Des hommes sur mars

[Sax Russel]

Pour Robert Zubrin la longueur du voyage n'est pas un problème pour autant qu'on étudie préalablement la rotation d'un habitat en orbite basse pour créer une gravité artificielle suffisante.

Bonjour,
Justement je me suis toujours demandé pourquoi ça n’a pas déjà été fait dans le cadre d’une station spatiale? D’autant plus qu’on ne serait pas obligé de faire nécessairement une grande roue, mais on pourrait commencer par des modules de masses égales aux 2 bouts d’un mât central.
Et puis si on veut tout de même profiter de la micro gravité on peut l’obtenir au niveau de l’axe de rotation, ou dans une station type mir ou iss qui orbite juste à côté...
Donc, je suppose qu’il y a de bonnes raisons pour que ça ne se soit pas fait, mais lesquelles?
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[Anathorn]

L'interêt de NERVA n'est pas dans la possibilité de raccourcir le temps de trajet mais d'envoyer une charge utile qui représente une plus grande fraction de la fusée, en profitant de sa meilleure Isp.
Gâcher du delta V uniquement pour gagner une poignée de semaines sur un voyage de 7 à 8 mois, ça n'a pas de sens.
On aura déjà une masse considérable a envoyer sur une telle mission, il faudra déjà une belle impulsion pour faire un HTO.
Ce ne sera pas évident et il faudra déjà un engin très conséquent a motoriser.
Depuis les débuts de la conquête martienne, je crois qu'il y a eu ~50 vols de sondes robotisées ou non.
Pas une seule n'a mis moins de 7 mois, même pas les plus basiques et légères, avec des CU de quelques dizaines de kg.
Alors c'est vrai qu'il est intéressant de réduire l'exposition aux rayons de l'équipage pendant le voyage, ainsi que la durée d'impesanteur, donc qu'il est intéressant de réduire la durée totale de transit.
Mais on a pas les moyens de faire ça, tout simplement, NERVA ou pas, le dV c'est précieux, on le gâche pas.
NERVA permettrait par exemple d'envoyer la mission en un seul package là où on aurait eu besoin de deux en chimique.
Mais la course a la réduction de durée de voyage, c'est pas du tout un enjeux a l'heure actuelle, dans l'optique d'envisager un voyage vers Mars.
5 mois ou 7 mois, ça change pas grand chose pour l'équipage, mais ça change beaucoup de choses en dV. Donc c'est pas rentable.

[invite0690f997]

C est pas du gachis si ca permet de raccourcir le temps d exposition aux radiations... Donc extremement utile. Y a les moteurs a fusion directe DFD qui sint en developpement et permettraient de faire gagner un mois a l aller et un mois au retour. C est enorme quand on sait que dans l espace l equipage est exposé a beaucoup plus de radiations qu a la surface de Mars ! Plus vite on peut les amener sur mars, plus ils seront en bonne santé.

Par ailleurs le fait de raccourcir le temps de vol ca veut aussi dire que l equipage va partir un mois plus tard et revenir un mois plus tot. Ce sont des etres humains, si ils peuvent retrouver leurs familles au bout de 22 mois plutot que 24, c est plus important que de pouvoir emmener quelques tonnes en plus. Si tu veux emmener plus de tonnes tu envoies une deuxieme fusee et puis c est tout

[Tawahi-Kiwi]

C est pas du gachis si ca permet de raccourcir le temps d exposition aux radiations... Donc extremement utile. Y a les moteurs a fusion directe DFD qui sint en developpement et permettraient de faire gagner un mois a l aller et un mois au retour. C est enorme quand on sait que dans l espace l equipage est exposé a beaucoup plus de radiations qu a la surface de Mars ! Plus vite on peut les amener sur mars, plus ils seront en bonne santé.

Par ailleurs le fait de raccourcir le temps de vol ca veut aussi dire que l equipage va partir un mois plus tard et revenir un mois plus tot. Ce sont des etres humains, si ils peuvent retrouver leurs familles au bout de 22 mois plutot que 24, c est plus important que de pouvoir emmener quelques tonnes en plus. Si tu veux emmener plus de tonnes tu envoies une deuxieme fusee et puis c est tout

Un peu simpliste comme raisonnement. Si tu utilises la meme duree pour rajouter un peu de charge utile sous forme d'un bouclier supplementaire protegeant mieux l'equipage de 25%, la raison d'aller plus vite ne tient plus la route (et ce n'est qu'un petit aspect du probleme).

Personellement, j'ai toujours lu et compris l'interet du projet NERVA pour son augmentation de charge utile et le all-in-one, et jamais un question de vitesse.

T-K

[Geb]

Bonsoir,

Personellement, j'ai toujours lu et compris l'interet du projet NERVA pour son augmentation de charge utile et le all-in-one, et jamais un question de vitesse.

En tout cas, lorsqu'on lit les rares publication d'époque disponibles concernant NERVA, aussi bien des années 1960 que des années 1970, on remarque que le transit Terre-Mars classique ("chimique" ; 450 à 460 secondes d'Isp dans les simulations) prend 8 à 9 mois et le transit nucléothermique "annoncé" (de type NERVA ; 800 à 825 secondes d'Isp dans les simulations) prend 5 à 6 mois. C'est quand même une réduction substantielle, non ?

Cordialement.

[Anathorn]

En tout cas, lorsqu'on lit les rares publication d'époque disponibles concernant NERVA, aussi bien des années 1960 que des années 1970, on remarque que le transit Terre-Mars classique ("chimique" ; 450 à 460 secondes d'Isp dans les simulations) prend 8 à 9 mois et le transit nucléothermique "annoncé" (de type NERVA ; 800 à 825 secondes d'Isp dans les simulations) prend 5 à 6 mois. C'est quand même une réduction substantielle, non ?

attention, ceci est une comparaison qui suppose qu'on va injecter PLUS de dV que necessaire !
le raisonnement est le suivant : puisqu'on a une meilleure Isp, alors on va considérer qu'on utilise la même masse d'ergols dans les deux cas.
Ce qui est évidemment une absurdité : on se retrouve alors avec les même contraintes de rapport de masse entre la fusée et la CU.
Donc aucun gain en CU globale : la meilleure Isp n'aura servi qu'a se rendre sur place plus vite dans des conditions aussi difficiles qu'avec du chimique (ou la CU représente une toute petite partie de la masse de la fusée).
C'est absurde de faire un tel gachis pour gagner ~15% de temps de trajet, alors qu'on pourrait surtout augmenter d'autant la CU avec la même fusée, donc construire une fusée d'une bien meilleure "productivité".
Sachant de plus que ce faible raccourcissement du trajet n'implique pas de pouvoir se passer d'une protection électromagnétique pour l'équipage.
L’intérêt de la propulsion nucléaire est bien dans la possibilité d'envoyer plus de CU avec la même masse de fusée au sol par rapport a du chimique.

et l'Isp chimique classique, c'est 434s (Vulcain Ariane 5) pour le LOX/LH2, or ce combo ne peut pas être utilisé sur des vols longue durée : l'hydrogène fuit.
Pour Apollo par exemple, il n'était utilisé que pour le deuxième et troisième étage, donc pendant ~3heures (le TLI vers la lune en faisant partie).
Starship prévoit du méthane, avec une Isp de ~300 sec.
Mais n'oublions pas que la propulsion nucléaire implique d'avoir une masse de motorisation bien plus conséquente qu'une propulsion chimique ce qui modère singulièrement ses performances comparatives.
Et surtout ce qui ne lui donne vraiment l'avantage qu'en considérant des fusées d'une masse certaine.

[Geb]

C'est absurde de faire un tel gachis pour gagner ~15% de temps de trajet, alors qu'on pourrait surtout augmenter d'autant la CU avec la même fusée, donc construire une fusée d'une bien meilleure "productivité".

Il me semble que, dans les rapports NERVA prospectifs des années 1960, les comparaisons partaient du principe que, peu ou prou, une même charge utile maximale serait transportée (contrairement à ce que vous dites), parce que le premier homme sur Mars était prévu pour 1986 et que poser intacte une charge utile importante à la surface de Mars était perçu comme un défi technologique majeur.

En outre, j'ai souvenance que dans les publications plus récentes (>2016) qui essayent de ressusciter le programme NERVA, on mentionne une Isp maximale pour le nucléothermique de 900 à 1000 s là où les études NERVA d'origine avait démontré 825 secondes au niveau de la mer.

et l'Isp chimique classique, c'est 434s (Vulcain Ariane 5) pour le LOX/LH2, or ce combo ne peut pas être utilisé sur des vols longue durée : l'hydrogène fuit.

C'est bien entre 450 et 460 secondes d'impulsion spécifique qui est utilisé en comparaison dans la plupart des rapports (voir par exemple Klein, 1971 ou Schwenk, 1972).

Cordialement.

[Anathorn]

Il faut distinguer les théories des réalisations pratiques.
Ariane 6 avec son moteur Vulcain LOX/LH2, c'est pil poil 434s, c'est pas 450 a 460s.
Mais le Vulcain n'est pas un moteur théorique sur papier.
Et c'est pourtant un moteur cryogénique des plus performants.

Il me semble que, dans les rapports NERVA prospectifs des années 1960, les comparaisons partaient du principe que, peu ou prou, une même charge utile maximale serait transportée (contrairement à ce que vous dites)

le beurre et l'argent du beurre ? et la crémière ?
"Document prospectif des années 60" ça résume assez bien le crédit qu'on peut y apporter aujourd'hui.
Soit on gagne du temps de trajet grâce a la meilleure Isp en poussant plus longtemps que nécessaire (donc en obtenant une vitesse supérieure a celle nécessaire a un strict HTO et en étant obligé de freiner bien plus fort a l'arrivée que pour un HTO classique).
Soit on gagne de la CU en tirant jusque ce qu'il faut pour faire un HTO et on gagne en ration CU/Masse totale.
J'ai expliqué au dessus pourquoi la solution 1 est un gachis
Mais envisager 1 ET 2 en même temps, c'est juste complètement exagéré...
N'oublions pas non plus, comme je le rappelle au dessus, que la motorisation nucléaire est plus massive que la motorisation chimique.
Nettement plus massive... il faut un réacteur nucléaire pour chaque étage de la fusée...
C'est évidemment une cause importante de l'abandon de ce projet, en plus des menaces environnementales qui obligent a récupérer de manière sécurisée le premier étage intact si ce n'est pas un SSTO.
Quant a imaginer un SSTM (M comme Mars) à base de NERVA, là on entre dans la pure science fiction.

[Geb]

Bonjour,

Il faut distinguer les théories des réalisations pratiques.
Ariane 6 avec son moteur Vulcain LOX/LH2, c'est pil poil 434s, c'est pas 450 a 460s.
Mais le Vulcain n'est pas un moteur théorique sur papier.
Et c'est pourtant un moteur cryogénique des plus performants.

Je suis d'accord, le Vulcain est très performants. Mais dans l'article Wikipépia (en anglais) intitulé "Comparison of orbital rocket engines" tu as plusieurs moteurs cryogéniques qui sont mentionnés comme étant encore plus performants que le Vulcain en terme d'impulsion spécifique. Le RD-0146D russo-américain qui propulse le dernier étage haute performance (le KVTK) de la fusée Angara-A5 aurait même une vitesse d'éjection effective dans le vide de 4690 m/s (soit 470 secondes d'impulsion spécifique, comme annoncé sur le site du constructeur).

le beurre et l'argent du beurre ? et la crémière ?
"Document prospectif des années 60" ça résume assez bien le crédit qu'on peut y apporter aujourd'hui.
Soit on gagne du temps de trajet grâce a la meilleure Isp en poussant plus longtemps que nécessaire (donc en obtenant une vitesse supérieure a celle nécessaire a un strict HTO et en étant obligé de freiner bien plus fort a l'arrivée que pour un HTO classique).
Soit on gagne de la CU en tirant jusque ce qu'il faut pour faire un HTO et on gagne en ration CU/Masse totale.
J'ai expliqué au dessus pourquoi la solution 1 est un gachis
Mais envisager 1 ET 2 en même temps, c'est juste complètement exagéré...

En tout cas, les réticences à augmenter à tout va la charge utile, ça me paraît cohérent avec une interview de Robert M. Manning, du Jet Propulsion Laboratory, qui relatait la difficulté de poser des charges utiles importantes et, a fortiori, des humains à la surface de Mars :

- The Mars Landing Approach: Getting Large Payloads to the Surface of the Red Planet (17 juillet 2007)

L'interview est probablement elle-même basée sur cette publication :

- Mars Exploration Entry, Descent and Landing Challenges (Braun & Manning, 2006)

N'oublions pas non plus, comme je le rappelle au dessus, que la motorisation nucléaire est plus massive que la motorisation chimique.
Nettement plus massive... il faut un réacteur nucléaire pour chaque étage de la fusée...

J'ai peur de ne pas vraiment comprendre ce que tu veux dire. A ma connaissance, il y a bien eut des projets de mettre un moteur nucléothermique dans le dernier étage d'une fusée Saturn 5 (projet Saturn C-5N), mais pour le voyage habité vers Mars, il n'était pas question de cela. Le moteur nucléothermique devait être démarré en orbite terrestre, probablement au-delà de la limite de sûreté nucléaire (entre 800 et 1000 km d'altitude selon les études).

C'est évidemment une cause importante de l'abandon de ce projet, en plus des menaces environnementales qui obligent a récupérer de manière sécurisée le premier étage intact si ce n'est pas un SSTO.

A ma connaisance, le projet a surtout été abandonné en même temps que l'idée d'un voyage habité vers Mars. Le principal usage de ce type de moteur tombait à l'eau.

Quant a imaginer un SSTM (M comme Mars) à base de NERVA, là on entre dans la pure science fiction.

On est d'accord. C'est n'importe quoi et ça m'étonnerait que la NASA l'ait envisagé un jour, même avec ses moteurs nucléothermiques plus ou moins fonctionnels à l'époque NERVA.

Cordialement.

[Sax Russel]

Bonjour,
Quand on a ce genre de discussion, on raisonne toujours en terme de budget: tant Md de $, etc... Et certains s’étonnent que l’on ait pu débloquer des crédits beaucoup plus importants pour d’autres choses. Mais en fait la question n’est pas là: les ressources en compétences humaines pour telle ou telle activité doivent exister, et c’est leur abondance (au détriments éventuel d’autres activités) qu’il faut considérer.
Il n’y a actuellement pas assez de gens compétents en astronautique pour réaliser tous les projets qu’on pourrait imaginer en même temps. Même si on décidait de financer sans limites, ça n’aurait aucun sens, car cette masse d’argent ne correspondrait pas à des capacités de travail effectifs.
Il faudrait donc des décennies de formation pour disposer de toutes les compétences nécessaires, et de surcroît sans que ce soit préjudiciable à d’autres secteurs essentiels comme la médecine, l’agronomie, etc... et que cela soit le,fait du secteur public ou du secteur privé.

[Geb]

Il faudrait donc des décennies de formation pour disposer de toutes les compétences nécessaires, et de surcroît sans que ce soit préjudiciable à d’autres secteurs essentiels comme la médecine, l’agronomie, etc... et que cela soit le,fait du secteur public ou du secteur privé.

J'avoue que j'ai un peu de mal à comprendre ton point de vue...

Es-tu en train de suggérer que s'il y avait plus d'ingénieurs en astronautique (grosse fusée), d'ingénieurs motoristes en aérospatiale (gros moteurs) et en génie nucléaire (NERVA bis), ça serait préjudiciable à la médecine et à l'agronomie ?

Franchement, je n'ai aucune idée précise de l'état du secteur spatial aux Etats-Unis actuellement, surtout avec l'influence grandissante du secteur privé. Cela dit, à l'époque du lancement du programme Constellation par George Bush fils en 2004, il me semble que des analystes proclamaient déjà, sans se cacher, ledit programme sans lendemain, tout en admettant qu'il était absolument essentiel pour préserver les compétences des ingénieurs, dans un domaine stratégique "à double usage" (militaire avec les missiles ballistiques et/ou civil avec les lanceurs orbitaux).

Donc, je ne sais pas quelle est la situation aujourd'hui, mais il y a une quinzaine d'années, il me semble que certains disaient que depuis la fin du programme Apollo, le secteur spatial américain avait toujours été, d'une certaine manière, "surdimensionné" en ressources humaines, mais que des grands programmes, parfois sans lendemain (accompagnés de grosses rentrées d'argent public) continuaient à "irriguer" le secteur pour préserver ces emplois stratégiques et hautement qualifiés.

Donc, basé sur cela (ce qui est quand même très maigre, je le concède), qui concerne la seule situation aux Etats-Unis (là où les ambitions d'exploration habité seraient de toute façon les plus crédibles), je ne pense pas qu'on puisse dire que les ressources humaines, plus que le budget, serait le facteur limitant pour un retour des humains sur la Lune, un voyage habité vers Mars, vers un astéroïde géocroiseur, etc.

Cordialement.

[Sax Russel]

Je veux dire qu'au vu des compétences actuelles, tout programme qui devient trop vaste trop vite va siphonner les compétences, utiles par ailleurs.

[Anathorn]

Je suis d'accord, le Vulcain est très performants. Mais dans l'article Wikipépia (en anglais) intitulé "Comparison of orbital rocket engines" tu as plusieurs moteurs cryogéniques qui sont mentionnés comme étant encore plus performants que le Vulcain en terme d'impulsion spécifique.

Oui en fait je réalise que le vulcain est mis a feu a partir du sol.
Donc tuyère atmosphérique/vide, optimisée ni pour l'une ni pour l'autre, mais en compromission.
Donc Isp pas optimale par définition, à aucun régime.
Et Vulcain très performant en terme d'optimisation de l'Isp selon la plage d'utilisation.

[Geb]

Bonjour,

Je n'avais pas remarqué, mais le 20 mars 2019, la célèbre DARPA avait demandé 10 millions de dollars au département américain de la défense pour réfléchir sur un moteur nucléothermique. A l'époque, le programme était baptisé "Reactor On A Rocket" (ROAR) :

- DARPA Defense-Wide Justification Book Volume 1: Research, Development, Test & Evaluation, Defense-Wide (voir page 203 du PDF)

The Reactor On A Rocket (ROAR) program will develop and demonstrate a High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU) nuclear thermal propulsion (NTP) system. The capability afforded by NTP will expand the operating presence of the U.S. in space to the cislunar volume and enhance domestic operations to a new high-ground, which is in danger of being defined by the adversary. The program will initially develop the use of additive manufacturing (AM) approaches to print NTP fuel elements. In addition, the program will investigate on-orbit assembly techniques to safely assemble the individual core element subassemblies into a full demonstration system configuration, and will perform a technology demonstration.

La demande a non seulement été acceptée, mais le programme est de mieux en mieux financé, aujourd'hui sous le nom de DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations). Vendredi 29 septembre 2020, l'entreprise Gryphon Technologies a reçu 14 millions de dollars pour soutenir le programme de développement du réacteur :

- Gryphon Technologies Wins $14M DARPA Task Order to Support Demonstration and Development of the High-Assay Low Enriched Uranium Nuclear Thermal Propulsion System

Cordialement.

[philomaxxx]

Bonjour tout le monde,

Question timing l'actuel starship en développement effectuera son premier vol spatial inhabité vers Mars probablement dans quatre ans d'après les déclarations d'Élon Musk, si tout se passe bien on pourrait avoir le premier homme sur Mars aux environs de 2028 ce qui est conforme au timing proposé par Zubrin.

Bien cordialement

[invite0690f997]

Bonjour Philomaxx, désolé mais Elon Musk a toujours avoué etre extremement positif sur les calendriers et les previsions, l'annonce des dates c'est que de la com. Si on l'avait écouté y a cinq six ans il annoncait avoir atteint l'orbite lunaire avec son starship cette année... on en est bien loin. Pour l'instant SpaceX charbonne a fond pour son starship lunaire.

l faut bien comprendre que SpaceX ne se finance pas tout seul. Ils dépendent enormement des programmes de la NASA qui est un gros client pour eux. Donc jusqu'a 2024 au moins SpaceX va se concentrer sur la Lune. On peut esperer les premiers voyages vers la planete Mars seulement plus tard, en 2028 le temps qu'ils developpent leur vaisseau, mais non habités.

La technologie pour aller vers Mars n'est pas encore prete, des voyageurs vers Mars reviendraient avec une santé exécrable. Ce n'est pas SpaceX qui va inventer tous les systemes de survie et les medicaments qui permettront a un equipage de revenir sur Terre a peu pres en bon état.

Je n'imagine donc pas un voyage habité vers Mars avant 2035 si tout se deroule bien.




Et oui Geb les moteurs nucléaires sont en développement comme je me tue a le dire ^^ Je ne pense pas qu'il y ait de voyage vers Mars réalisé par la NASA tant qu'on aura pas de vaisseau équipé de ce genre de propulsion

[Geb]

Bonsoir,

Et oui Geb les moteurs nucléaires sont en développement comme je me tue a le dire ^^

Tu ne t'étais pas vraiment "tué à dire" que des moteurs nucléaires étaient en devéloppement. Ce que tu avais dit c'était :

Des moteurs a fission et fusion nucléaire devraient apparaitre en 2028 ou 2030 pour raccourcir les voyages spatiaux. Je ne pense pas qu'on aura le temps d'utiliser cette technologie dés 2033. Toutefois en 2050 on aura sans doute beaucoup plus de facilité pour voyager avec cette technologie. Je pense donc que ce sera plutot 2050, en tous cas ce serait plus logique et plus facile.

Donc, tu avais parlé de moteurs à fission ET à fusion nucléaire. C'était ta mention de prétendus "moteurs à fusion nucléaire" qui m'avait laissé assez perplexe (et je n'étais probablement pas le seul). Dans le lien que tu avais donné pour preuve :

https://www.google.com/amp/s/www.fut...ctualite/1587/

On ne mentionne que les moteurs nucléothermiques (à fission) de type NERVA. Or, j'avais déjà évoqué les projets de réssusciter le programme NERVA dans d'autres discussions en août 2019 (ici le 11 août et là le 14 août).

Cordialement.

[Geb]

Bonjour,

Y a les moteurs a fusion directe DFD qui sint en developpement et permettraient de faire gagner un mois a l aller et un mois au retour.

Bon, je ne sais pas d'où Okabe sortait l'info comme quoi ils pourraient "faire gagner un mois à l'aller et un mois au retour" (surtout que ça me semblerait déjà largement accompli avec des moteurs à fission de type NERVA par rapport au 8 ou 9 mois du chimique classique), mais je crois avoir enfin compris d'où il a pu sortir ces "moteurs à fusion directe".

Il s'agirait de moteurs développés par Samuel A. Cohen et ses collègues du laboratoire de physique des plasmas de l'Université de Princeton. Il discute de la possibilité de ce type de moteur qualifiés pour l'environnement spatial depuis 2013 au moins. Pour les applications spatiales, Samuel Cohen et ses collègues utilisent un réacteur à confinement magnétique de type "configuration à inversion de champ" ("field-reversed configuration" ou FRC), sur le modèle du Princeton field-reversed configuration (PFRC) sur lequel ils ont travaillé à Princeton depuis 2008 (voir par exemple Myers et al., 2012). C'est donc un concept différent du tokamak ou du confinement par laser, et qui utiliserait non pas le couple classique deutérium-tritium, mais le couple deutérium-hélium 3.

Pour la plupart, ce sont juste de simulations informatiques sur les performances attendues, sous la forme, non pas de publications scientifiques révisées par les pairs, mais plutôt des papiers présentés à des conférences :

1) Un moteur de 5,6 MW d'énergie de fusion (dont 2,8 MW passe effectivement dans la propulsion) présenté en octobre 2013 à l'occasion de la 33^e Conférence internationale sur la propulsion électrique auquel on confierait la mission de dévier de la trajectoire de la Terre, et ce, en moins d'un an, un astéroïde géocroiseur de la moitié de la taille d'Apophis, soit un astéroïde fictif de 160 m de long pour ~3,4 milliards de tonnes :

- Direct Fusion Drive Rocket for Asteroid Deflection (Mueller et al., 2013)

2) Un moteur de 1 MW, soit 2,14 MW d'énergie de fusion dont 1,13 MW passe effectivement dans la propulsion (avec 5750 s d'impulsion spécifique), auquel on confierait la mission de mettre le James Webb Space Telescope (6200 kg) au point de Lagrange L2 au départ d'une orbite similaire à celle du réseau GPS américain :

- A direct fusion drive for rocket propulsion (Razin et al., 2014)

3) Un moteur de 11,5 MW d'énergie de fusion (dont 4,2 MW passe effectivement dans la propulsion), auquel on confierait la mission d'un aller-retour habité Terre-Mars en 310 jours en tout, avec 30 jours en orbite martienne (sans envoi d'une équipe au sol), avec un départ "dans les années 2030" (2033 j'imagine), présenté au Congrès international d'astronautique en octobre 2014 :

- Direct Fusion Drive for a Human Mars Orbital Mission (Paluszek et al., 2014)

4) Un moteur de 5,2 MW d'énergie de fusion dont 2,1 MW passe dans la propulsion auquel on confierait la mission de Europe, le satellite de Jupiter, en moins d'un an (impulsion spécifique de 30.000 secondes), avec une tonne de charge utile embarquée (a priori des instruments scientifiques), présenté au Congrès international d'astronautique en octobre 2015 :

- Reducing Neutron Emission from Small Fusion Rocket Engines (Cohen et al., 2015)

5) Un vaisseau spatial inhabité équipé de ce moteur, avec une vitesse d'éjection du propulsif de 200 km/s et 50 tonnes au départ de l'orbite terrestre, auquel on confierait la mission de transporter une Tsar Bomba (27 tonnes, équivalent à 52 mégatonnes de TNT) à 4,9 UA de la Terre (distance que le vaisseau spatial atteindrait en ~93 jours) pour dévier une petite comète de 1 km de diamètre qui fonce à 25 km/s à cette distance de la Terre (les caractéristiques orbitales de la comète C/2013 A1 "Siding Spring" dont certains astronomes ont pensé qu'elle allait impacter Mars en octobre 2014).

- A New Vision for Fusion Energy Research: Fusion Rocket Engines for Planetary Defense (Wurden et al., 2016)

6) Un moteur de 2,13 MW d'énergie de fusion dont l'objectif est la mise en orbite d'une sonde autour de Pluton en 4 ans (avec une Isp de 12.554 secondes), en emportant 1 tonne de charge utile (dont un rover).

- Fusion-Enabled Pluto Orbiter and Lander (Thomas et al., 2017)

7) Le résumé d'une présentation sur la possibilité d'utiliser ce dispositif pour une mission au-delà de la ligne focale solaire (> 550 UA), voire une véritable mission interstellaire. Cette présentation a été effectuée à l'occasion d'un atelier sur le voyage interstellaire organisé par l'Institut pour les études interstellaires en juin 2017 :

- Direct Fusion Drive for Interstellar Exploration (Cohen et al., 2017)

8) Une analyse plus générale d'un moteur de 990 kW d'énergie de fusion, avec quelques détails sur les cycles thermodynamiques envisageables pour les échangeurs de chaleur (comparaison entre un réfigérant "classique" xénon-hélium contre du dioxyde de carbone à l'état supercritique) entre le réacteur thermonucléaire et la partie propulseur proprement dite :

- Space Nuclear Power Systems - Direct Fusion Drive (Paluszek et al., 2018)

9) Enfin, un brouillon de publication contenant d'autres détails sur les paramètres physiques simulés pour un moteur de 2,13 MW d'énergie de fusion, paramètres basés sur les expériences sur PRFC-2 et le concept pour PRFC-3, en particulier l'estimation plus précise de la poussée potentiellement obtenue :

- Nuclear and Future Flight Propulsion - Modeling the Thrust of the Direct Fusion Drive (Thomas et al., 2018)

Samuel Cohen est également l'auteur de plusieurs brevets concernant la propulsion nucléaire pour le spatial (j'en compte 7 sur Google Patents). Certains de ces brevets ont même été récompensé par le Thomas Edison Patent Award for Emerging Technology en 2020 :

- PPPL physicist receives Edison Award for fusion-powered rocket propulsion

Donc, pour revenir sur les propos de Okabe (voir message #33), certes, il y a bien ce projet de Direct Fusion Drive de Samuel Cohen et ses collaborateurs à l'Université de Princeton. J'avoue que c'était nouveau pour moi. Mais je ne vois pas poindre un prototype en orbite basse avant 40 ans. Les projets de type NERVA sont tout de même plus proches de la réalisation (disons, dans les 10 ans qui viennent). En ce qui concerne les applications spatiales, on a davantage l'impression d'un récit de science-fiction (un peu comme les études de Robert Bussard du même tonneau publiés dans les années 1990 sur le Polywell). J'adore ce genre de publications parce qu'elles me font rêver, et qu'on a bien besoin de rêver parfois (surtout en ce moment), mais il faut bien admettre qu'en terme de réalisation concrète de ce qui est présenté (par exemple poser un rover sur Pluton seulement 4 ans après un départ de l'orbite terrestre), on est très loin du compte.

Cordialement.

[cancerman]

C est pas du gachis si ca permet de raccourcir le temps d exposition aux radiations... Donc extremement utile. Y a les moteurs a fusion directe DFD qui sint en developpement et permettraient de faire gagner un mois a l aller et un mois au retour. C est enorme quand on sait que dans l espace l equipage est exposé a beaucoup plus de radiations qu a la surface de Mars ! Plus vite on peut les amener sur mars, plus ils seront en bonne santé.

Par ailleurs le fait de raccourcir le temps de vol ca veut aussi dire que l equipage va partir un mois plus tard et revenir un mois plus tot. Ce sont des etres humains, si ils peuvent retrouver leurs familles au bout de 22 mois plutot que 24, c est plus important que de pouvoir emmener quelques tonnes en plus. Si tu veux emmener plus de tonnes tu envoies une deuxieme fusee et puis c est tout

On parle d'un gain de trajet de 20 % faut pas abuser non plus Mars c'est pas les lunes de Jupiter, on peut se passer du nucléaire pour y aller. ! Cela coutera moins cher qu'un réacteur nucléaire à développer.
Sans parler du fait qu'un accident est possible, vous imaginez le délire - une fuite thermique du réacteur entre Mars et la Terre, l'agonie de l'équipage irradié diffusé sur les réseaux sociaux !

Le gilet de radioprotection testé par l'astronaute Paolo Nespoli est un parfait exemple , il y'a aussi des travaux sur l'utilisation d'une mini - magnétosphère de quelques teslas dans l'habitat ou encore l'utilisation de matériaux antiradiations, de médicaments etc..


le temps qu'on développe votre super réacteur nucléaire que l'opinion publique manifeste contre le nucléaire dans l'espace , les américains les chinois ils auront déjà envoyé des bonhommes sur Mars depuis longtemps.

a+

[Geb]

Bonsoir,

Il faudrait distinguer les moteurs nucléaires "classiques" à fission (nucléothermiques, de type NERVA, ou nucléoélectriques) et le projet de propulseur à fusion qu'Okabe avait évoqué (le Direct Fusion Drive), bien que d'une manière assez cryptique.

On parle d'un gain de trajet de 20 % faut pas abuser non plus [...]

Pour les moteurs à fusion DFD d'Okabe, quand on reprend les présentations à des conférences (comme celle-ci en 2013), on a un total de ~308 jours de trajet aller-retour avec le DFD, contre ~975 jours de trajet aller-retour avec le chimique (soit 10 mois avec un propulseur à fusion très hypothétique contre 32 mois avec le chimique "classique"). Cela dit, je le répète, ce n'est qu'une étude papier pour l'instant.

[...] Mars c'est pas les lunes de Jupiter, on peut se passer du nucléaire pour y aller !

C'est vrai, on pourrait fort bien y aller avec des fusées classiques "chimiques". A une époque, Robert Zubrin le criait haut et fort à qui voulait bien l'entendre. Et il avait d'ailleurs beaucoup critiqué Obama lorsqu'il sous-entendait qu'il fallait attendre des moteurs de nouvelle génération pour aller sur Mars (comme le VASIMR, que Zubrin qualifie de "hoax"). Cela dit, dès les premières mentions d'un projet de voyage habité vers Mars à la NASA, on a pensé directement au nucléaire avec NERVA.

Cela coutera moins cher qu'un réacteur nucléaire à développer.

Un propulseur nucléothermique à fission de type NERVA ne me paraît pas une somme impossible à mettre sur la table étant donné les avantages attendus (surtout que la NASA a déjà mené un programme de développement pour un dispositif identique). En ce qui concerne le réacteur à fusion DFD, et le fait qu'il fonctionne avec de l'hélium-3, c'est plus hypothétique, à tel point qu'on a probablement aucune idée du coût qui devrait être consenti en cas de développement.

Sans parler du fait qu'un accident est possible, vous imaginez le délire - une fuite thermique du réacteur entre Mars et la Terre, l'agonie de l'équipage irradié diffusé sur les réseaux sociaux !

On a déjà envisagé (et on envisage toujours) l'usage des propulseurs nucléothermiques de type NERVA. Et Roscosmos travaille en ce moment même sur un générateur de puissance intermédiaire (3,5 MW thermique pour 1 MW électrique), qui ne serait pas suffisamment puissant pour un voyage habité vers Mars, mais qui reste bien plus puissant que tout ce qui a été mis en orbite jusqu'ici.

Le gilet de radioprotection testé par l'astronaute Paolo Nespoli est un parfait exemple , il y'a aussi des travaux sur l'utilisation d'une mini - magnétosphère de quelques teslas dans l'habitat ou encore l'utilisation de matériaux antiradiations, de médicaments etc.

A noter qu'une mini-magnétosphère nécessiterait sans doute un petit moteur nucléaire pour être produite.

le temps qu'on développe votre super réacteur nucléaire que l'opinion publique manifeste contre le nucléaire dans l'espace, les américains les chinois ils auront déjà envoyé des bonhommes sur Mars depuis longtemps.

Si c'est un réacteur à fission de type NERVA, il y aura peut-être des "manifestations" comme tu dis. Mais si on fait un peu de pédagogie, la radiotoxicité en cas de retombées est infiniment plus dangereuse avec le Pu-238 des petites sondes à radioisotopes qu'avec un réacteur nucléaire à l'U-235 dans un réacteur de type NERVA.

Par contre, si c'est le DFD, un réacteur à fusion (qui n'en est encore qu'à l'étude papier et on peut être sceptique sur ses chances de voir le jour en l'état), alors ça ne devrait pas être un problème d'opinion publique.

Cordialement.

[cancerman]

J'entends bien les arguments mais on parle d'une planète relativement proche et d'un challenge politique c'est pas un problème de technologie pour s'y rendre.

La République de Chine va bientôt atteindre Mars avec un orbiteur et un rover équipé de panneaux solaires, il n'utilisera pas de source nucléaire.

Si la Chine a une telle facilité d'atteindre Mars sans apport du nucléaire c'est inquiétant.

[Geb]

J'entends bien les arguments mais on parle d'une planète relativement proche et d'un challenge politique c'est pas un problème de technologie pour s'y rendre.

Je suis d'accord. De ce point de vue je me range plutôt du côté de Zubrin. On pourrait fort bien réaliser une mission habité vers Mars avec du chimique. En même temps, j'avoue que des propulseurs nucléothermiques seraient peut-être une grande avancée pour augmenter les capacités de missions non-habitées ultérieures et pas seulement vers Mars.

La République de Chine va bientôt atteindre Mars avec un orbiteur et un rover équipé de panneaux solaires, il n'utilisera pas de source nucléaire.

Moi je ne souhaite que du succès aux Chinois. Un rover de plus à la surface (fin mai ou début juin, si tout va bien) ce ne serait pas de trop. En outre, il me tarde de comparer la communication de l'agence spatiale nationale chinoise et de la NASA. Toute la communication de la NASA est centrée autour de la possibilité d'une vie ailleurs (dans le passé, voir encore aujourd'hui). Je me demande si la communication chinoise sera plus honnête et objective.

Si la Chine a une telle facilité d'atteindre Mars sans apport du nucléaire c'est inquiétant.

Pourquoi inquiétant ? Pour ce qui est des orbiteurs automatiques y compris Tianwen-1, on a jamais eu besoin de propulsion nucléaire. Et que je sache les rovers Spirit, Opportunity et Curiosity n'avaient même pas de générateur à radio-isotope et Perseverance sera le premier rover martien à en embarquer un, non ?

Cordialement.

[SK69202]

Curiosity a un générateur à radio-isotope, trop de besoin pour la taille possible des panneaux sujet aux salissures des tempêtes.

[Tawahi-Kiwi]

Curiosity a un générateur à radio-isotope, trop de besoin pour la taille possible des panneaux sujet aux salissures des tempêtes.

Oui, miser entierement sur les cleaning events qui sont toujours mal compris, c'est un peu beaucoup. Mais de toute maniere, comme tu le dis, les besoins energetiques de Curiosity et Perseverance ne sont pas vraiment compatibles avec des panneaux solaires, il faut passer par un RTG.

A noter que les sondes Viking avaient deja des RTG a bord des atterisseurs.
https://en.wikipedia.org/wiki/Viking_program#Power_2

T-K

[antek]

La République de Chine . . .

Pardon pour le grain de sel, mais si on veut être complet autant l'être complètement !
République Populaire de Chine

[cancerman]

Justement ce qui est intéressant c'est que les panneaux solaires de l'astromobile chinois peuvent s'incliner! si les panneaux solaires s'inclinent alors automatiquement par gravité la poussière retombe. les chinois n'ont pas choisis le site par hasard , (un site comportant une quantité de poussière réduite ).

Même elon musk qui est assez .. imaginatif ne parle pas du nucléaire il vise plutôt l'économie sur la réutilisation de son starship.

pour ma part je pense que la solution de l'énergie sur Mars passe par le solaire thermique qui est très bon marché.

Pour presque rien ( comparé à une centrale nucléaire ) on pourrait assembler une "mini" centrale solaire thermodynamique et alimenter une petite base de 3 personnes en électricité.

1 facile à assembler et mettre en œuvre
2 économie de fabrication
3 poids limité ( c'est de l'aluminium )

a+

[f6bes]

[QUOTE=cancerman;6749044]Justement ce qui est intéressant c'est que les panneaux solaires de l'astromobile chinois peuvent s'incliner! si les panneaux solaires s'inclinent alors automatiquement par gravité la poussière retombe.
E]
Bjr à toi,
Ce qui va manquer, c'est un petit orage d'eau....pour le nettoyage !!
Meme inclinés les panneaux terrestres ne se nettoient pas qu'avec la gravité.
Bonne journée

[cancerman]

c'est vrai ! après je pense que ils sont pas inclinés spécialement pour la poussière mais pour optimiser l'ensoleillement.

en haute montagne ils utilisent des panneaux solaires en façade pour contrer la neige, les panneaux ne sont jamais recouverts, c'est une option intéressante également, l'orientation est plus importante que son inclinaison pour la production.