Sortir dans l'espace

[boy30]

Bonjour, une question de novice mais qui me turlupine tout de même; à savoir pourquoi n'est-il pas possible de quitter l'atmosphère terrestre tout simplement en avion ou autre engin où l'oxygène serait stocké pour palier à son absence à ces altitudes.
Je sais qu'il faut une accélération pour quitter le champ gravitationnel de la Terre mais pourquoi la défunte navette Colombus ne pourrait-elle pas décoller comme un avion pour aller dans l'espace, peut-être qu'elle ne volerait plus quand il n'y a plus d'air?
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[vanos]

Bonsoir,

Ce serait beaucoup trop long pour se libérer du freinage atmosphérique et aussi beaucoup trop lourd et coûteux en propergol.

Amicalement.

[Moinsdewatt]

Comme Vanos.

Sur la navette il y a clairement trop peu de place pour les carburants.

Et de toute facons les moteurs de la navettes sont insufisant puissants pour donner la vitesse necéssaire.

C 'est le role des deux gros booster de faire ca.

[invitebd9ed9fb]

La portance d'un avion diminue effectivement avec l'altitude. Les avions ont besoin d'air pour voler, et ils ont un plafond qu'il ne peuvent pas dépasser sous peine de décrocher. Le SR 71 était capable d'atteindre 26000m. A ces altitudes, l'atmosphère commence effectivement à devenir rare (environ 1% de la pression au sol).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Non, ce n'est pas tant un problème de portance que de moteur.

L'impulsion spécifique théorique d'un moteur atmosphérique serait de l'ordre de 3000 s contre 420 s pour les moteurs cryogéniques LOX/LH2. Autrement dit, si on disposait de moteur aérobie avec un ratio masse/poussée suffisamment bas et capables de "travailler" en hypersonique, il serait bien plus intéressant de n'embarquer qu'un comburant (typiquement LH2) pour toute la phase de traversée atmosphérique en prélevant l'oxygène dans l'air. On emporterait moins de carburant au départ et la traînée aérodynamique serait réduite.

La mise au point de ce type de moteur se heurte à un mur de température (partie chaude tout céramique, ce genre de truc) et à un casse tête aérodynamique (la flamme de combustion est "soufflée" par la vitesse de l'air incident). Le dernier mot n'a pas été dit, il est fort possible qu'un beau jour on y arrive, mais dans le contexte actuel, avec des lanceurs 'old school' largement optimisés, la voie aérobie reste très chère (ça représente des milliards d'euros de R&D) et risquée (nombreux échecs à prévoir).

a+

[boy30]

Merci à tous pour vos éclaircissements.

[Gilgamesh]

Merci à tous pour vos éclaircissements.

Cela va sans dire, la phase hypersonique (HS) ne peut pas atteindre la vitesse orbitale (7,8 km/s). Elle irait jusqu'à 1 à 3 km/s max. Le delta-V principal (de l'hypersonique à la mise en orbite proprement dit) nécessiterait un moteur fusée, et une grosse quantité de carburant.

Disons que HS mène jusqu'à 3 km/s. Reste donc un delta-V de 4,8 km/s. Avec un carburant LOX/LH2 d'impulsion spécifique Isp = 420 s, soit une vitesse d'éjection :



avec g₀ l'accélération de la pesanteur

il faut un ratio masse total/masse à vide :



soit M₀/M = 3,2

Autrement dit, pour mettre un kg en orbite en partant d'une vitesse hypersonique, il faudrait 2,2 kg de carburant.

a+