le lanceur catapulte ! :-)

[invitec0d230a7]

bonjour,

serait-il possible selon vous, de créer un lanceur type "catapulte" ??
je m'explique deux capsules seraient installer sur un gros axe animé par gros moteur. Au début, les capsules seraient collés de part et d'autre du rotor, et l'effet centrifuge tendrait un câble ou plusieurs jusqu'à une certaine vitesse de lancement. l'une des capsules serait remplies de matériel ou denrées pour une éventuelle construction en orbite (pas d'homme ) ou colonie, l'autre capsule serait remplie d'élément facilement éjectable (de l'eau par exemple) et de poids identique.

au moment, de lâcher la capsule spatiale, le réservoir expulserait son contenu en ouvrant ses portes (afin d'équilibrer la structure). La capsule spatiale s'élancerait donc vers le ciel et serait équipée d'un petit propulseur pour stabiliser et éventuellement fournir les dernières forces à celle-ci pour atteindre l'orbite terrestre.

une fois, décharger en orbite, la capsule spatiale posséderait encore quelques réserves de carburant pour se projeter dans l'atmosphère et tomber en mer, ou elle serait récupérer pour d'autre lancement (inutile de polluer encore).

Je trouve l'idée assez bonne, mais je n'ai pas les moyens d'en calculer la faisabilité même si je peux trouver assez facilement sur le net, l’énergie nécessaire pour vaincre la gravité terrestre. En effet, je crois qu'il y a beaucoup a prendre en compte comme la tension sur les câbles, etc... est-ce farfelue comme concept ??
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[vanos]

Bonjour,

C'est du super-farfelu:

1. Pour envoyer une masse "M" il faudrait mettre 2"M" en plus du poids du système de lancement en orbite dont la moitié qui sera inutile.
2. Il faudra trouver un moyen pour faire tourner tout le bazar car si si le mouvement part du centre il faudra beaucoup d'énergie.
3. Les problèmes de visées seront colossaux, aucune correction possible au "lâcher".
4. Que deviendra la masse secondaire car si c'est un fluide il y aura une violente réaction mécanique du réservoir du fluide en question en vertu du principe "action égale réaction".
5. Que va-t-il arriver au au câble et son moteur après le "lancement" ?

Trouve une réponse à ces "petits détails énervants ", et on en reparlera.

Amicalement.

[invitec0d230a7]

oui, c'est farfelu, j'avoue.

"Pour envoyer une masse "M" il faudrait mettre 2"M" en plus du poids du système de lancement en orbite dont la moitié qui sera inutile."

je ne comprends ta phrase, il faudrait que le réservoir et le lanceur est le même poids pendant la phase de rotation, pourquoi y ajouter plus de masse, autrement il y aurait déséquilibre. la masse projetable ne serait probablement pas très élevé, mais cà couterait assurément beaucoup moins cher qu'une fusée, etc...

"Il faudra trouver un moyen pour faire tourner tout le bazar car si si le mouvement part du centre il faudra beaucoup d'énergie."

oui, c'est sûr, il faudra beaucoup d'énergie pour emmener le tout à la vitesse suffisante, peut-être est ce là le plus gros point noir mais plus je m'éloignerais de l'axe, plus je tournerais vite, donc le tout est de trouver un compromis entre distance de câble et vitesse du rotor.

"Les problèmes de visées seront colossaux, aucune correction possible au "lâcher""

ouaip, il faudrait que cela soit précis en effet, il faudrait probablement utiliser des systèmes d'accéléromètrie pour connaître en permanence, la direction de la force centrifuge, et pouvoir lâcher au bon moment, tout en ayant un système de décrochage suffisamment propre pour éviter d'interférer dans le lancement. je pense aussi, qu'il faudrait que le propulseur de la capsule, soit démarré dans la phase finalement de lancement afin de stabiliser la capsule au moment du "lâcher". pour cela, il faudrait permettre au propulseur de se positionner exactement dans l'axe de la force centrifuge, afin d'en perdre le moins possible.
le gros problème est que le réservoir à ce moment là sera plus lent que la capsule, donc en effet il y a un gros soucis là dedans... on pourrait soit propulser aussi le réservoir... ou oublier les câbles, et partir sur une structure métallique tubulaire, mais là, bonjour l’énergie nécessaire pour emmener tout ça

"Que deviendra la masse secondaire car si c'est un fluide il y aura une violente réaction mécanique du réservoir du fluide en question en vertu du principe "action égale réaction"."

je pense que le système devrait être stable à blanc, c'est à dire le poids nu du réservoir = le poids du socle de lancement (j'entends par socle, l'ensemble qui permets l'accrochage de la capsule.) De cette façon, une fois la capsule parti, et le fluide expulser (au sens contraire de la force centrifuge), la structure retrouve rapidement son équilibre et ne part pas dans tout les sens. pour s'arrêter, des treuils rembobinent les "câbles" et ramène l'ensemble contre l'axe de rotation, et s'arrête petit à petit.

on pourrait imaginer une installation au niveau du sol, avec une énorme fosse en dessous de l'axe moteur, l'entourage de la fosse serait protéger afin d’éviter tout lancement impromptu. le tout est de déterminé la longueur des bras, ou câble de lancement, car 50m de fosse c'est faisable, 200m ça l'est beaucoup moins

voilà, ce sont les réponses qui me vienne à l'esprit, est ce que ça te semble cohérent ??

[Gilgamesh]

Oui mais non.

1/ Il est exclu d'atteindre la première vitesse cosmique (VC 1 celle qui permet de satelliser le corps, soit ~8 km/s en LEO) au sein d'une atmosphère dense comme celle de la Terre. Pour comprendre ce que ça représente, dis toi que v=8 km/s, c'est supérieur à la vitesse de l'onde de choc d'un explosif brisant. La masse d'une colonne d'air intégrée depuis le sol jusqu'à l'espace équivaut à 10 mètres d'eau en densité surfacique et si tu lances un corps à la VC 1 il déplace 80% de cette masse (correspondant à la troposphère, entre 8 et 15 km d'altitude) soit rho~8 tonnes par m² en ~ 1 s. La maître-couple d'une fusée moyenne (type Ariane 4) représente S~9 m². La puissance P absorbée par le fait de déplacer l'atmosphère est grossièrement :



avec P la puissance des pertes atmosphérique
rho la densité surfacique (en kg/m2)
S le maitre couple
v la vitesse "moyenne"

P ~ 2.10¹² W soit 2 teraWatts, ce qui est considérable. Sur 1 seconde, le mobile encaisse l’équivalent de l'explosion de 430 tonnes de TNT uniquement pour se faire un chemin dans l'air.

Et c'est largement sous estimé, vu qu'il s'agit du chiffre des seules pertes : le mobile doit avoir une vitesse de départ bien supérieure pour qu'une fois ces pertes défalquées il conserve la VC1 afin de se satelliser, d'où des pertes thermiques (en v²), bien supérieures encore.

2/ Pour se satelliser, il faut que cette vitesse soit perpendiculaire à la surface de la Terre, ce que tu ne peux produire en tirant à la verticale. Ou alors avec un tir tellement tendu sur l'horizon que ta trajectoire restera des centaines de km de l'atmosphère, ce qui, considérant ce qui vient d'être dit sur les pertes atmosphérique est totalement exclu.

a+

[A voir en vidéo sur Futura]

[vanos]

Il est aussi totalement exclu d'insérer un satellite sur une orbite dans l'atmosphère (a fortiori depuis le sol) sans moteur d'apogée car sinon il reviendrait à son point d'insertion et donc dans l'atmosphère (ou le sol), c'est les lois de la balistique qui veulent ça.

[Gilgamesh]

Oups mais oui, la trajectoire tendue ça ne marche même pas évidement.

[invitec0d230a7]

oui, enfin dans l'idée la capsule serait lâché sur une trajectoire (presque) perpendiculaire à la surface de la terre, afin d'avoir le chemin le plus rapide pour atteindre l'espace. mais pour revenir à l'explication de gilgamesh, ma première réaction en te lisant a été de me dire, "très bien, dans ce cas, installons le lanceur dans une zone en altitude (ex: plateau Qinghai-Tibet, 4500m d'altitude en moyenne), de cette manière moins de pression atmosphérique (moitié moins)". mais je crois que je rêve, le mobile ne pourrait pas obtenir comme tu le disais, suffisamment de vitesse au départ pour être satelliser, sans parler des difficultés d'accès que causerait un lancement à cette endroit !

c'est mort, je ne trouverais pas d'idée révolutionnaire ce soir !!

merci à vous de m'avoir répondu et éclairer

bon we

[Gilgamesh]

C'est à dire, pour être précis, si tu le lances perpendiculairement au sol à très haute altitude, ça marche (c'est même le principe du truc...). Seulement très haute altitude, c'est pas 4,5 mais 200 km. Ce qui nécessite un vecteur pour s'extraire de l'atmosphère.

a+

[invitec0d230a7]

oui oui, j'avais bien compris gilgamesh, mais pour faire le lancement à 200Km, faut l'amener jusque là ! je parlais du plateau Qinghai-Tibet, car c'est le plateau le plus haut du monde sur terre, donc possibilité d'y amener le matériel, sans être trop accidenté ou escarpé, mais bon, c'est quand même pas une mince affaire ! et ça n'empêche pas que le principe me semble un peu léger finalement pour satelliser la capsule sans avoir un gros propulseur pour entretenir la poussée, et qui dit plus gros propulseur dit plus de poids, et plus de difficulté au lancement. donc je crois que ça n'est pas une bonne idée !! qu'en dis tu ?? faudrait vraiment un jour faciliter les transferts vers l'espace !

Si nous avions eu un noyau moins massif à notre planète, nous aurions eu plus de faciliter à quitter celle-ci ! (on n'existerait peut-être pas aussi )

[Gilgamesh]

J'en dis qu'en 1903 un monsieur russe, Constantin Tsiolkovski, dans un bouquin intitulé L'Exploration de l'espace cosmique par des engins à réaction a imaginé la fusée à propergol et qu'il n'a pas perdu son temps

Oui, pour atteindre une telle vitesse que la VC1, pas d'autre solution que d'y aller progressivement, c'est à dire en étalant l'accélération, ce qui nécessite forcément un moteur.

Sinon, le noyau ne représente que 20% de la masse de la Terre (les 80% restant formant le manteau). Mais faut pas se plaindre de la masse de la Terre, sans elle, pas d'atmosphère et adieux la vie même si à cause de ça, dur dur l'espace

a+

[inviteec0d6e6f]

J'en dis qu'en 1903 un monsieur russe, Constantin Tsiolkovski, dans un bouquin intitulé L'Exploration de l'espace cosmique par des engins à réaction a imaginé la fusée à propergol et qu'il n'a pas perdu son temps

Et de nombreuses personnes devraient d'ailleurs se mettre a ce niveau, qui date de 1903.
On peut dire que ceux qui nous racontent des histoires de science fiction, comme l'objet de ce topic, ont donc plus d'un siècle de retard sur l'état de l'art technologique du secteur.
La seule solution raisonnable est donc de s'informer sur la réalité présente du secteur spatial avant d'oser tenter de proposer des trucs absurdes, par définition.

En résumé : si on fait comme on fait actuellement, c'est parce que c'est la seule solution envisageable et le reste n'est que de la mauvaise science fiction.
Seul, le remplacement de la propulsion chimique par une motorisation CONSIDÉRABLEMENT plus économe (de plusieurs facteurs) pourrait apporter un changement significatif dans l'accès de l'homme a l'espace.
Et ça, on en voit pas l'issue pour l'instant.
On ne peut envisager qu'une réduction très marginale du ratio CU (charge utile) / ergols
Aucun ascenseur spatial ni catapulte ne pourra rien y changer.

Mais faut pas se plaindre de la masse de la Terre, sans elle, pas d'atmosphère et adieux la vie même si à cause de ça, dur dur l'espace

A l'aller, mais au retour, c'est très pratique.
non seulement ça rend les choses plus simples, mais ça permet aussi de rentrer avec une minuscule fraction de ce qui a été nécessaire pour s’échapper de l'attraction terrestre.
Mais c'est vrai que ça ne facilite vraiment pas l'accès a l'espace.
Rappelons rapidement qu'une Ariane 5 doit utiliser ~70kg d'ergols et de structure porteuse pour mettre 1 seul kg en orbite (LEO, GTO c'est plutôt 80 kg je crois).
Alors qu'il faut moins d'un dixième de pourcent (0.1%) de la masse d'un engin pour opérer une rentrée LEO (a partir d'une orbite basse) avec une simple poussée retrograde de quelques secondes.

C'est donc, c'est vrai, très dur de partir, mais aussi très très facile de revenir, y a des avantages et des inconvénients.
Par exemple, c'est bien plus cher en coco de se poser sur la lune a partir de son orbite que de se poser sur la terre a partir de son orbite.
C'est d'ailleurs une des causes qui disqualifient la lune en tant que spatioport de départ vers mars : on aura bien plus intérêt a partir de l'orbite basse terrestre pour un tel voyage, la lune ne présente aucun intérêt, pire, elle présente des désavantages rédhibitoires a devenir un point de départ d'une mission habitée (ou non, d'ailleurs) vers mars.
C'est pas pour rien qu'on a jamais vu une sonde aller se poser sur la lune ou même s'y mettre en orbite préalable avant de partir vers mars.

[inviteb6b93040]

Bonjour,

Merci à Gilgamesh d'avoir lister les contrainte de l’atmosphère
On peut alors faire l'effort d'en supprimer une partie par un métro sous vide direction le sommet le plus haut 8km.
c'est pas encore 200 km alors cela a il un avantage économique ?

[inviteb6b93040]

la pression à 8000 mètres est de 357 hPa à -37°
à 0 mètre 1013 hPa à 15°
source

Une température extérieure plus basse augmente elle le rendement d'un moteur ?
Si ça demande un moteur spécifique cela peut il permettre de supprimer le premier étage d'un lanceur ?

[inviteb6b93040]

La propulsion ne pourrait elle pas tirer partie de la différence de pression entre les 2 extrémité du tube qui dans ce cas ne serait pas sous vide mais à basse pression
Pour reprendre l'analogie de la colonne d'eau de Gilgamesh
on plonge un tube remplie d'air verticalement dans l'eau avec au fond une bille et un dispositif de blocage de la bille commandé à distance.
si on libère la bille elle va monter poussé par la colonne d'eau
Pour le métro on aspire l'air en haut et quand la pression est assez descendu on libère le projectile

[inviteb6b93040]

Et quand ça ne sert pas à envoyer des satellites ça peut servir de cheminée solaire très rentable avec une hauteur de 8000 mètres
ça fait un Kourou hybride

[inviteb6b93040]

Désolé pour tout ces posts à la suite mais visiblement un 1er Mais beaucoup sont au muguet
J'ai trouvé un débat sur ce tunnel Everest qui date de 2007
Une chose que je voulais vérifier

Ce tunnel serait non pas vertical, mais bien sûr oblique, incliné vers l'Est pour bénéficier de la rotation de la terre.
le Mont Everest est bien placé.

J'avais dit

Pour le métro on aspire l'air en haut

mais c'est surement mieux en bas juste au dessus de la fusée et réinjecté dans un piston sous la fusée.
Pour ne pas dépasser les G admissible par la fusée et sa charge utile on peut répartir cette poussé le long du tube

[Gilgamesh]

C'est un projet complètement saugrenu. Creuser une haute montagne (région sismique, faillée dans tous les sens, véritable casse tête géologique) pour gagner mach 2 c'est dérisoire. Et si la fusée sort du tube à une vitesse nettement plus élevée, on est encore dans la troposphère et on retrouve le problème du "mur de chaleur" qu'implique une pénétration dans une atmosphère encore dense.

a+

[inviteb6b93040]

Bonjour

Personne n'a dit la même chose avant la construction du LHC ou d' ITER ou de la station spatiale ?
Extrait du lien sur le débat de 2007

je n'envisage nullement avec un tel procédé d'aller jusqu'à la vitesse de libération (11,2km/s) comme Jules Vernes l'envisageait avec son canon. Je ramène la barre... disons...à 1km/s ce qui ne représente qu'une partie du travail effectué par un premier étage de fusée... Ça aussi je l'ai déjà dit!
Percer un tunnel dans une montagne, ça n'a rien de fantastique. Bien sûr il peut y avoir des déformations géologiques du sol,mais il me semble qu cslevine, l'auteur de ce sujet, avait envisagé un tube à l'intérieur du tunnel. Il faudrait rendre ce tube parfaitement rectiligne ce qui est envisageable en utilisant des vérins hydrauliques régulièrement espacés . Pour l'ajustement de ces vérins un faisceau laser suffit et çà non plus ça n'a rien d'extraordinaire à l'époque actuelle. Évidemment pour que les accélérations restent du domaine du supportable c'est un ouvrage qui devrait s'étendre sur une bonne dizaine de kilomètres: c'est quand même moins utopique que l'ascenseur spatial

[inviteb6b93040]

Le plat de la courbe d'altitude d'Ariane 5 vient de la séparation du 1er étage ?

D’après les 2 courbes 1km/s à 8000 m semble être mieux qu'Ariane 5, qui si je ne me trompe pas les atteint vers 25000 m
Alors vous avez raison ça augmente la résistance de l'air à 8000 m mais est ce insupportable ?

[inviteea028771]

Quelle est l'énergie totale que tu va utiliser (construction comprise) pour faire gagner un malheureux km/s ? La seule chose qui change c'est des réservoirs un peu plus petit, donc certes une économie, mais je pense que l'entretient d'un site tel que tu le proposes couterai bien plus cher.

Car si c'est juste pour gagner 1km/s, ça ne vaut pas le coup. Voir ce lieu emblématique de notre planète défiguré pour si peu serrait une catastrophe. Sans parler de problèmes géopolitiques d'une telle position géographique.

Le plat de la courbe d'altitude d'Ariane 5 vient de la séparation du 1er étage ?

Non, il vient du fait que l'on met la fusée à l'horizontal pour lui faire le plus dur : obtenir assez de vitesse pour rester en orbite.

[inviteb6b93040]

Merci Tryss

Pas si cher si on s'en sert de cheminée solaire entre les lancements, ça peut charger des condensateurs qui servirons au prochain lancement et au dégivrage de la sortie du tube à 8000 m

[Geb]

Bonjour,

Ce dont parle EauPure me rappelle le Startram. C'est James Powell et George Maise qui ont inventé le concept. James Powell est surtout connu comme l'un des pionniers de la lévitation magnétique aux États-Unis avec son collègue Gordon Danby. Rien d'étonnant à ce que Powell propose d'insérer une fusée dans un tunnel sous vide de 100 km, propulsée jusqu'à la sortie par lévitation magnétique, non ?

Plus sérieusement, un projet bien moins ambitieux, la catapulte Aquarius, me semblait beaucoup plus réaliste et réellement digne d'intérêt.

Cordialement.

[inviteb6b93040]

Bonsoir,

Une autre idée mais je ne sais pas si c'est réaliste
générer un tourbillon de 20 km de hauteur au centre duquel on lance la fusée
C'est surement idiot mais j'aimerai le savoir

L'inventeur Edgard Nazare, et avec lui la société Sumatel, estime que c'est à partir d'une tour de 300 m minimum que l'on peut espérer générer un tourbillon de 20 km de hauteur et obtenir les puissances annoncées. Pour une tour de 450 m de haut et de diamètre, il annonçait une puissance nominale de 2700 mégawatts.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tour_so...emin%C3%A9e%29