Projet orion, explosions nucléaire + fusée, boum!

[Marsat]

Bonjour

Je suis actuellement en diplôme de design et travaille sur le CNES sur un projet de satellite traitant les déchets spatiaux. Or pour faire cela j'ai créer des petits modules ou le satellite agglutine ces déchets spatiaux. Pour éviter d'utiliser un propulseur, et donc tout l'ensemble ergols+moteurs,je pensais utiliser les conclusions du projet Orion, qui visait à propulser un vaisseau spatial à l'aide de bombes nucléaires. Je pensais donc utiliser un explosif (par exemple un pain de C4), pour propulser une charge de 100kg via l'énergie développée par l'explosion (une impulsion) pour faire dévier le module chargé de sa trajectoire et l'envoyer sur une orbite le faisant rentrer dans l'atmosphère, bien sur la partie de mon module exposée serait blindée.

Pensez-vous cela possible? Et surtout quel serait l'explosif, sa taille et sa distance par rapport à mon module pour que cela marche sans le détruire? Je sais que c'est beaucoup demandé mais j'aimerais beaucoup avoir ne serais-ce que des estimations afin de faire avancer mon projet :/, en tout cas cela m'aiderait énormément.

Pour info succincte: https://fr.wikipedia.org/wiki/Projet_Orion

En vous remerciant


Vincent
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[Gilgamesh]

Je te suggère de chercher du coté de l'équation de Sadovsky pour le calcul de la surpression, de la durée et de l'impulsion de l'explosion. Tu trouveras ce que tu veux à pression atmosphérique, la difficulté est de savoir ce que ça donnerait dans le vide.

[Carcharodon]

Sachant que seulement 200m/s suffisent a provoquer une rentrée atmosphérique a partir d'une orbite circulaire de ~500 km d'altitude.
C'est pas grand chose 200 m/s...
Mais plutôt qu'une grosse explosion, je vois mieux une série de petites pour limiter les contraintes.

[Dynamix]

Salut
Une explosion disperse l' énergie dans toutes les direction .
C' est très inefficace .
A la rigueurs une charge creuse .

[A voir en vidéo sur Futura]

[Marsat]

Gilgamesh : Merci pour cette infos, je ne suis pas vraiment une tête en calcul mais j'ai d'or et deja trouvé de superbes documents grâce a vous et des tableaux illustrant parfaitement ce que je cherchais.

Carchardon : Vous croyez? dans ce cas, ceci implique un petit moteur qui lancerait ces charges, c'est tout à fait faisable. Merci beaucoup, je vais pouvoir donc même penser à régler la vitesse de déplacement dans ce cas, je vais tenter d'apprendre tout les calculs de Mr Gilgamesh pour calculer ces mini-charges.

[Carcharodon]

Carchardon : Vous croyez? dans ce cas, ceci implique un petit moteur qui lancerait ces charges,

ba 200m/s a perdre avec une seule explosion, ça fait 700 km/h quand même.
Ça doit faire vraiment beaucoup de g avec une seule explosion, de perdre 700 km/h d'un coup...

Pour ce qui est des charges, il faut de l'explosif soufflant, et ne pas les "lancer" mais les coller à une paroi solide du satellite.
lien sur les explosifs : https://fr.wikipedia.org/wiki/Explosif

Mais bon... c'est quand même bien se compliquer la vie alors qu'un simple RCS avec une petite réserve ferait l'affaire.

De toute façon le projet n'est pas clair du tout.
C'est même, pour l'instant, avec ce qui a été écrit a ce sujet, absolument n'importe quoi.
Par exemple : quelle est cette histoire d'explosion pour désorbiter un ramasse débris qui, par définition, est motorisé ?
Quelle est la logique la dedans ?

Je pense qu'avant d'essayer de parler de ces moyens la, il faudrait définir très clairement l'objectif de la mission, ça permettra immédiatement de se rendre compte que l'histoire de "l'explosif pour desorbiter" est juste une aberration non nécessaire.

[Marsat]

Il s'agit d'un satellite qui pourrait attraper des déchets spatiaux et grâce à des bras manipulateurs, les coudraient sur des modules de propulsion pour les éjecter dans l'atmosphère.

Le fait que le robot manipule lui permettrait de faire d'autres opérations (maintenance), donc il est plus intéressant de lui permettre de vivre que de l'envoyer bruler direct.
Je souhaite qu'il soit extrêmement petit et léger pour réduire son cout d'envois et lui permettre d'être envoyé avec n'importe quel satellite, un peut comme un ange gardien de celui-ci, maintenance en orbite + protection accrue du satellite = justification d'un léger cout supplémentaire lors de l'achat d'un satellite en somme (faut encore que je travailles sur ma partie marketting).

Le pb était les modules, pour une accélération de la sorte et le désorbiter, il aurait fallu de sacrés modules avec pas mal d'ergol, alors que là c'est bien moins onéreux et plus léger.

[Dynamix]

alors que là c'est bien moins onéreux et plus léger.

Tu remplace des ergols fusants par des ergols explosants .
Tu y gagnes quoi ?

[Marsat]

Pas de moteur, donc moins cher et plus léger?

[Carcharodon]

il y a beaucoup de choses qui posent problème dans cette vision :

Tout d'abord, les débris ne restent pas sagement groupés en attendant d'être néttoyés
Il vont former un nuage qui va s'étendre, dont les éléments vont s'éloigner, puis se rapprocher (au gré des noeuds orbitaux) dans un chaos total qui fini rapidement par s'étaler sur des dizaines de kilomètres en quelques heures/jours.

Donc question : tu fais comment pour aller chercher ces débris qui ont des trajectoires et vélocités différentes ?
Tu fais ça aux ergols ?
T'as une idée de combien de km/s il va te falloir... ?

Ou alors tu ne t'occupes que d'un gros débris, genre un satellite mort mais sur une orbite MEO qui ne le fait pas retomber, et là, le problème est assez bien traité (en théorie, sur des simulations uniquement) par les diverses agences.
Du genre, on fait un rdv, on l'attrape (chacun sa méthode) et on le désorbite par poussée motorisée.
Mais faudrait vraiment qu'il soit très ennuyeux, ce débris, car ça couterait facilement plus de 250M€ d'avoir a faire ça.

En résumé, les multiples projets de satellites nettoyeurs qui fleurissent depuis plus de 10 ans ne verront probablement jamais le jour.

[Dynamix]

Pas de moteur, donc moins cher et plus léger?

L' énergie de ton explosion , il faut bien la diriger .
De plus une explosion ça crée de grosses contraintes dans toute la structure , qu' il faut de ce fait renforcer .

[Marsat]

il y a beaucoup de choses qui posent problème dans cette vision :
Donc question : tu fais comment pour aller chercher ces débris qui ont des trajectoires et vélocités différentes ?
Tu fais ça aux ergols ?
T'as une idée de combien de km/s il va te falloir... ?

Je ne me suis pas encore posé la question, ceci doit venir par la suite, la vitesse moyenne si je ne me trompe pas est vers 8km/s? En tout cas sa légèreté lui permettrait d'être plus facilement propulsé, je me concentre actuellement sur la partie charge utile, pas la plateforme.

Par contre je peux répondre à ceci:

Tout d'abord, les débris ne restent pas sagement groupés en attendant d'être néttoyés
Il vont former un nuage qui va s'étendre, dont les éléments vont s'éloigner, puis se rapprocher (au gré des noeuds orbitaux) dans un chaos total qui fini rapidement par s'étaler sur des dizaines de kilomètres en quelques heures/jours.

Justement, les choper un par un, et les assembler sur un module qui est attaché dans un premier temps au satellite, dans un deuxième temps, on détache le module du satellite quand il est assez chargé, puis on désorbite le paquet tandis que le satellite va à la poursuite d'autres objets et les agglutinent sur un second module (j'en ai prévus 10).

[Marsat]

Dynamix

Re : Projet orion, explosions nucléaire + fusée, boum!
Citation Envoyé par Marsat Voir le message
Pas de moteur, donc moins cher et plus léger?
L' énergie de ton explosion , il faut bien la diriger .
De plus une explosion ça crée de grosses contraintes dans toute la structure , qu' il faut de ce fait renforcer .

ça c'est prévus Un bon amortisseur, une structure qui supporte les vibrations et une bonne plaque de blindage. mais comme on disait: je vais suivre le conseil de mettre des petites charges, ça étalera dans le temps les contraintes.

[Dynamix]

Je ne me suis pas encore posé la question, ceci doit venir par la suite, la vitesse moyenne si je ne me trompe pas est vers 8km/s?

La vitesse relative entre deux objets sur la même orbite , ça peut être 16 km/s (s' ils tournent en sens inverse) ou 0 km/s
Du point de vue de l' énergie cinétique , ça fait des grosses différences .

[Marsat]

D'ou la nécessité d'en envoyer plusieurs, il faut voir cela comme des organismes indépendants opérant partout, non pas tout seul.
Bien sur il faudrait qu'ils puissent s'entraider de temps en temps, mais bon, c'est à voir.

[Dynamix]

Un bon amortisseur, une structure qui supporte les vibrations et une bonne plaque de blindage.

Et tout ça en balsa expansé , ça ne pèse presque rien

[Marsat]

Haha
Je vais essayer de faire un prototype taille réelle (de toute façon ça doit être petit), pas une maquette (non mais dis donc, ce serait carrément pas marrant sinon!), je pensais vérifier ma structure à vide à l'aide d'un bon gros pétard, le tout avec un oeuf fixé dessus, on verra ce que ça donne, c'est pas des ingés ici, donc faut du visuel.

[illusionoflogic]

Heu, c'est bête ce que je vais dire ... mais avec la puissance des lasers actuels (surtout que l'espace est le lieu idéal), et quelques panneaux solaires pour alimenter l'impulsion, on pourrait pas vaporiser une partie d'un ou plusieurs débris (je suppose que seuls les gros seraient visés), afin de "pousser" gentillement le boulon, vers une orbite de rentrée ?

En +, rien n'empêche de viser des petits débris ... le tout serait de les détecter à temps ... mais je suppose que c'est déjà envisagé ? Et déjà le cas ... en plus, il n'y a pas de vitesse d'approche (on pointe et on tire ... comme à la pétanque ), c'est de la lumière de classe XIII (comme Apollo, pour la postérité, et donc interdit à la vente sur Terre ... mais pas dans l'espace )

C'est pas le sujet, mais ça évite les dommages collatéraux qui risqueraient de créer d'autres débris ... non ?

[Deedee81]

Salut,

Réfléchit un peu. Tes propos sont contradictoires. Je souligne :

avec la puissance des lasers actuels (surtout que l'espace est le lieu idéal), et quelques panneaux solaires pour alimenter l'impulsion

C'est comme si je disais "pour ton problème, tu as des voitures électriques très puissantes, remplace les batteries par une pile neuf volt et..."

Ton laser ne pourra pas fournir plus que les panneaux solaires. Autant concentrer les rayons lumineux du Soleil, au moins tu évites les pertes (les lasers perdent beaucoup en chaleur). Et même là ce serait franchement insuffisant. C'est comme si tu essayais de griller un gros bloc de fer avec une loupe.

[illusionoflogic]

Salut,

Réfléchit un peu. Tes propos sont contradictoires. Je souligne :



C'est comme si je disais "pour ton problème, tu as des voitures électriques très puissantes, remplace les batteries par une pile neuf volt et..."

Ton laser ne pourra pas fournir plus que les panneaux solaires. Autant concentrer les rayons lumineux du Soleil, au moins tu évites les pertes (les lasers perdent beaucoup en chaleur). Et même là ce serait franchement insuffisant. C'est comme si tu essayais de griller un gros bloc de fer avec une loupe.

Ah , mais non, je suis pas d'accords, la puissance peut être énorme si l'impulsion est brève ... les panneaux solaires fournissent une énergie et pas + (là on est d'accord), mais rien n'empêche de stocker (dans des composants de puissance et autres amplificateurs), pour balancer du jus dans le laser (et en impulsionnel, donc avec des femtoseconde, hein !, ça décape !), suffisamment, pour échauffer le débris (je rappelle quand même que le métal est réfléchissant, normalement), et je rappelle que l'on "envisagerait" de "pousser" des corps beaucoup, beaucoup plus gros (même si ça prends du temps), comme désorbiter un géocroiseur (en vaporisant en partie sa surface pour le pousser ailleurs). Évidemment, il faut du temps ... mais dans l'espace, on a le temps, pour dépoubelliser, non ?

D'ailleurs, sur Terre, il y a Boeing qui possèdent des avions (contenant tout ce qu'il faut pour abriter un laser de puissance), qui peuvent viser des missiles tactiques (en échauffant la coiffe, et là en +, il y a l'atmosphère, donc ça doit être un peu plus facile dans l'espace) et les détruire "au décollage". Alors là, franchement, (et pour te titiller les neurones, exprès ) tu es de mauvaises foi , surtout quand on parle de station solaire orbitale et que l'on s'inquiète que le faisceau µonde rate ça cible sur Terre ... alors dans l'espace ? Si on arrive même pas à faire ça ? D'autant que la l'énergie des lasers suit une sorte de loi de Moore (eh oui , dans la même veine que la progression de la puissance de calcul et miniaturisation), donc avec des projets comme le LMJ (tiens d'ailleurs on en entend + parlé ?), les laser d'aujourd'hui ... même si pas encore suffisant, pourraient le faire un jour, c'est obligé (sauf si pas d'investissement la dedans : mais, c'est HS)

PS : c'est pour ça qu'une batterie de 12 Volt, au plomb, ne peut pas faire d'arc électrique (gnin), elle ne peut pas faire de puissance, parce que ... quoi ? Bah rien ! Alors ?

PS2 : J'ai argumenté, je n'essayerai pas de répondre une seconde fois si ce post ne passe pas , mais merci d'avoir pris le temps

PS3 : j'ai pas pris la peine d'apporter des sources (mais je le ferais si demandé, et si ce message passe).

[Carcharodon]

En tout cas sa légèreté lui permettrait d'être plus facilement propulsé, je me concentre actuellement sur la partie charge utile, pas la plateforme.

c'est justement contradictoire, Marsat : tu veux pouvoir disposer de reserves d'ergols qui te permettent de faire de grosses manœuvres la haut (passer d'un débris a l'autre), mais que ton "tug" soit léger !
Supposition paradoxale et donc irréaliste dès la base.

Justement, les choper un par un, et les assembler sur un module qui est attaché dans un premier temps au satellite, dans un deuxième temps, on détache le module du satellite quand il est assez chargé, puis on désorbite le paquet tandis que le satellite va à la poursuite d'autres objets et les agglutinent sur un second module (j'en ai prévus 10).

Donc, tu présupposes que tu peux avoir le beurre (la quantité de dV disponible) et l'argent du beurre (une masse très légère malgré une grosse quantité d'ergols.).
c'est pas possible.

Et après ça, tu voudrais rajouter en plus un système inutile d'explosif pour la rentrée atmosphérique.
inutile car tu disposes déjà d'une motorisation (pour aller d'un débris a l'autre) qui rend ce système redondant.

Je suis au regret de te dire que ce projet n'a rien de réaliste, et qu'il faudrait, avant de faire tourner l'imagination, être déjà capable de définir au préalable un cahier des charges un minimum précis pour ce genre d'engin.
Du genre capacité d'intervention (altitude de travail maxi), marge de manœuvre (dV disponible en km/s pour la masse du tug + des débris) a cette altitude d'intervention, capacité de désorbitation (en kg) a cette altitude d'intervention.
Ça c'est déjà une première étape indispensable, sinon on arrive facilement a croire, comme tu le fais actuellement, qu'on dispose d'un dV quasi infini pour faire ce qu'on veut en orbite, ce qui fait facilement croire à des mirages.

Mais je répète : ces satellites nettoyeurs ne pourraient de toute façon exister que pour désorbiter des gros satellites non fragmentés.
Il est hors de propos de pouvoir désorbiter un nuage de débris spatial avec les technologies disponibles actuellement.
Sinon, ça ferait déjà longtemps que ces systèmes seraient opérationnels, à l'heure ou les agences spatiales se plaignent de la menace du syndrome de Kessler.

Les solutions a ce problème consistent à anticiper la fin de vie du satellite, comme je l'ai décrit ici : désorbitation programmée dès le départ, ou orbite cimetière.
Donc, on est pas près de voir des satellites nettoyeurs.

[Marsat]

c'est justement contradictoire, Marsat : tu veux pouvoir disposer de reserves d'ergols qui te permettent de faire de grosses manœuvres la haut (passer d'un débris a l'autre), mais que ton "tug" soit léger !

Je n'ai jamais dit que je voulais que les ergols soient léger, ça ne peut se faire, mais si la charge utile, est légère, il sera plus facile à la plateforme de le bouger et donc cela utilisera moins d'ergols pour le mouvoir, je fais cela dans une logique d'économie de carburant, pas de croyance vaine qu'un engin léger peut tout faire. Je n'imagine pas un truc a la star wars, plus un petit drone, léger, mais très lent.

Et après ça, tu voudrais rajouter en plus un système inutile d'explosif pour la rentrée atmosphérique.
inutile car tu disposes déjà d'une motorisation (pour aller d'un débris a l'autre) qui rend ce système redondant.

Je souhaite garder le satellite en vie pour d'autres opérations, pas le désorbiter lui même, j'ai dit que ce système est sur un module largable, il y en a 10 sur le satellite de manière à désorbiter plusieurs charges et pas qu'une, de cette manière, les manoeuvres d'accélération peuvent se faire à vide pour économiser des ergols.

Je suis au regret de te dire que ce projet n'a rien de réaliste, et qu'il faudrait, avant de faire tourner l'imagination, être déjà capable de définir au préalable un cahier des charges un minimum précis pour ce genre d'engin.
Du genre capacité d'intervention (altitude de travail maxi), marge de manœuvre (dV disponible en km/s pour la masse du tug + des débris) a cette altitude d'intervention, capacité de désorbitation (en kg) a cette altitude d'intervention.

Capacité d'intervention pour le moment: Orbite basse (je vois petit), puis orbite haute, comme je l'ai dit, le but est de créer une charge utile (or ergols et motorisation), capable d'être adapté sur une plateforme qui elle aura la motorisation que de toute manière je ne saurais calculer ou bien concevoir vus mon niveau (je me concentre sur ce que je sais faire).

Capacité de désorbitation : 100kg /modules maximum, pas plus à la fois sinon ce serait trop difficile.

[Deedee81]

Ah , mais non, je suis pas d'accords, la puissance peut être énorme si l'impulsion est brève ...

Oui, pardon, j'aurais dû préciser que c'est identique pour l'énergie mais pas pour la puissance. Il reste qu'il faut un minimum d'énergie si tu veux avoir un effet notable même si ton impulsion est ultra hyper brève !!!!!
Et je doute que ce soit suffisant (ou suffisamment rapide. On pourrait accumuler l'énergie puis BOUM. Mais ça prendrait un temps fou).

[illusionoflogic]

Oui, pardon, j'aurais dû préciser que c'est identique pour l'énergie mais pas pour la puissance. Il reste qu'il faut un minimum d'énergie si tu veux avoir un effet notable même si ton impulsion est ultra hyper brève !!!!!
Et je doute que ce soit suffisant (ou suffisamment rapide. On pourrait accumuler l'énergie puis BOUM. Mais ça prendrait un temps fou).

Oui, merci

Pour la durée d'action, j'estime que ce ne sera pas rédhibitoire : à voir avec l'ISS (on a le temps, d'autant que le Soleil brille toujours dans l'espace ) et ce genre de laser (pour la rapidité, même si je sais de quoi tu parles , la lumière y'a que ça de vrai !) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Claquage_du_vide (1 seul Joule ! L'effet est donné par la puissance ... pas par l’énergie, à proprement parlée) avec https://fr.wikipedia.org/wiki/Laser_...e#Applications ... où l'on voit que la brièveté engendre la brièveté (attoseconde). Et pour recouper : http://www.lasur-femto.cnrs.fr/squel...garisation.htm (tu vas dire que c'est balancé comme une danseuse, mais bon )

Là où je ne te suis pas (ou à dire ça brièvement en étant optimiste, surtout que moi j'y suis pas ), c'est que je pense que ce sera faisable très très prochainement (les militaires ont peut être déjà ces lasers, mais n'en diront pas +, c'est sûr ! ), je vais essayer de te convaincre ... par qqls liens soj (sait-on jamais ?) :

1) http://www.enderi.fr/Lasers-a-usage-...ents_a279.html

2) http://www.maxisciences.com/avion/si...on_art434.html

3) http://www.lemonde.fr/sciences/artic...1_1650684.html

4) http://www2.cnrs.fr/presse/thema/123.htm

5) http://www.wikelectro.com/loi_de_moore.php où l'on voit bien que la loi de Moore suit l'évolution de l'optoélectronique, des semi-conducteurs, et donc des lasers de forte puissance miniaturisés (sans compter que + la longueur d'onde est courte, plus le "lecteur optique" qui est un laser (bien souvent) est puissant), j'ajouterai même là dedans un petit coup de ça : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A...s_potentielles

Donc même si pas possible "maintenant", je suis certain que ça se fera (sans être particulièrement optimiste, plutôt optique mixte ), surtout qu'un camion ou avion (suffit !), franchement l'ISS, ça fait combien de camions ou d'avions assemblés (en gros ?). Ou un seul "gros satellite" ?

D'ici 3 ans, c'est faisable (encore une fois si subventionné).

[Marsat]

Bonjour - Bonsoir

Pour pouvoir réunir un peu les acteurs de ce projet (design, ingés, marketting aussi), je suis en train de monter une page facebook afin que vous puissiez aider, critiquer, ou simplement être au courant de l'avancée du projet.

Merci à tous pour votre aide et bonne soirée

Lien de la page du projet!

[Marsat]

Bonjour

Suite aux discussions, je voulais partager avec vous les premiers plans du satellite (charge utile).
Pour le reste (propulsion et module d'envoi), je vais m'y mettre une fois que j'aurais trouvé un moyen de créer un détonateur mécanique afin d'avoir quelque chose de plus sûr qu'un système informatique pouvant être compromis.

Les pièces détachées de certaines structures en aluminium seront bientôt commandées pour être ensuite soudées, boulonnées, etc. Bien sur la forme ici possède beaucoup de place de libre afin d'envisager à tout moment la possibilité d'ajouter des systèmes ou structures en fonction de ce qu'il faut, ou de faire passer les câbles. Les schémas de programmation sont en cours d'édition pour expliquer plus clairement.

LIEN VERS PDF


En espérant vos retour

Bonne journée à vous et Joyeux Noël!

V.