrerait difficilement dans une capsule. même dans ce cas tu n'eloignerais la chaleur de la paroi de ton vaisseau de quelques centimètres / dizaines de centimètres.

    les experts peuvent me dire si je dis des c.. sur la MHD ou pas ?
     

  14. kalish

    Date d'inscription
    février 2008
    Localisation
    Au vert
    Messages
    2 918

    Re : Retours dans l'atmosphère

    tu sais je n'ai pas fait une étude poussée de la chose, je dis ça comme ça. Par contre dans ce cas là l'énergie est fournie par le gaz en déplacement, sa vitesse (relative) étant due à la chute de l'objet. C'est du plasma, après on peut appeler ça de la MHD, l'idée est de transférer du moment par interaction EM, plutot que par contact directe avec une paroi qui s'userait (et qui agit elle aussi grace à des forces EM finalement ).
    j'aspire à l'intimité.
     

  15. jacquolintégrateur

    Date d'inscription
    avril 2010
    Localisation
    58140 MHÈRE (sur la D506)
    Messages
    1 711

    Re : Retours dans l'atmosphère

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    L'air ionisé pendant la rentrée atmosphérique d'un Shuttle montait a 10.000°C autour de la navette qui, grâce a sa forme, créait une onde de choc repoussant ce plasma et qui protégeait la surface du Shuttle qui n’encaissait "que" ~1500°C.
    Un système de pales partirait immédiatement en fumée dans ces conditions, puisqu'il ne créerait pas d'onde de choc protectrice.

    Rappelons aussi que c'est la transformation d’énergie cinétique en énergie calorifique qui fait freiner l'engin, donc, pour que ça ralentisse, il faut obligatoirement que ça chauffe.
    Le tout est de trouver le compromis entre la capacité d'encaisser de fortes températures pour freiner sans dépasser la température qui ferait fondre l'engin.

    Tel est le défi d'une rentrée atmosphérique contrôlée.
    Bonsoir
    Cequ'il faut, c'est chauffer l'air lui même, bien que sa densité soit très faible, à l'altitude de réentrée. Ceci éxige, bien sûr, de transférer l'énergie (qui sera naturellement transformée en chaleur) à un volume d'air important. C'est possible mais cela impose l'utilisation d'un champ magnétique produit par un bobinage supraconducteur. Il faut établir un couplage entre le plasma (qui doit se comporter selon une certaine instabilité de manière à permettre de récupérer un certaine quantité d'énergie dans les circuits, sous forme électrique). Cette énergie sera utilisée pour créer et entretenir l'ionisation de la masse d'air couplée avec le champ, grâce à des émissions d'ondes en résonnance à la fréquence cyclotron, pour l'intensité du champ et les noyaux d'azote (en proportion prépondérante). Cela implique pas mal "d'ingéniérie". Pour l'instant, le problème à résoudre consiste à réaliser les circuits supraconducteurs nécessaires avec une masse suffisamment réduite. Je pense que les supra "à l'azote liquide" sont encore trop lourds. Je n'ai pas encore eu le temps de chiffrer sérieusement. Mais, si les bruits concernant une éventuelle supraconductivité à la température usuelle se confirmaient...
    Si non, bien sûr, on peut freiner en éjectant à contre mouvement avec une fusée... à condition de disposer d'un propergol d'impulsion spécifique suffisamment élevée !!
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !
     


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