Ejection pour satellite dans une fusée

[EspritTordu]

Bonjour,

Juste une p'tite question : pourquoi n'existe-il pas de système de sécurité d'éjection de la charge d'une fusée qui permettrait de récupérer la charge(les satellites) en cas d'avarie du lanceur?
Malgré le poids supplémentaire (qui ne doit pas être si phénoménal), cela aurait quelques avantages :
-garantie sur le lancement de manière à baisser les assurances et les accès à l'espace (le coût de revient du lanceur perdu revient donc à la société exploitatrice du lanceur) : davantage de satellite à lancer...
-amélioration continue plus entreprenante dans la mesure où chaque vol redevient dans, une certaine mesure, un vol test...

Le système de secours pourrait être réutilisable après le lancement?
Qu'en pensez-vous?

Merci d'avance.
-----

[jecario]

Bonjour,

Outre le poids, non negligeable, il faut prevoir un systeme pour chaque phase de vol : un parachute dans l'atmosphere, un bouclier pour rerentrer dans l'atmosphere, des systemes de controle (voire de guidage) pour surveiller, etc.

Trop lourd et trop complexe, quoi.

Et puis comment veux tu le recuperer une fois que ton sat est en l'air ??

[EspritTordu]

Il me semble que l'essentiel des avaries des lanceurs se trouvent durant le début du lancement, dans l'atmosphère, après, ma foi, on croise les doigts. C'est une restriction.

[f6bes]

Bjr Jecario....
Je pense qu'ESprit tordue , parle d'une distance avant satellisation et à altitude relativement basse (disons 10 kms ou légérement plus).
Donc dans la phase de départ seulement.
Reste à savoir à quelle vitesse on se retrouve au bout de ce lap de temps ?
Si l'aérodynamisme du satellite est compatible avec la vitesse et l'atmosphére à cette altitude ? (C'est plus "carré" comme forme que "goutte d'eau" , un satellite !!)
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[EspritTordu]

Je ne vois pas en quoi la vitesse du lanceur lors de l'éjection est influente si on garde la coiffe comme protection et frein;?


La récupération du système est un problème dans cet idéal... mais pas impossible sans doute!

[jecario]

Effectivement, rien n'obligerait a sortir le satellite de la coiffe.

Cependant, meme en ne considerant qu'une ejection atmospherique, le systeme peserait trop lourd. Il serait aussi complexe a installer.

Surtout, je pense que les constructeurs de fusees prefereront pousser un peu plus les etapes de controle et verification plutot que de se lancer dans un systeme de secours : il n'y a pas tellement souvent d'accident de fusees, et installer un tel systeme implique que le manque de fiabilite l'impose.
Cote publicite, ca ne le fait pas...

[invitee6ea268a]

Bonjour,

moi je trouve que c'est pas une idée si bête que ça même si, à mon avis, on est pas pret d'en voir...
Ce serait quand même super interessant de recuperer la charge utile en cas de defaillance du lanceur.

Apres, on peut discuter sur la faisabilité et la rentabilité du système.
Faisabilité: possible selon les avaries lanceur je pense...
Rentabilité: compte tenu du prix de la masse au decollage, peut probable. Sans compter l'image de marque effectivement... Cependant attention, à ce genre de consideration: il y a des parachutes dans les avions, cela ne veut pas dire que la fiabilité des appareils est mauvaise pour autant.

Quant aux solutions techniques, même si on reste dans l'atmosphere (car il est vrai que la majorité des avaries ont lieu dans l'atmosphere à causes des contraintes importantes qu'elle impose), les solutions de type parachute ne me semblent pas réalistes à causes des chocs dus à l'atterissage. Où alors, il faudrait completement revoir la conception des satellites. Ils seraient dix fois plus klourds et dans ce cas, le manque à gagner imposerait aux operateurs de prendre le risque d'envoyer le satellite sans systeme de secours.

[invite808e5302]

Il me semble que l'essentiel des avaries des lanceurs se trouvent durant le début du lancement, dans l'atmosphère, après, ma foi, on croise les doigts. C'est une restriction.

Non pas forcément. Pour exemple Ariane (sachant qu'un vol dure entre 20 et 30 minutes)
Vol 02: au décollage
Vol 5: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 15: à l'allumage du 3ème étage
Vol 18: à l'allumage du 3ème étage
Vol 36: au décollage
Vol 63: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 70: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 501: au décollage
Vol 517: après 3 minutes

Celà donne un aperçu assez général. Les échecs au décollage sont devenus rares. Celà représente même pas 1/4 des échecs.

Hormis le dernier vol de Proton, tous les vols commerciaux du lanceur qui ont échoué, le problème est intervenu durant la dernière phase de vol alors que les satellites avaient atteint la vitesse minimale d'une satellisation.

[jecario]

moi je trouve que c'est pas une idée si bête que ça même si, à mon avis, on est pas pret d'en voir...
Ce serait quand même super interessant de recuperer la charge utile en cas de defaillance du lanceur.

J'ai pas dit que c'etait une idee bete, mais seulement qu'il y a enormement de contraintes, dont beaucoup sont eliminatoires...

Apres, on peut discuter sur la faisabilité et la rentabilité du système.
Faisabilité: possible selon les avaries lanceur je pense...
Rentabilité: compte tenu du prix de la masse au decollage, peut probable. Sans compter l'image de marque effectivement... Cependant attention, à ce genre de consideration: il y a des parachutes dans les avions, cela ne veut pas dire que la fiabilité des appareils est mauvaise pour autant.

Que veux tu dire par "selon les avaries du lanceur" ? Si on les detecte, on reporte et on repare !

Quant aux parachutes dans les avions, ils sont obligatoires dans des cas bien definis, donc l'image ne joue plus. En plus, le parachute vient sauver une vie, pas seulement une technologie ou de l'argent. Enfin, le spatial participe au prestige d'un pays, au contraire des avions en general...

Quant aux solutions techniques, même si on reste dans l'atmosphere (car il est vrai que la majorité des avaries ont lieu dans l'atmosphere à causes des contraintes importantes qu'elle impose), les solutions de type parachute ne me semblent pas réalistes à causes des chocs dus à l'atterissage. Où alors, il faudrait completement revoir la conception des satellites. Ils seraient dix fois plus klourds et dans ce cas, le manque à gagner imposerait aux operateurs de prendre le risque d'envoyer le satellite sans systeme de secours.

Quand on voit les degats qu'ont cause une chute de 4 cm de haut avec Metop... pas de degat materiels, mais un cout Alors un aterrissage un peu brusque, j'imagine meme pas

Non pas forcément. Pour exemple Ariane (sachant qu'un vol dure entre 20 et 30 minutes)
Vol 02: au décollage
Vol 5: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 15: à l'allumage du 3ème étage
Vol 18: à l'allumage du 3ème étage
Vol 36: au décollage
Vol 63: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 70: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 501: au décollage
Vol 517: après 3 minutes

Celà donne un aperçu assez général. Les échecs au décollage sont devenus rares. Celà représente même pas 1/4 des échecs.

Hormis le dernier vol de Proton, tous les vols commerciaux du lanceur qui ont échoué, le problème est intervenu durant la dernière phase de vol alors que les satellites avaient atteint la vitesse minimale d'une satellisation.

Bref, belle idee, mais pas realisable ?

[invitee6ea268a]

Ce que j'entend par "selon les avaries du lanceur"...
Bon, OK si on les detecte, on part pas (jusque là, tout roule, on s'en serait douter...). Mais admettons que notre système fonctionne (suposition!!). Et prnons deux cas de panne:
- fuite d'oxygene: explosion immediate, pas le temps de reagir, on perd tout
- probleme du pilote, la fusee commence à devier. On a 1/2 s pour ejecter le bebe avant de detruire nous meme la fusee.

Pour en revenir à ce que je disais au sujet des chocs, on pourrait dimensionner les satellites pour subir des chocs (on fait bien des sondes qui atterissent à l'aide d eparachutes). C'ets juste que dans ce cas, ils possederont une structure plus importante donc plus lourde. Ils pourront donc embarquer moins de charge utile qui rapporte des pepettes...

Pour les parachuites, c'etait juste pour dire que c'est parce qu'il ya des solutions de sauvegarde que le système n'est pas fiable... Aprés, l'image de savoir si on sauve des personnes ou de la techno, peu importe.

[f6bes]

- probleme du pilote, la fusee commence à devier. On a 1/2 s pour ejecter le bebe avant de detruire nous meme la fusee.

C'est qui le PILOTE sur une fusée qui transporte des satellites ?
Je suppose que cela doit etre AUTOMATISE (c'est les ordi du centre de controle qui s'en chargent).

Pourquoi AURAIT on une DEMI SECONDE ??
Si l'engin est 10 ou 20 kms d'altitude, va pas revenir sur le plancher des vaches en 1 S. Donc il doit probablement y avoir le TEMPS d'éjecter le "colis" et de tout faire péter aprés.

Si le systéme de parachute est bien conçu, y pas de raison que tout se déglingue à l'arrivée.
Des retours d d'astronautes en parachute, il y en a eu plus d'un (et ils venaient de plus loin). Ya jamais eu de probléme, ils ne se sont pas "cassés" à l'arrivée.
Le probléme sera de savoir OU sera tombé le "colis" ,et là on MAITRISE pas trop dans ces moments là !!
Bonne soirée

[jecario]

Pour en revenir à ce que je disais au sujet des chocs, on pourrait dimensionner les satellites pour subir des chocs (on fait bien des sondes qui atterissent à l'aide d eparachutes). C'ets juste que dans ce cas, ils possederont une structure plus importante donc plus lourde. Ils pourront donc embarquer moins de charge utile qui rapporte des pepettes...

Prévoir un parachute pour le satellite, "au cas où", c'est un peu comme prévoir des bouées au cas où une voiture tomberait dans une rivière...

C'est très rare et, finalement, vu le risque, peut intéressant. Je suis curieux de comparer le coût supplémentaire imposé par l'installation d'un parachute avec le coût de l'assurance contre le crash...

C'est qui le PILOTE sur une fusée qui transporte des satellites ?
Je suppose que cela doit etre AUTOMATISE (c'est les ordi du centre de controle qui s'en chargent).

C'est le pilote automatique

Si le systéme de parachute est bien conçu, y pas de raison que tout se déglingue à l'arrivée.
Des retours d d'astronautes en parachute, il y en a eu plus d'un (et ils venaient de plus loin). Ya jamais eu de probléme, ils ne se sont pas "cassés" à l'arrivée.
Le probléme sera de savoir OU sera tombé le "colis" ,et là on MAITRISE pas trop dans ces moments là !!

Le problème n'est pas de maîtriser où tombe le colis (on peut diriger le parachute), mais le parachute lui même !
A moins de mettre des rétrofusées ou des ressorts, je vois mal le satellite se poser comme une paquerette dans les cheveux de ma douce

Pour info, les cosmonautes en Soyouz ont droit aux retrofusées... pour un atterrissage en douceur... mais je n'ai jamais entendu dire que cet atterro soit particulièrement confortable.

[HS]f6bes, pourquoi mets tu toujours des mots en majuscules partout ???

[SK69202]

Bonsoir,

Juste une p'tite question : pourquoi n'existe-il pas de système de sécurité d'éjection de la charge d'une fusée qui permettrait de récupérer la charge(les satellites) en cas d'avarie du lanceur?

Voir du coté des missiles ballistiques et de leurs têtes de rentrées, c'est exactement ce dont tu parles, il "suffit" de changer la "cargaison"

@+

[jecario]

Euh, ouais, mais non

On n'est pas censé récupérer la cargaison

Ceci dit, le système du missile balistique a déjà intégré le principe de séparation de la tête. Dans le cas des fusées de satellisation, ce n'est pas le cas et je pense qu'il faudrait revoir pas mal de systèmes déjà en place...

[EspritTordu]

Bonsoir,



Voir du coté des missiles ballistiques et de leurs têtes de rentrées, c'est exactement ce dont tu parles, il "suffit" de changer la "cargaison"

Les missiles ballistiques ont des têtes (nucléaire) éjectables?

Non pas forcément. Pour exemple Ariane (sachant qu'un vol dure entre 20 et 30 minutes)
Vol 02: au décollage
Vol 5: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 15: à l'allumage du 3ème étage
Vol 18: à l'allumage du 3ème étage
Vol 36: au décollage
Vol 63: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 70: durant la phase de vol du 3ème étage
Vol 501: au décollage
Vol 517: après 3 minutes

Le décollage tient la moyenne tout de même...

Un système possible est une double coiffe contenant parachutes, plus le système d'allumage du 3ème étage() fiable dites vous!

C'est vrai que c'est plus de 20 tonnes dont on parle à récupérer, mais qui aurait imaginé l'atterissage de Spirit et autres voilà une dizaine d'année?

Le système de sécurité est un problème d'image essentiellement : si la fusée à une bonne fiabilité, même le moindre risque ne fait pas perdre la charge avec le système de sécurité,non?

[EspritTordu]

Il y a certaines charges dont la nature est critique, (parfois si critique qu'elle en reste au sol) et qu'un système de sécurité permetterait de garantir l'envoie. Je pense à tous les propulseurs (ou les systèmes d'énergie) à base nucléaire.

[invite808e5302]

Le problème est surtout d'ordre financier. Basons-nous sur un lanceur fiable comme Ariane. Qui irait payer un système de récupération de la charge utile qui fonctionnerait 1x tous les 50 à 100 vols en espérant que le jour où on en a besoin, l'échec permette de récupérer la charge utile... Prenons l'exemple du premier vol Ariane 5? Entre le dysfonctionnement et l'explosion, même pas 5 secondes. Soit l'ejection se fait manuellement, et dans le cas présent, le temps de se rendre compte que la fusée avait un problème, les débris retombaient déjà. Soit l'éjection se fait automatiquement. Qui dit que ce système fonctionnera? Il doit recevoir un ordre particulier annonçant une panne irrémédiable sur le lanceur. Dans ce cas là, il va falloir prévoir un bouclier thermique pour la charge utile, un système de récupération. Mais il faut que le système fonctionne. L'accident de Columbia a montré qu'une rentrée est toujours risquée. Ensuite, comme la panne est aléatoire pendant le vol, il va falloir connaître le point de récupération des satellites. Savoir si c'est sur un continent ou si c'est en mer. Il faudra prévoir les moyens pour aller les récupérer, les vérifier à nouveau voire les réparer dans certains cas.

Et lorsqu'on fait le calcul de tout ça, il revient nettement moins cher de reconstruire un satellite que de tenter de le récupérer.

Il faut savoir qu'un satellite, de télécommunications du moins, est assuré. Il est préférable de récupérer la somme du sinistre pour relancer la mission (sur Ariane 5 le relancement est gratuit) que de tenter de remonter l'orbite du satellite pour finalement arriver à son poste de travail complètement inutile faute de carburants.

Lorsqu'on sait qu'un client paie un lancement au kilo, pour rentabiliser ce vol, il est préférable que la charge utile soit maximale. Avec un système de récupération, si Ariane 5 ECA (10 tonnes) arrive à lancer un satellite de 2 tonnes ce serait pas mal.

Techniquement, c'est réalisable sans problème. Financièrement c'est à perte et ce n'est pas le but surtout d'un lanceur commercial.

[EspritTordu]

C'est certain l'ajout d'un système annexe complexifie encore la machine d'autant plus que cela s'avère dans la plupart des cas un poids (au sens large). Pour garantir son fonctionnement, il faut que le système soit le plus basique et doublé. Quant à l'ordre de l'amorcer, il s'entend qu'il doit être automatique pour être le plus réactif mais non pas basé sur une information mais sur un ensemble d'abscence d'information...

Maintenant c'est vrai, c'est peut-être plus intéressant de reconstruire. Mais peut-on accepter des cas particulier ou la charge nucléaire disparait avec le lanceur civil dans l'atmosphère?
Aussi, certaines sondes ne sont-elles pas assujetties à respecter un horaire des plus strictes? Je pense à la sonde Roseta qui à été sérieusement reportée. N'aurait-elle pas put être relancée avec les mêmes objectifs s'il elle avait été récupérée?

[jecario]

C'est certain l'ajout d'un système annexe complexifie encore la machine d'autant plus que cela s'avère dans la plupart des cas un poids (au sens large). Pour garantir son fonctionnement, il faut que le système soit le plus basique et doublé. Quant à l'ordre de l'amorcer, il s'entend qu'il doit être automatique pour être le plus réactif mais non pas basé sur une information mais sur un ensemble d'abscence d'information...

La detection d'une panne ne se resume pas a une absence d'information !
Il suffit d'une valeur fausse...

Par ailleurs, je doute que quiconque soumette volontiers une telle decision a un systeme automatique. Je rappelle que la decision de la destruction de la fusee est prise par quelqu'un, pas quelque chose.

Maintenant c'est vrai, c'est peut-être plus intéressant de reconstruire. Mais peut-on accepter des cas particulier ou la charge nucléaire disparait avec le lanceur civil dans l'atmosphère?
Aussi, certaines sondes ne sont-elles pas assujetties à respecter un horaire des plus strictes? Je pense à la sonde Roseta qui à été sérieusement reportée. N'aurait-elle pas put être relancée avec les mêmes objectifs s'il elle avait été récupérée?

Peut etre qu'il est interessant de recuperer une charge nucleaire, ou peut etre pas.
Une puissance pourrait preferer volatiliser de la matiere fissile plutot que de faire savoir qu'elle a essaye d'en envoyer. De plus, il suffirait d'envoyer la fusee depuis une zone desertique, histoire que ca ne risque pas de retomber sur nos tetes.

Mais pourquoi pas ? Tout depend des enjeux.

Dans le cas de Rosetta, je doute de l'interet de la recuperation. Metop s'est pris une chute de 4 cm et ca lui a coute des semaines de controle, sans qu'aucune reparation, apparemment, n'ait ete necessaire.
Imagine l'etat de ton sat apres un atterrissage (amerrissage... ) catastrophe ! Imagine le temps necessaire aux controles et aux reparations...

[EspritTordu]

Oui la réparation ou dû moins la vérification doit être lourde. Mais les robots Spirits et Opportunity ont pourtant bien atterris.
Oui, c'est juste qu'on préfère dissumuler la charge nucléaire lorsqu'on le fait en douce... Mais on sait, Cassini où New Horizon sont des exemples, que les prochaines sondes seront dotées de chauffages nucléaire (le nom technique m'échappe: et peut-être l'avenir verra des propulseurs nucléaires...
Si cela devient si commun, on acceptera mal qu'aucune solution technique n'ait été développée pour ne pas irradier l'athmosphère, même si une partie retombe à proximité relative du lanceur. Croyez-vous qu'un Tchernobyl à Kourou ferait bel image à ArianeEspace? En rappelant que les sols de Tchernobyl sont connus être contaminés, mais on ne peut rien y faire!

[jecario]

Oui la réparation ou dû moins la vérification doit être lourde. Mais les robots Spirits et Opportunity ont pourtant bien atterris.

Ils etaient concus pour ca !
Leur mecanique est concue pour supporter ces chocs. Bien sur, les satellites sont aussi concus pour supporter les vibrations dans la coiffe, mais des systemes externes les en protegent en grande partie.

Si cela devient si commun, on acceptera mal qu'aucune solution technique n'ait été développée pour ne pas irradier l'athmosphère, même si une partie retombe à proximité relative du lanceur. Croyez-vous qu'un Tchernobyl à Kourou ferait bel image à ArianeEspace? En rappelant que les sols de Tchernobyl sont connus être contaminés, mais on ne peut rien y faire!

Si la propulsion nucleaire devient commune, banale, alors il faudra des systemes de protection, naturellement. Dans ce cas, on pourrait se contenter de lancer depuis des zones desertiques et puis de proteger la zone sensible avec une carapace renforcee, plus legere qu'un bouclier thermique, parachute...

[invite808e5302]

Oui la réparation ou dû moins la vérification doit être lourde. Mais les robots Spirits et Opportunity ont pourtant bien atterris.

Ils ont été conçus pour celà ces robots. Pour un atterrissage à l'aide d'un airbag. Voici des chiffres intéressants:

Masse au lancement: 1083 kg
Masse du rover + plate-forme où était attachée le rover: 563 kg
Le reste est partagéspar le bouclier thermique, l'étage de croisière, le système de freinage et d'atterrissage.

Sans oublier que plus la charge utile est lourde et plus le système de récupération doit être imposant.

Si on veut récupérer une charge utile en cas d'anomalie en vol, il faut que la partie supérieure du lanceur soit réutilisable comme par exemple la navette.

Il n'est pas dit qu'à l'avenir l'étage supérieur (pourquoi pas un avion orbital) puisse revenir sur Terre suite à une anomalie durant le lancement. C'est tout à fait possible. Mais là aussi, le système se fera au dépend de la masse satellisable parce que l'étage supérieur ferait partie de la charge utile puisqu'il doit être satellisé.

[invite808e5302]

Oui la réparation ou dû moins la vérification doit être lourde. Mais les robots Spirits et Opportunity ont pourtant bien atterris.

Ils ont été conçus pour celà ces robots. Pour un atterrissage à l'aide d'un airbag. Voici des chiffres intéressants:

Masse au lancement: 1083 kg
Masse du rover + plate-forme où était attachée le rover: 563 kg
Le reste est partagéspar le bouclier thermique, l'étage de croisière, le système de freinage et d'atterrissage.

Sans oublier que plus la charge utile est lourde et plus le système de récupération doit être imposant.

Si on veut récupérer une charge utile en cas d'anomalie en vol, il faut que la partie supérieure du lanceur soit réutilisable comme par exemple la navette.

Il n'est pas dit qu'à l'avenir l'étage supérieur (pourquoi pas un avion orbital) puisse revenir sur Terre suite à une anomalie durant le lancement. C'est tout à fait possible. Mais là aussi, le système se fera au dépend de la masse satellisable parce que l'étage supérieur ferait partie de la charge utile puisqu'il doit être satellisé.

[EspritTordu]

Seulement 500 kg, c'est peu comparé aux 20 tonnes de la charge utile d'une ariane.

[jecario]

Seulement 500 kg, c'est peu comparé aux 20 tonnes de la charge utile d'une ariane.

C'est beaucoup en comparaison de la masse totale du rover

[YBaCuO]

pourquoi n'existe-il pas de système de sécurité d'éjection de la charge d'une fusée qui permettrait de récupérer la charge(les satellites) en cas d'avarie du lanceur?

Bonjour,

Cela existe pour les vols habités, les fusées sont munies d'une tour de souvegarde.

Le site d'un de nos forumeurs traite ce système d'éjection:
http://perso.numericable.fr/fbouquet...s/physique.htm
Voir section sur la stabilité aérodynamique de la capsule Soyouz en cas d'éjection.