Navette spatiale: le projet ventout N°2

[ventout]

Le projet ventout 2

La masse satélisée par nos fusées ne correspond qu'à 2 ou 3% de la masse au décollage. Autrement dit, 97 à 98% sont perdus. Et c'est encore pire lorsqu'il s'agit d'atteindre la Lune ou Mars. C'est l'une des façons d'expliquer l'énorme coût de la satélisation. Actuellement, mettre un Kg en orbite coûte 6000$ (pour le moins cher sur le marché: un lanceur Russe) et en général coûte plutôt
10 000$ à 12 000$.
Aujourd'hui, je me pose la question de savoir s'il serait possible d'utiliser une propulsion électrique (il restera à préciser le principe de fonctionnement) et de fournir son énergie par... fil électrique et à partir du sol !
A partir d'une base située sur l'équateur ou à proximité, en altitude (6000m ou plus), comme au Pérou (sommet à 6788m) ou la Tanzanie (sommet à 5963m), la navette spatiale à propulsion électrique s'éléverait lentement en restant à la verticale de la base au sol et jusqu'à une altitude de 50 ou 60km où elle libérerait une fusée classique qui atteindrait l'orbite. Ensuite, toujours à la verticale de la base au sol, la navette redescendrait.
Pour ce qui est du fil, il est connu qu'il existe de bien meilleurs conducteurs que le cuivre, et aussi moins lourds. Si j'ai bonne mémoire, il s'agit d'alliages contenant environ 5 à 10% d'argent. Pour que le fil ne soit pas trop lourd pendant la phase d'ascension, le fil pourrait être muni de petits ballons sustentateurs, remplis d'H2, tous les 100m, par exemple.

Comment améliorer le concept ?
Des idées ?

ventout

[Faith]

De prime abord, je dirai que les moteurs électriques n'ont pas assez de puissance pour faire décoller une fusée...

[ventout]

On fait bien des petits hélicoptères radiocommandés avec des moteurs électriques et qui, en plus, emportent leur énergie... or on sait combien ça pèse lourd des batteries électriques. Il y a aussi, c'est d'actualité, de tout petits drônes de surveillance, électriques et silencieux pour les villes.
Mais pour ce qui est des moteurs électriques je pensais plutôt à des compresseurs qui alimentent des torches à plasma.

Cela dit, j'ai une amélioration: la redescente de la navette pourrait se faire en vol plané.
A+
ventout

[Lambda0]

Et un ballon, c'est pas plus simple, pour monter à 50km ?
Idée déjà proposée dans un autre fil.

[Kerviniou]

héhé...
si la 'fusée' ne fait plus que 2 à 3% (charge) + quelques autres % pour la propulsion (plus de réserve d'énergie), la 1ère réponse devient caduque
par contre, le problème du fil n'est sans doute pas des plus simples
@+

[ventout]

Le ballon pour porter un véhicule spatial, on le retrouve dans le projet d'une équipe qui concourait pour le X-price avant que scaled composites ne gagne le prix. Il s'agit du projet "De vinci", un nom comme celui-là. Et d'ailleurs il était prévu il y a quelques mois que le premier vol soit effectué ce mois-ci, en janvier 2005.
Mon idée de navette électrique, c'est très différent du ballon porteur et à cause des évolutions possibles et qui sont interdites au ballon.
Par exemple, ladite navette pourrait rester à volonté à l'aplomb de la base et servir comme base fixe d'émission d'énergie (énergie venant toujours du sol), énergie distribuée sous forme de rayonnement, lumière ou micro-ondes etc... pour un deuxième étage lui aussi à propulsion électrique mais capable de monter en orbite géostationnaire, par exemple.

ventout

[Faith]

Envoyé par ventout

Le ballon pour porter un véhicule spatial, on le retrouve dans le projet d'une équipe qui concourait pour le X-price avant que scaled composites ne gagne le prix. Il s'agit du projet "De vinci", un nom comme celui-là. Et d'ailleurs il était prévu il y a quelques mois que le premier vol soit effectué ce mois-ci, en janvier 2005.
Mon idée de navette électrique, c'est très différent du ballon porteur et à cause des évolutions possibles et qui sont interdites au ballon.
Par exemple, ladite navette pourrait rester à volonté à l'aplomb de la base et servir comme base fixe d'émission d'énergie (énergie venant toujours du sol), énergie distribuée sous forme de rayonnement, lumière ou micro-ondes etc... pour un deuxième étage lui aussi à propulsion électrique mais capable de monter en orbite géostationnaire, par exemple.

Je crois que tu es en train de plus ou moins réinventer l'ascenseur spatial...

[Lambda0]

Envoyé par ventout

Le ballon pour porter un véhicule spatial, on le retrouve dans le projet d'une équipe qui concourait pour le X-price avant que scaled composites ne gagne le prix. Il s'agit du projet "De vinci", un nom comme celui-là. Et d'ailleurs il était prévu il y a quelques mois que le premier vol soit effectué ce mois-ci, en janvier 2005.
Mon idée de navette électrique, c'est très différent du ballon porteur et à cause des évolutions possibles et qui sont interdites au ballon.
Par exemple, ladite navette pourrait rester à volonté à l'aplomb de la base et servir comme base fixe d'émission d'énergie (énergie venant toujours du sol), énergie distribuée sous forme de rayonnement, lumière ou micro-ondes etc... pour un deuxième étage lui aussi à propulsion électrique mais capable de monter en orbite géostationnaire, par exemple.

ventout

Je ne comprend toujours pas l'intérêt par rapport au ballon. On peut aussi monter ton dispositif d'émission sur le ballon et on ne gaspillera pas d'énergie pour la sustentation.

[ventout]

Réponse à lambda0,

Si l'on trace une ligne imaginaire entre un point fixe au sol et un point fixe en orbite géostationnaire, alors il apparaît que pour que la navette ou le ballon reste sur cette ligne, il faut que l'engin puisse avancer et d'autant plus vite qu'il est plus haut.
Il faut donc que l'engin soit maneuvrable. Cependant, en effet, il y aurait une version intermédiaire qui aurait les avnatages des deux idées (ballon et navette et avec peu de dépense énergétique): c'est le dirigeable, un ballon profilé pour avancer. Mais à haute altitude, la vitesse pour rester sur la ligne imaginaire me semble beaucoup trop importante pour un dirigeable. C'est pourquoi je pense plutôt à une "navette" qu'à un ballon.

[ventout]

j'ai dit une bêtise. tu as raison lambda0: l'atmosphère tourne avec la Terre même à haute altitude. Donc un dirigeable pourrait faire l'affaire.
ventout

[ventout]

Il faut quand même que l'engin puisse monter et redescendre...
il faut aussi qu'il puisse avancer contre des vents d'altitude (ou même au niveau du sol).
Donc, je suis ok pour un énorme "dirigeable" qui profiterait de l'énergie électrique pour pouvoir avancer à plus de 100km/h et qui pourrait stocker l'hydrogène dans des réservoirs selon l'altitude.
ventout

[Lambda0]

On oublie parfois qu'il ne suffit pas de monter pour se mettre en orbite. D'ailleurs, quelqu'un qui monterait le long d'un cable dont une extrémité est fixe en GEO et qui lacherait prise, mettons à 1000km, retomberait au sol comme une pierre.

On peut toujours monter un lanceur à 50km sur un ballon, mais il est toujours aussi coûteux d'acquérir la vitesse orbitale de 7800m/s. Même dans ce cas, la masse satellisée ne peut en aucun cas dépasser 15% de la masse initiale avec une propulsion chimique H2/O2. Et compte tenu du fait qu'il faut quand même tirer un peu vers le haut, on gagnerait tout au plus un facteur 2 par rapport à un tir depuis le sol (ce qui est déjà quand même pas mal).
Ca peut être intéressant, mais il ne faut pas attendre de miracles d'une telle méthode.

[uinet_propane]

Si vous voulez utilisé l'electricité comme moyen de propulsion, il faudrais mieux faire un canon electromagnetique qui lance des modules a propulsion ionique. Le canon les satellisent, et le propulseur ionique leur permet d'etre pilotable. En plus, vous proposé des site de lancement sur l'equateur et sur des montagne. On fore la montagne jusqu'a sa base (par rapport a la mer, pas par rapport au socle rocheux magmatique) et on y installe un canon electromagnetique. On peut meme imaginé une partie mobile vers le haut du canon pour orienté le tir (et beneficié de la rotation de la terre). Et on pourrait meme (mais ca risque d'etre dure) utilisé le canon comme site d'atterissage. Les module entre par la sortie du canon (faut visé), et plus le module plonge, plus il est ralenti par les champs magnetique pour finalement etre stoppé a la base du canon (et en plus, ca peut permettre de générer de l'energie quant un module plonge). En fait, il faudrais faire un train a sustentation magnetique, mais verticalement.

[ventout]

Cette réflexion naît du cconstat que si l'on doit porter l'énergie requise pour atteindre l'orbite alors ça coûte cher: 97 à 98% de perdu.
Donc, comment fournir l'énergie au véhicule depuis le sol ?
J'ai pensé à des fils électriques. Autrefois je pensais à un véhicule plat et léger qui recevrait par le dessus la lumière solaire + la lumière renvoyée par un mirroir en orbite
et aussi la lumière renvoyée par d'autres mirroirs et par en dessous. Je ne vois pas d'autres moyens que ces deux là (en plus de l'ascenseur spatial).

Ces deux moyens permettent peut-être de faire mieux que notre estimation actuelle et certainement trop rapide.

ventout

[Lambda0]

Ah là là, les lois de la mécanique sont cruelles...

Pour ce qui est de fournir l'énergie depuis le sol, j'ai vu je ne sais plus où une étude d'un système basé sur un laser.
Un laser de forte puissance, au sol, tire vers le vaisseau, il se crée un plasma et une onde de choc qui pousse le vaisseau vers le haut (tant qu'on est dans l'atmosphère bien sur).
Je crois qu'il y a même eu des tests réels.
Mais bon, étant donné le rendement de conversion d'énergie du laser, l'absorption atmosphérique, etc., ça doit quand même pas être fameux comme système. D'ailleurs, on n'en a plus entendu parler.

A+

[Lambda0]

Envoyé par uinet_propane

Si vous voulez utilisé l'electricité comme moyen de propulsion, il faudrais mieux faire un canon electromagnetique qui lance des modules a propulsion ionique. Le canon les satellisent, et le propulseur ionique leur permet d'etre pilotable.

A ma connaissance, aucun canon EM n'arrive à la vitesse de satellisation terrestre. Il s'en faut au moins d'un rapport 2.
Mais bon, y a de l'idée, un certain Jules Verne d'ailleurs...

[ventout]

Envoyé par Lambda0

Ah là là, les lois de la mécanique sont cruelles...

Pour ce qui est de fournir l'énergie depuis le sol, j'ai vu je ne sais plus où une étude d'un système basé sur un laser.
Un laser de forte puissance, au sol, tire vers le vaisseau, il se crée un plasma et une onde de choc qui pousse le vaisseau vers le haut (tant qu'on est dans l'atmosphère bien sur).
Je crois qu'il y a même eu des tests réels.
Mais bon, étant donné le rendement de conversion d'énergie du laser, l'absorption atmosphérique, etc., ça doit quand même pas être fameux comme système. D'ailleurs, on n'en a plus entendu parler.

A+

Mais je ne parle pas de lasers mais de miroirs pour réfléchir la lumière solaire !
C'est donc pas la question...
jusqu'à combien des photopiles pourraient résister ?
3000, 4000 ou 5000w par mètre carré ?

[Lambda0]

Envoyé par ventout

Mais je ne parle pas de lasers mais de miroirs pour réfléchir la lumière solaire !
C'est donc pas la question...
jusqu'à combien des photopiles pourraient résister ?
3000, 4000 ou 5000w par mètre carré ?

Je répondais à ton idée de fournir de l'énergie depuis le sol, quelle qu'en soit la forme.
Je ne vois pas du tout à quel système tu penses avec des panneaux solaires. Tu peux préciser et décrire l'ensemble du dispositif ?