Bonsoir je suis étudiant en 2ème année de prépa MP et je galère encore pour le TIPE je voulais seulement avoir votre avis sur cette problématique qui me semble beaucoup trop banale
"pourquoi le moteur à effet Hall sera le moyen de propulsion du futur"
je comptais faire une comparaison entre un propulseur à effet Hall(PPS 5000 en l'occurence) et un moteur à combustion
merci pour vos réponses.
Salut,
Je ne trouve pas çà si banal. Rien que décrire les deux types de propulseurs, ça déjà pas mal de matière. Et la comparaison est certainement très intéressante.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Les propulseurs du type PPS 5000 sont des propulseurs à plasma, ils se placent dans la même classe de propulsion : poussée, impulsion spécifique, que les propulseurs ioniques.
Les deux types utilisent des gaz ionisés de très faible densité, accélérés par des champs électriques (ioniques) ou électromagnétiques (effet Hall)
Ils ne peuvent servir que comme contrôle d'attitude et réajustement d'orbite pour les satellites, jamais pour le lancement terrestre.
Il existe un grand nombre d'articles sur le sujet et vous n'aurez pas de difficultés à vous documenter.
Comprendre c'est être capable de faire.
Bonjour et bienvenue au club !Envoyé par chedlyly
Dans un TPE on n’a pas besoin de faire de scoop. Il s’agit seulement d’exposer l’état actuel des connaissances et/ou des technologies.
La comparaison entre les différents types de propulsion est intéressante avec les avantages de l’un, à plasma, à savoir impulsion spécifique, réallumage, stockabilité, et de l’autre, chimique, à savoir poussée surtout.
Comme toujours, tout va dépendre du niveau de connaissances de ton auditoire en termes de physique et chimie. Je suppose que tu n’auras pas beaucoup d’explications à leur donner sur les bases physiques de ces technologies.
Nico
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
merci beaucoup pour vos réponses je peux au moins me lancer dedans maintenant
Ils peuvent servir aussi a une injection trans-planétaire ou lunaire (une fois l'engin déjà installé en orbite terrestre).Ils ne peuvent servir que comme contrôle d'attitude et réajustement d'orbite pour les satellites, jamais pour le lancement terrestre.
Mais pas comme contrôleur d'attitude par contre : il en faudrait au minimum 6 pour ça, sur l'engin : deux de sens opposés sur chacun des 3 axes.
Les gyroscopes et RCS sont bien plus adaptés à cette tache et le resteront, quelque soit le type d'ergol utilisé pour les RCS (et ils sont nombreux à disposition, propergols comme, surtout, monergols).
Mais il est vrai que pour une "propulsion du futur", son domaine d'utilisation est assez réduit.
Le premier engin qui a utilisé une propulsion ionique dans l'espace a été tiré il y a déjà 20 ans : deep space 1
Puis il y a eu Dawn en 2007.
Entre les deux, l'ESA a aussi testé la propulsion ionique (a effet hall) sur SMART-1, lancé en 2003.Dawn est une sonde de taille modeste, pesant environ 1 300 kilogrammes. Bien que ne disposant que de 425 kilogrammes d'ergols, ses moteurs ioniques lui ont permis d'accélérer de plus de 10 km/s sur l'ensemble de la mission. En établissant un nouveau record dans ce domaine, la sonde a démontré le potentiel de ce type de propulsion pour les missions interplanétaires.
Qui a mis quand même 16 mois pour passer d'une orbite terrestre a une orbite lunaire (au lieu de 3 jours avec une propulsion chimique).
De même, l'effet hall (qui est un type particulier de propulsion ionique) n'est absolument pas concerné, en tout cas a ce jour, dans le cadre d'une mission habitée : avez vous déjà entendu parler de son utilisation dans le cadre de la reconquête de la Lune ou de la conquête de Mars ?
Ça ne risque pas : puissance trop faible pour des vols habités qui doivent durer un temps limité.
Aujourd'hui, on a clairement pas la puissance requise, la faute principalement à la masse du générateur nécessaire pour avoir une poussée décente.
La ou il devrait percer (ou il est en train de percer), c'est au niveau des satellites en orbite terrestre, par exemple pour transformer une orbite GTO en GEO pour les satellites géostationnaire : car les fusées actuelles (Ariane 5/6 Falcon 9 et bientôt New Glenn) sont des fusées uniquement GTO qui laissent le satellite finaliser lui même sa circularisation géostationnaire.
Dans ce cadre, la propulsion ionique a de très beaux jours devant elle, un vrai marché d'un volume annuel conséquent, contrairement aux rares missions scientifiques dans le système solaire.
Mais il ne faut surtout pas croire que la propulsion ionique va remplacer tout le reste, comme l'intitulé "propulsion du futur" pourrait le laisser croire.
La propulsion ionique a encore d'énormes progrès à faire avant de penser à l'utiliser dans autre chose qu'une tache ponctuelle ultra spécifique.
En ce qui concerne le lancement, il n'y a que la propulsion chimique qui marche à ce jour.
Bon boulot et n'hésite à poser les questions que tu veux.
Nico
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
Et les ballons ? Une fois en altitude , on peut envisager un autre type de propulsion puisque la gravité est moindre qu'au niveau du solEn ce qui concerne le lancement, il n'y a que la propulsion chimique qui marche à ce jour.
Ah bon ? Je n'étais pas au courant. On me cache tout, on ne me dit rien.Il y a eu beaucoup de lancements avec un ballon ? L'ESA et la NASA prévoient d'en faire ?
Nico
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
https://youtu.be/AXuU275TObg
Le 1er mars 2017, Zero 2 Infinity a lancé sa première fusée de Near Space, un prototype de Bloostar. Le vol a eu lieu aux installations de l'INTA (Instituto Nacional de Técnia Aeroespacial) à El Arenosillo, Huelva. Le ballon qui a porté Bloostar à 25 km a été lancé depuis un bateau dans le golfe de Cadix. À 25 km a eu lieu l'allumage de la fusée. Les objectifs de la mission étaient les suivants: (i) validation des systèmes de télémesure dans des conditions spatiales, (ii) allumage contrôlé, (iii) stabilisation de la fusée, (iv) surveillance de la séquence de lancement, (v) déploiement du parachute, et enfin (vi) récupération en mer. Tous ces objectifs ont été atteints dans leur intégralité.
La propulsion est chimique mais à cette altitude on peut certainement envisager d'autres moyens de propulsion.
Le ballon permet l'économie sur la hauteur et c'est valable pour de petites fusées.
Si l’énergie potentielle est gagnée, la pesanteur varie très peu entre l'altitude et l'altitude 30 ou 40km, qui sont les maximums possibles. La fusée gagne aussi sur la résistance de l'air, elle peut accélérer plus vite.
Donc pas de gain sur l'accélération initiale, au contraire, pour profiter de l'avantage de l'altitude, il vaut mieux accélérer le plus vite possible.
Comprendre c'est être capable de faire.
ok je note
À ma connaissance il y a eu des lancements à l’aide d’un ballon avec des petites fusées pour des lancements qui n’étaient pas orbitaux mais balistiques. Pour mettre en orbite des satellites d’une vingtaine de tonnes il faudrait sûrement des ballons monstrueux. De plus leur grande sensibilité au vent risque d’être contradictoire avec l’extrême précision nécessaire aux mises en orbite.
Nico
Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.
Bonjour à tous j'aurais une question sur les moteurs ionique les Propulseurs chimique tiennent leur puissance grâce à l'énorme masse de carburant qu'ils ejecte alors que les moteurs ionique éjecté peut de masse de carburant alors je pense qu'il faut augmenter la vitesse d'éjection des ions donc voilà ma question sera t'il possible un jour de concevoir des moteurs ionique avec un vitesse d'éjection suffisante pour obtenir la même puissance de poussé et d'accélération qu'un moteur fusée chimique pour par exemple échapper à l'attraction d'une planète.merci d'avance !
Bonjour
La poussée d'un propulseur à réaction est égale au produit de la vitesse d'éjection par le débit de masse. La puissance mise en jeux (pas nécessairement convertie en énergie cinétique du vaisseau) est, elle, égale au demi produit du débit de masse par le carré de la vitesse d'éjection. Ainsi, elle croit rapidement quand la vitesse augmente, pour une poussée donnée: Pour sortir du puit de gravité de la Terre, ceci requiert rapidement la mise en oeuvre d'un réacteur nucléaire (nécessairement d'un type "dédié"). Un propulseur capable de délivrer une poussée élevée en éjectant des gaz à vitesse également élevée devra immanquablement fonctionner à température élevée (en gros, proportionnelle à la racine carrée de la vitesse d'éjection) et, donc, utiliser une "tuyère" à plasma avec des champs magnétiques destinés à contrôler le jet de plasma et à éviter la destruction du propulseur !! De tels propulseurs, indispensables pour entreprendre, en grand, l'exploitation de l'espace, sont parfaitement réalisables, uniquement avec les connaissances standards de la physique. Mais leur conception et leur mise au point demanderont pas mal d'argent (euphémisme !!)
Cordialement
Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !
Correction de mon message précédent: c'est évidemment la vitesse qui est proportionnelle à la racine carrée de la température.
Mille excuses!
Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !
Bonjour,
En effet, la Russie a un projet de réacteur nucléaire spatial de 1000 kWe, qui pourrait utiliser des propulseurs à effet Hall (mais il y a d'autres types de propulseurs envisagés) entre autre pour un module de transfert allant de l'orbite de sûreté nucléaire (> 800 km d'altitude) à l'orbite géostationnaire. Un prototype devait être testé fin 2018 (mais j'ignore si le test à effectivement eu lieu) et malgré des coupes budgétaires liées aux sanctions de la communauté internationale, le gouvernement russe prévoit toujours un test dans l'espace vers 2025.
Pour un SSTO je ne pense pas, mais pour une mission vers Mars, la NASA s'intéresse à la propulsion nucléaire thermique en collaboration avec la branche "énergie nucléaire" de la société américaine BWXT, basée en Virginie :
NASA boosts nuclear thermal propulsion with BWXT contract
Quelques technologies nécessaires à un tel propulseur ont été testées avec succès en octobre 2018 :
BWXT Hosts NASA Officials for Demonstration of Nuclear Thermal Propulsion Technologies
S'il arrivait à son terme, le projet de BWXT est un réacteur de 500 MW (contre ~1140 MW pour le programme Nerva, pour ceux qui connaissent).
Cordialement.
Un moteur ionique ne pouvant fonctionner que dans le vide, c'est exclu pour un SSTO de toute façon, quelles que soient les autres limitations.
