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Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

  1. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 176

    Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Bonjour,
    Il faut environ 50kg de fusée et son carburant pour mettre 1 kg de satellite en orbite basse autour de la Terre.
    Il faut environ 100 kg de fusée et son carburant pour envoyer 1kg de sonde sur Mars.
    Quelle masse faudrait il pour arracher 1kg d'une sonde à l'attraction du système solaire?
    Merci pour vos explications.

    -----

    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
     


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  2. Resartus

    Date d'inscription
    octobre 2007
    Messages
    2 506

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Bonjour,
    En s'y prenant bien, à peu près autant.... Tous les vaisseaux qui l'ont fait à ce jour ont utilisé le principe de la fronde gravitationnelle. il faut commencer par s'en servir autour de mars (ou de venus, c'est encore moins couteux) pour aller vers jupiter, et ensuite on va où on veut...Mais il faut arfois attendre plusieurs années le bon moment
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Assist...avitationnelle
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast
     

  3. Carcharodon

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

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    La bonne question, c'est combien de m/s il faut.
    ~11 km/s pour mars et ~30 km/s pour sortir du système avec une impulsion directe à partir du sol terrestre (donc - 7.5 km/s a ces valeurs si on est déjà en orbite basse).

    Parce que parler de masse c'est faire interférer la technologie.
    Il y a des fusées meilleures que d'autres, en fonction de la masse totale de la charge utile.
    Le premier étage, LH2 ou RS-1 ?
    Peut être même poudre, avec grosse poussée mais mauvaise ISP, donc ration de dV/masse moins bon ?
    peut être un compromis poudre / LH2 comme ariane 5 au decollage ?
    Et les étages d'après ?

    Cette question ne peut pas être posée de la sorte.
    D'autant que les chiffres avancés (50 pour 1, 100 pour 1) sont déjà de grosses approximations qui varient significativement d'un engin à l'autre, particulièrement en fonction de la masse TOTALE de la CU.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher
     

  4. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 176

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    Cette question ne peut pas être posée de la sorte.
    D'autant que les chiffres avancés (50 pour 1, 100 pour 1) sont déjà de grosses approximations qui varient significativement d'un engin à l'autre, particulièrement en fonction de la masse TOTALE de la CU.
    Très juste: on ne peut pas comparer l'envoi d'un satellite en LEO et une sonde envoyée aux confins du système solaire.

    En fait, je voulais savoir quel rapport entre la masse de carburant et la masse embarquée il faudrait pour sortir un engin du système solaire. Mais c'est vrai que cela dépend du "carburant" utilisé.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
     

  5. Carcharodon

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

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Et les performances d'une motorisation spatiale, ça s'exprime en Isp : impulsion spécifique.
    En chimique, c'est le LOX/LH2 qui a les meilleures perfs (Isp ~350s au sol et ~450s dans le vide), mais il a des inconvénients : réservoir cryogénique et fuites d'hydrogène qui empêchent de s'en servir au delà de quelques heures après le remplissage (trop de pertes et trop de contraintes thermiques -basses- pour le matos).
    Donc réservé à la propulsion pendant les premières heures de vol seulement.
    Mais cette solution est plus complexe techniquement et requiert des fusées de plus gros volume (l'hydrogène, même liquide, ça prend du volume) que celle au RP-1 (falcon9 / soyouz), qui ont donc une moins bonne Isp (Isp ~280s au sol et ~370s dans le vide).

    La science des fusées est une science complexe : les contraintes croissent avec le carré de la masse.
    Donc ce n'est plus du tout pareil pour une CU de 100 kg et une CU de 50t.
    Il ne suffit pas juste de multiplier les valeurs par le ratio, c'est beaucoup plus compliqué que ça.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher
     


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  6. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 176

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Adio Carcharodon.
    Merci pour les infos.
    En fait, je suis en train d'écrire un article pour démontrer l'impossibilité du voyage interstellaire.
    J'explore plusieurs voies: l'utilisation de carburants classiques, la transformation de matière en énergie E=MC² et j'ai besoin d'expliquer que la masse de carburant à embarquer serait trop importante.
    Avec un système de propulsion classique bien entendu.
    Donc pourquoi:
    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    : les contraintes croissent avec le carré de la masse.
    Il ne suffit pas juste de multiplier les valeurs par le ratio, c'est beaucoup plus compliqué que ça.
    Merci pour tes explications.
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
     

  7. Moinsdewatt

    Date d'inscription
    janvier 2007
    Âge
    56
    Messages
    2 065

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Ben pourtant les sondes Voyager vont sortir du système solaire.

    Mais sans humains dedans.
     

  8. evrardo

    Date d'inscription
    mai 2008
    Messages
    4 176

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Citation Envoyé par Moinsdewatt Voir le message
    Ben pourtant les sondes Voyager vont sortir du système solaire.

    Mais sans humains dedans.
    Oui, mais dans combien de temps est ce qu'elles atteindront le prochain système solaire? Près de 70 000 ans non?
    Pas très pratique pour aller passer le week end!
    Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
     

  9. vanos

    Date d'inscription
    mai 2004
    Localisation
    Anvers
    Messages
    5 053

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Citation Envoyé par Moinsdewatt Voir le message
    Ben pourtant les sondes Voyager vont sortir du système solaire.
    Oui, mais dans un temps plus certain, si les sondes "Voyager" ont atteint l’héliopause, elles sont très d'être sorties de système solaire.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)
     

  10. bintang

    Date d'inscription
    décembre 2009
    Messages
    466

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Bonjour,

    Si vous avez un peu de temps, il y a une conférence de Roland Lehoucq sur le voyage interstellaire. Par exemple : https://www.youtube.com/watch?v=O_DFx7PHDIA, entre la 14eme et la 20eme minute par exemple. L'exposé montre que la propulsion chimique ne permet pas de faire des voyages interstellaires dans des temps raisonnables pour l'Homme (1/10 de la vitesse de la lumière). R.Lehoucq aborde ensuite les éventuelles solutions pour y arriver (antimatière ...)

    La 3ème vitesse cosmique permettant à une sonde de sortir du système solaire (à vitesse quasi nulle) est de 16,4 km/s dans un repère géocentrique, à partir de la surface de la Terre. Cette vitesse géocentrique correspond à une vitesse de libération du système solaire de 42 km/s à une distance de 1 UA du Soleil dans un repère héliocentrique (vitesse orbitale circulaire à 1 UA du Soleil, environ 30km/s, qu'il faut multiplier par racine de 2 = 30 * 1,414 = 42 km/s).

    A La distance de l'orbite de Pluton, la vitesse orbitale circulaire est d'environ 5 km/s, soit une vitesse de libération du système solaire de 5 * 1,4 = 7 km/s. La sonde New Horizons ayant survolé Pluton à environ 12 km/s, elle a largement la vitesse suffisante pour sortir du système solaire.

    A noter également que l'héliopause est une frontière pour le vent solaire pas pour la gravitation exercée par le Soleil. Pour preuve, des objets du système solaire comme SEDNA orbitent à 10 000 UA du Soleil, bien au delà de l'héliopause.
    Bintang
     

  11. bintang

    Date d'inscription
    décembre 2009
    Messages
    466

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Oups, Sedna orbite entre 75 et 1000 UA (période orbitale > 10 000 ans) , mais l'aphélie est tout de même au delà de l'héliopause
    Bintang
     

  12. vanos

    Date d'inscription
    mai 2004
    Localisation
    Anvers
    Messages
    5 053

    Re : Quelle masse de carburant et fusée, pour arracher 1kg à l'attraction du système solaire?

    Citation Envoyé par bintang Voir le message
    Oups, Sedna orbite entre 75 et 1000 UA (période orbitale > 10 000 ans)
    Sachant que le système solaire (nuage de Oort compris) fait environ 158 000 UA de rayon nous sommes toujours bien "chez nous".
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)
     


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