SSTO à très basse orbite

unepierre · 14/09/2006 - 14h30

Bonjour,

On dit souvent que les SSTO sont impossibles à réaliser a cause du ratio masse à vide-carburant. Mais ne pourrait on pas en construire un qui atteigne la vitesse orbitale à 100km d'altitude (par exemple avec du LOX-LH2) puis utiliser un moteur ionique pour aller à 440km d'altitude. La réduction de la vitesse spécifique est faible mais devrait tout de même grandement améliorer le ratio. Quand au frottement de l'air, il serait d'une centaine de newtons à 8km/s pour un véhicule aérodynamique. Un réacteur électronucléaire de 5MW devrai suffir avec quelque tonnes de xénon

jeanmiy · 14/09/2006 - 15h20

Quelques TONNES de Xénon ?

Urgll... Et combien de temps ça prendrait ? Aujourd'hui il est plus rentable d'être sur l'orbite de travail dans la journée que d'attendre quelques semaine de monter en altitude.

De plus cela pose le problème du croisement de l'orbite de l'ISS et éventuellement du schuttle.

unepierre · 14/09/2006 - 17h09

Et on parle quand même d'un moteur d'une centaine de newtons. Avec une isp de 2000, on consomme 5 g par seconde. Donc pour 5 tonnes, 1 million de secondes soit une douzaine de jours. Quand aux autres satellites on risque pas de les croiser on est plus bas (l'espace, c'est grand, pour que deux objets se rencontrent, c'est pas facile)

unepierre · 14/09/2006 - 17h20

Le problème du temps est un faux problème: par exemple certains constructeurs envisagent de doter leur satellites géostationnaire d'un moteur ionique pour passer de l'orbite basse à l'orbite geostationnaire. On peut estimer que l'opération prendrait plusieurs mois. Mais le prix du GTO est le double du LEO. On économise facilement dans ce cas 30M$ pour un satellite (5 Tonnes)

Franchement 2 semaines de plus ou de moins pour un sattelite qui qui plusieurs années, je vois pas ce que ca change

jeanmiy · 15/09/2006 - 08h54

Envoyé par unepierre

Le problème du temps est un faux problème: par exemple certains constructeurs envisagent de doter leur satellites géostationnaire d'un moteur ionique pour passer de l'orbite basse à l'orbite geostationnaire. On peut estimer que l'opération prendrait plusieurs mois. Mais le prix du GTO est le double du LEO. On économise facilement dans ce cas 30M$ pour un satellite (5 Tonnes)

Franchement 2 semaines de plus ou de moins pour un sattelite qui qui plusieurs années, je vois pas ce que ca change

C'est plusieurs mois ou deux semaines ? Faudrait savoir...

Passer d'une orbite à 100km à une orbite géostationnaire (36000km) c'est un sacré voyage qui te fait traverser toutes les couches d'orbite ou il y a déjà "quelque chose" et en particulier des débris incontrolés !

C'est grand l'espace, mais à la vitesse à laquelle tout cela se passe, un objet qui passe à 300 mètres de toi est un objet éminement destructeur qui est passé très très près...

unepierre · 18/09/2006 - 09h56

Pour passer du LEO en orbite géostationnaire, il faut compter plusieurs mois. Le voyage est loin d'être infaisable, Smart-1 l'a déja fait, et a même été jusqu'a la lune. Il me semble que dans l'espace, le moteur oinique est roi. En effet, on a du temps pour accélérer, de l'énergie et la seule chose dont on pourrait manquer c'est du Xénon et on en consomme pas beaucoup. Je pense que l'on devrait l'utiliser dès que possible (lorqu'une accélération importante n'est pas nécessaire). et qu'actuellement elle n'est encore peu utilisée car cette technologie semble trop nouvelle pour les entrepreneurs qui ne la considèrent pas encore au point

jeanmiy · 18/09/2006 - 11h51

Certes, Smart1 l'a fait, mais il ne me semble pas (je n'ai pas été vérifier) qu'elle se soit éjectée de l'orbite terrestre sur la seule propulsion de son moteur ionique, lequel l'a ensuite propulsée vers la lune, puis freinée, et fut utilisé pour les changements de trajectoires.

Je suis d'accord, le moteur ionique représente une belle solution d'avenir...

OKO · 19/09/2006 - 00h31

100 km est notoirement insuffisant pour augurer de plus de 2 ou 3 orbites avant un freinage atmosphérique suffisant pour induire une rentrée forcée a court terme.
Alors rester a cette altitude pendant des jours ou des semaines ... n'en parlons même pas.

L'Apogée d'une trajectoire initiale de mise en orbite doit être au minimum de 200km.

Aucun moteur ionique n'est donc utilisable avant que le périgé de l'orbite ne soit au moins a 200km de la surface.

Le moteur ionique n'est utilisable que pour les changements ou les transferts orbitaux.
En aucun cas dans les couches atmosphériques, même ténues.

De toute façon, il est clair et net que le SSTO est actuellement complètement hors de notre portée avec les moyens actuels.
Pour obtenir un SSTO, il faudra remplacer l'energie chimique actuelle par autre chose, car il faut actuellement ~70kg de carburant pour en mettre un seul en orbite.
Dans ce cas de figure, conserver la masse du ou des premiers étages, après leur vidage, constitue une totale hérésie en terme d'efficacité propulsive.

... et c'est pour ça que personne ne le fait

OKO · 19/09/2006 - 00h37

Envoyé par jeanmiy

Certes, Smart1 l'a fait, mais il ne me semble pas (je n'ai pas été vérifier) qu'elle se soit éjectée de l'orbite terrestre sur la seule propulsion de son moteur ionique, lequel l'a ensuite propulsée vers la lune, puis freinée, et fut utilisé pour les changements de trajectoires.

sisi
une fois en LEO, la sonde a uniquement utilisé son moteur ionique.
Pour le transfert lunaire, ceci a demandé de très nombreuses orbites, en augmentant légèrement l'apogée a chacune d'elle, jusqu'a atteindre l'altitude lunaire.
J'imagines que la circularisation autour de la Lune a du prendre aussi un temps certain, avec un faramineux nombre de tours.

unepierre · 19/09/2006 - 10h50

Il ne faut pas être aussi catégorique que ca. Déja, on a pour les fusées actuelles effectivement ce rapport de 70 pour 1, mais les formules de tsiokolvski nous donnent un rapport de 25 pour 1 pour un SSTO (avec LOX LH2). De plus, on a déja réalisé ce rapport masse totale/ masse à vide par exemple pour le prémier étage d'une fusée titan. On remarque que ce rapport décroit très vite puisque à 200km un rapport de 1 pour 10 suffit. Et puis le frottement de l'air n'est pas si important que ca avec une pression de 0.4 µbar à 100km (au pire on peut prendre un peu plus haut en altitude). Sur ce site, on voit un projet avec des contraintes encore plus fortes http://www.jpaerospace.com/ (bon c'est vrai, après calcul, on voit qu'il y a un truc qui ne va pas). Sinon il y a aussi ce projet: http://www.reactionengines.co.uk/ qui semble plus valable

OKO · 22/09/2006 - 15h12

fais un test avec ça =>

http://okofree.free.fr/O2k6US/Orbite...ssey_V1.01.rar

juste a decompresser, rien a installer.

tu pourras prendre l'engin spatial de ta convenance (il y a justement le programme intégral Gemini / Titan)

c'est une modélisation atmosphérique récente et vraiment pointue, le meilleur modèle public auquel il est possible d'acceder.
Tu vas voir combien de tours tu fais si tu orbites a 100 km ...

Je suis désolé, mais il faut être catégorique :
Un SSTO avec notre technologie de propulsion actuelle est une pure utopie.
Si aucun programme n'a jamais tenté d'en fabriquer un, c'est parce qu'il y a de bonnes raisons.
Il faudra trouver un type de propulsion beaucoup plus efficace avant de songer au SSTO.
C'est pas demain la veille ...

cordialement.