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 Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?

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Argyre




Masculin Nombre de messages : 2992
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MessageSujet: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 11:10

Bonjour,

Je cherche à déterminer la masse d'une capsule de réentrée atmosphérique pour 2 personnes et environ 200 kg de charge supplémentaire. Cette capsule ne doit être utilisée que pour la fin d'une longue mission au-delà de l'orbite terrestre, donc elle n'est pas supposée servir de lieu de vie plus d'une journée.
J'ai regardé les données techniques concerant la capsule Apollo. En résumé :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Module_de_commande_et_de_service_Apollo
- Équipage : 3 (+ 1 centaine de kg de roches si je ne m'abuse)
- Volume de l'habitacle : 6,17 m³
- Diamètre : 3,90 m
- Masse totale : 5 806 kg
- Masse de la structure : 1 567 kg
- Masse du bouclier : 848 kg
Cette capsule fait 5,8 tonnes mais devait servir plusieurs jours, donc elle me parait un peu surdimensionnée. Par exemple, on a :
- Masse des couchettes et de la nourriture : 550 kg
ce qui parait beaucoup.

En ce qui concerne la capsule Soyouz, elle ne pèse que 2,9 tonnes. Elle peut embarquer 3 personnes et 50 tonnes de matériel, donc on est un tout petit peu en dessous des spécifications. De plus, le bouclier thermique n'est probablement pas prévu pour supporter la charge thermique d'une rentrée à grande vitesse.
- Masse 2,900 tonnes
- Diamètre : 2,2 mètres (incroyablement petit par rapport au diamètre de la capsule Apollo alors qu'il y a 3 personnes également !)
- Volume habitable : 4 m3 (là encore, les Russes ont fait fort !)
- Charge supplémentaite : 50 kilograms avec un équipage à 3 ou 150 kg avec un équipage à 2

Question préliminaire : quelle est la masse du bouclier thermique de la capsule Soyouz (ça pourrait une question du prochain concours ...) ? (je n'ai pas trouvé sur capcomespace)

Question 2 : comment varie la masse du bouclier thermique en fonction des contraintes de la vitesse de réentrée et du diamètre de la base conique de la capsule ? Quelqu'un a des infos ?

Bref, à combien peut-on estimer la masse de la capsule dont je viens de donner les spécifications ?
- 3 tonnes ?
- 3,5 tonnes ?
- 4 tonnes ?
Plus ?
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Apolloman
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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 11:26

Argyre a écrit:
Bonjour,
En ce qui concerne la capsule Soyouz, elle ne pèse que 2,9 tonnes. Elle peut embarquer 3 personnes et 50 tonnes de matériel

J'aurais plutôt écris 50 kg Wink

_________________
Paul Cultrera/Apolloman
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bernardw




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 14:13

Argyre a écrit:
Bonjour,
En ce qui concerne la capsule Soyouz, elle ne pèse que 2,9 tonnes. Elle peut embarquer 3 personnes et 50 tonnes de matériel, donc on est un tout petit peu en dessous des spécifications. De plus, le bouclier thermique n'est probablement pas prévu pour supporter la charge thermique d'une rentrée à grande vitesse.
- Masse 2,900 tonnes
- Diamètre : 2,2 mètres (incroyablement petit par rapport au diamètre de la capsule Apollo alors qu'il y a 3 personnes également !)
- Volume habitable : 4 m3 (là encore, les Russes ont fait fort !)
- Charge supplémentaite : 50 kilograms avec un équipage à 3 ou 150 kg avec un équipage à 2
Le bouclier thermique du soyouz est prévue pour un retour sur terre à la seconde vitesse cosmique, donc de n'importe quel point du système solaire
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Argyre




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 18:09

bernardw a écrit:
Argyre a écrit:
Bonjour,
En ce qui concerne la capsule Soyouz, elle ne pèse que 2,9 tonnes. Elle peut embarquer 3 personnes et 50 tonnes de matériel, donc on est un tout petit peu en dessous des spécifications. De plus, le bouclier thermique n'est probablement pas prévu pour supporter la charge thermique d'une rentrée à grande vitesse.
- Masse 2,900 tonnes
- Diamètre : 2,2 mètres (incroyablement petit par rapport au diamètre de la capsule Apollo alors qu'il y a 3 personnes également !)
- Volume habitable : 4 m3 (là encore, les Russes ont fait fort !)
- Charge supplémentaite : 50 kilograms avec un équipage à 3 ou 150 kg avec un équipage à 2
Le bouclier thermique du soyouz est prévue pour un retour sur terre à la seconde vitesse cosmique, donc de n'importe quel point du système solaire
Merci de cette information ! Mais est-ce qu'il n'y a pas plusieurs versions de cette capsule ? Est-ce que c'est bien la version actuellement utilisée, celle qui pèse 2,9 tonnes ?
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tatiana13




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 22:18

Argyre a écrit:

Je cherche à déterminer la masse d'une capsule de réentrée atmosphérique pour 2 personnes et environ 200 kg de charge supplémentaire. Cette capsule ne doit être utilisée que pour la fin d'une longue mission au-delà de l'orbite terrestre, donc elle n'est pas supposée servir de lieu de vie plus d'une journée.

pour quel type de mission, terrestre ( retour par exemple de la capsule ORION, ou Dragon?) ou sur une autre planète ( Lune, Mars) ou lune ( tel Deimos/Phobos) voire astéroide du sytème solaire?
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Exocet




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 22:40

bernardw a écrit:
Le bouclier thermique du soyouz est prévue pour un retour sur terre à la seconde vitesse cosmique, donc de n'importe quel point du système solaire
Précisons.

A ma connaissance la version actuelle n'a un bouclier prévu que pour l'orbite basse.

Mais la version étudiée du temps du programme lunaire soviétique, pour deux cosmonautes (tiens ça tombe bien :) ), faisait 2800 kg :
http://www.astronautix.com/craft/soy7klok.htm
http://www.astronautix.com/craft/soyloksa.htm
http://www.russianspaceweb.com/lok.html
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tatiana13




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Jeu 20 Jan 2011 - 23:37

il faudrait voir aussi les caractéristitiques de Shenzhou-6


http://www.capcomespace.net/dossiers/chine/shenzhou.htm
Le module de rentrée chinois est environ 13 % plus large en dimension que son homologue russe.

maintenant, on a aussi ce projet "obsolète" US


dans l'attente de la capsule Dragon
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Argyre




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Ven 21 Jan 2011 - 11:55

Bonjour,

Ce que je trouve extraordinaire sur ce forum, c'est la qualité des réponses ! Même si la question est très technique, on est rarement déçu, on obtient presque toujours des informations détaillées avec des liens vers des sites très intéressants.
Merci à tous.
S'il y a encore d'autres infos à ajouter, surtout n'hésitez pas.
Pour information, j'essaie actuellement d'écrire, ou plutôt d'améliorer un article sur un scénario aller-retour vers Mars, déjà exposé ailleurs sur le forum. Or dans ce scénario, il est nécessaire de minimiser la masse de la capsule utilisée pour le retour final sur Terre, prévue pour 2 personnes, avec malgré tout en cas de problème avec le 2ème vaisseau la possibilité d'avoir 2 passagers supplémentaires qui n'auraient pas accès aux commandes, d'où le besoin de 200 kg supplémentaires.
En première approximation, j'ai posé l'hypothèse qu'une capsule de la taille du Soyouz pour 3 personnes pourrait suffire, mais on m'a suggéré de vérifier ce point.

A+,
Argyre
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yoann




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Ven 21 Jan 2011 - 13:55

On a aussi oublier la capsule gemini conçu pour 2...
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Apolloman
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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Ven 21 Jan 2011 - 15:06

yoann a écrit:
On a aussi oublier la capsule gemini conçu pour 2...

Oui mais non, la capsule ne fut conçue que pour une réentrée à la première vitesse cosmique (orbite terrestre 8 km/s) et non pas la seconde vitesse cosmique (Apollo et son retour de la Lune à 11 km/s)

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yoann




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Ven 21 Jan 2011 - 15:13

Il n'y a meme pas eu une toute petite ebauche d'etude pour le "lunar gemini" ?
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Argyre




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MessageSujet: Re: Quelle masse minimale pour une capsule de réentrée ?   Ven 21 Jan 2011 - 15:47

yoann a écrit:
Il n'y a meme pas eu une toute petite ebauche d'etude pour le "lunar gemini" ?

On l'aurait appelée G-maxi dans ce cas, et non G-mini ... Wink
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