Bouclier thermique magnétique

[Fan de Ducrocq]

Un bouclier thermique magnétique en développement



Le nouveau bouclier thermique magnétique, développé par EADS Astrium et l'ESA, l'agence spaciale européenne, devrait compléter voire remplacer les boucliers thermiques traditionnels en céramique.

Le champ magnétique est censé être généré par une bobine en matériau super-conducteur, écartant les particules de l'atmosphère de la surface du vaisseau, et éliminant la friction du même coup.

Si tout se déroule comme prévu, ce bouclier sera testé avec un lanceur russe Volna dans la décénnie à venir, pénétrant dans l'atmosphère à la vitesse de Mach 21. (th)
04/12/09 17h17


Un article de flightglobal.com reproduisant la même photo:

Magnetic heat shield test could use Russian launcher

Ces deux articles font référence à EADS, mais je n'ai rien trouvé à ce sujet.
Qu'en pensez vous de ce concept?

[tatiana13]

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[Fan de Ducrocq]

Il s'agit d'un "bouclier classique" soumis à la friction de l'air.
Celui que j'évoque est magnétique éliminant la friction du même coup.
Merci d'avoir chercher. :)

[Meewan]

enfin cette nouvelle technologie pose un nouveau problème en effet si on élimine les frottements comment on ralenti pendant la première partie de la décente ? les vitesses sont beaucoup trop élever pour les freinages classiques (parachutes) donc le seul moyen est l'utilisation de rétrofusées qui avec leurs ergols doivent probablement peser tres lourd.

[Fan de Ducrocq]

Tout à fait pertinent

[DGFIP]

Je me demande si un échauffement donc un freinage ne s'effectuerait pas tout de même avec un bouclier magnétique.

L'espace entre l'air et la carlingue du vaisseau, c'est à dire le champ magnétique encaissant la chaleur et opérant une sorte de freinage.

Je me demande seulement !

[Meewan]

en fait il y a un truc que je ne comprend pas
pour que le bouclier magnétique fonctionne il faut qu'il y ai ionisation pour qu'il y ai ionisation il faut des frottements donc un grand échauffement. le problème c'est que le principe d'un bouclier magnétique c'est de dévier les particules charger donc de diminuer les frottements donc l'ionisation et il perd de son efficacité. ce que je ne comprend pas c'est que d'après le raisonnement ci-dessus le fait même qu'il fonctionne fait qu'il ne sert plus a rien (quand il est activer il n'y a plus d'ionisation donc il est inefficace).

[Laurent J]

enfin cette nouvelle technologie pose un nouveau problème en effet si on élimine les frottements comment on ralenti pendant la première partie de la décente ? les vitesses sont beaucoup trop élever pour les freinages classiques (parachutes) donc le seul moyen est l'utilisation de rétrofusées qui avec leurs ergols doivent probablement peser tres lourd.

Le principe des courants induits, c'est que les courants qui apparaissent dans la bobine génèrent un champ magnétique permettant de s'opposer au mouvement (variation de flux magnétique) qui a créé les courants.
Autrement dit, le principe de l'action/réaction fait que comme la bobine repousse le plasma, le plasma repousse la bobine... donc il y a bien un freinage (c'est en quelques sortes un frein de Foucault spatial...)

Par contre pour ta deuxième question, j'avoue que je n'ai pas de solution évidente... mais je fais confiance aux ingénieurs pour nous trouver qqchose (canon à plasma, mât, ou simple ralentissement du plasma permettant de diminuer l'échauffement ???)

[Meewan]

ha oui l'induction je n'y avais pas pensé en plus je travail dessus en cour et on fait exactement ce genre de choses (enfin plus ou moins vue qu'on ne connais pas la notion de plasma)

[lambda0]

Tiens, tiens...

Début d'un l'article, juste de quoi mettre l'eau à la bouche :
http://pdf.aiaa.org/jaPreview/JSR/2009/PVJA44230.pdf

Description d'une expérience :
www.lpi.usra.edu/meetings/nsrc2010/pdf/4067.pdf

Gd-Ba-Cu-O est supraconducteur à 77 K.

[Fan de Ducrocq]

Merci, lambda0, nous progressons vers la Vérité :esanasa:

[tatiana13]

en effet, petit à petit nous avançons vers une meilleure compréhension de ce dispostif
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[Kostya]

en effet, petit à petit nous avançons vers une meilleure compréhension de ce dispostif

Ce n'est pas sans rappeler la MAD (Magnétoaérodynamique) dont c'est une des applications, fou, non ?

[tatiana13]

si oui, nous en avons beaucoup discuté au sujet du Vasimr également

[Henri]

En fait le principe de fonctionnement est assez simple. Lorsque le dispositif aborde à grande vitesse les couches les moins denses de la haute atmosphère, une onde de choc classique se forme en avant de l'engin et là le gaz dilué se transforme en plasma lors de son freinage (par rapport au référenciel de l'engin) dans la zone de stagnation. Dés qu'il y a plasma, le champ magnétique induit un courant dans le plasma (conducteur). L'induction magnétique créée par les courants dans ce plasma se comporte comme un autre aimant qui freine le dispositif (force de Lorentz), ce qui repousse (action-réaction) la zone de stagnation suffisamment loin du dispositif pour limiter les flux radiatifs sur l'engin. Comme la résistance du supraconducteur est nulle (par définition) les pertes par effet Joule y sont également nulles, mais par contre le plasma lui n'a pas une résistance nulle, et c'est donc dans le plasma (et par effet Joule) qu'est dissipée l'énergie cinétique du dispositif... Le tout est maintenant de voir quelle serait la masse du dispositif comparée à celle d'un bouclier thermique ablatif classique ou d'un bouclier réfractaire genre navette...
Nota, comme il s'agit d'utiliser des supra à "haute température", de l'azote liquide suffirait à le maintenir au froid.

[Nicholas Houde]

Dans le cas d'un bouclier classique, on est en présence d'un phénomène "purement physique", c'est à dire que l'objet tombe et la nature suit son cours. Dans le cas du bouclier magnétique, le but serait de n'avoir qu'une structure en aluminium ou autre, sans protection thermique, donc en principe, moins lourde (ou un peu plus lourde mais moins chère). Alors voila, l'objet tombe et.... le système est mieux de fonctionner pour que la nature, qui serait de désintégrer la structure, ne suive pas son cours. Évidamment, si le bouclier classique est fissuré, il y a désintégration partiel, mais il me semble que c'est comme aller nager dans un banc de grand requin blanc avec un "speedo" et un émmeteur de fréquence sencé éloigner ces dernier... Houlà.

Sinon, je croyais également qu'il devait y avoir un système de friction magnétique, comme les freins qui récupère l'énergie du freinage dans le transport.

L'idée que j'apporte, c'est qu'il serait possible de récupérer l'énergie de la ré-entrée pour faire fonctionner le dispositif, pour que ce dernier ne dépende pas d'une source d'énergie que 'on doit apporter. De plus, avec un système qui récupère tout cette énergie cinétique pour lui faire accomplir un travail, on se rapproche d'un système "purement physique", où l'objet n'a qu'à tomber pour fonctionner, nonobstant une panne généralisé, comme dans appolo 13 (panne pas si généralisé que ça, mais quand-même).