Dans les prochaines 50 années du côté...américain

[patchfree]

Un post un peu curieux compte-tenu du thème de cette partie du forum mais...intéressant parce qu'il donne en peu de mots la politique de la NASA pour les 50 prochaines années. Or il fait nul doute que les russes sont les premiers lecteurs attentifs des décisions américaines. Sans que mécaniquement les russes emboitent le pas aux américains (et ce d'autant que bon nombre des options de la NASA aujourd'hui sont des options retenues depuis plusieurs années par les russes) ils ne voudront pas "rester à côté" des développements américains.

On note d'ailleurs des options parallèles des deux côtés:
- un vaisseau pouvant assurer les vols spatiaux du futur
- l'ISS comme base de recherche scientifique et comme centre de développement de nouvelles technologies pour les vols lointains et le support aux autres missions.

Ce qui n'est pas clair chez les américains c'est si Orion sera le vaisseau utilisé (entre autre) vers Mars ou si il n'en sera que la base de développement. Chez les russes le PTS semble lui déjà destiné à cette tâche bien que dans les deux cas la durée de vie dans l'espace de ces deux vaisseaux ne soit pas suffisante pour accompagner une mission de plus de 2 ans... sans compter les problème autre comme la protection contre les radiations.

Enfin la NASA a en plus dans ses missions, le développement des avions du futur, ce que Roscosmos n'a pas.

05.07.2011 / 00:05 NASA announced plans for the next 50 years


NASA does not cease to exist, despite the end of shuttle program since the implementation of the planned research will take at least half a century, said the head of the Charles Bolden. The press office of NASA.
"As a former astronaut and current head of NASA, I declare that the U.S. leadership in space will continue for at least 50 years. We have laid the foundation for success and failure is not an option for us "- the statement says Bolden.
He said that further steps will be the development of research in the field of human space travel to other planets in our solar system. Work on the creation of a spacecraft that can carry crew to Mars has already begun.
Orion capsule will serve as a basis that can take four astronauts to the 21 day mission. In the near future it is planned to submit a draft of launching spacecraft from low Earth orbit. Also currently working on a variety of systems that allow people to safely explore space. The list includes protection from radiation and solar radiation, high-performance modules and life support items refueling in space.
In addition, work will continue on the International Space Station, scheduled to make the center of space research in low Earth orbit. At the moment, the ISS can take six astronauts to carry out various studies under conditions of weightlessness. In the future, the station can be one of the points of support for spaceflight. Particular attention will be paid to support commercial companies in their quest to deliver cargo to orbit and people to help NASA in space exploration.
As for the flight in the atmosphere, here are the top priorities on the one hand, creating a quieter, economical and safe aircraft, and with other improvements to existing flight control systems. In particular, a system in which the aircraft can climb and fall without crossing the path of each other. Innovations must be put into operation as early as 2025, reports "BaltInfo."

On pourra par la suite comparer les options choisies par les deux grands pays spatiaux quand elles vont être mises en oeuvre.

[montmein69]

Ce qui n'est pas clair chez les américains c'est si Orion sera le vaisseau utilisé (entre autre) vers Mars ou si il n'en sera que la base de développement. Chez les russes le PTS semble lui déjà destiné à cette tâche bien que dans les deux cas la durée de vie dans l'espace de ces deux vaisseaux ne soit pas suffisante pour accompagner une mission de plus de 2 ans... sans compter les problème autre comme la protection contre les radiations.

La dimension finale d'un vaisseau permettant un vol vers Mars, dépasse largement celle des véhicules actuellement en développement. (qu'ils s'agisse du PTS russe ou du MPCV américain)
C'est sans doute ce qui est sous-entendu dans "servir de base de développement" pour indiquer que ces capsules capables d'effectuer le "retour dans l'atmosphère terrestre" seront seulement un maillon du vaisseau spatial interplanétaire.
Les russes n'ont pour l'instant pas publié récemment de scénario complet d'une mission martienne (à ma connaissance).

[grysor]

Conquête spatiale : Objectif Mars

Les Américains lancent, pour la dernière fois ce vendredi, leur navette Atlantis. Fin d’une époque, mais la conquête continue : « L’homme marchera sur Mars » affirme Jean-Loup Chrétien.
lien article France soir http://www.francesoir.fr/actualite/societe/conquete-spatiale-objectif-mars-116628.html

[Explorer]

Conquête spatiale : Objectif Mars

Les Américains lancent, pour la dernière fois ce vendredi, leur navette Atlantis. Fin d’une époque, mais la conquête continue : « L’homme marchera sur Mars » affirme Jean-Loup Chrétien.
lien article France soir http://www.francesoir.fr/actualite/societe/conquete-spatiale-objectif-mars-116628.html

Un point de vue emprunt de bon sens. Mais je retiens quand même les paroles de JFC dans le chapô de l'article

[montmein69]

F.-S. Quel est le prochain grand défi ?

J.-L. C. Envoyer des hommes sur Mars est certainement le prochain grand objectif. Mais il faudra attendre au moins cinquante ans.

Vision forcément optimiste - en terme de délai ... car au-delà de la décennie à venir sur des programmes engagés, qui peut faire un pronostic ? - ... il ne peut en être autrement de la part d'un astronaute.
En attendant .... que les technologies commencent à être mises en développement (et puissent espérer devenir opérationnelles) pour ce voyage habité martien, on voit que les "modestes" missions automatiques subissent aussi le couperet des restrictions budgétaires (voir le FIL sur Mars 2016 et 2018).
Il faudra attendre un renouveau significatif dans ce domaine pour que les techniques d'atterrissage, de redécollage éventuellement de production d'ergols in situ soient matures. Et que cela serve au développement des équipements du vol habité. Tout cela est intrinséquement indissociable.

Du côté russe on reste très interrogatif sur les chances de succès de Phobos-Grunt (une étape là aussi). On tente de terminer à marche forcée la mise au point afin de ne pas rater la fenêtre de tir ..... donc risques non négligeables.

[Argyre]

Ce qui n'est pas clair chez les américains c'est si Orion sera le vaisseau utilisé (entre autre) vers Mars ou si il n'en sera que la base de développement. Chez les russes le PTS semble lui déjà destiné à cette tâche bien que dans les deux cas la durée de vie dans l'espace de ces deux vaisseaux ne soit pas suffisante pour accompagner une mission de plus de 2 ans... sans compter les problème autre comme la protection contre les radiations.

La dimension finale d'un vaisseau permettant un vol vers Mars, dépasse largement celle des véhicules actuellement en développement. (qu'ils s'agisse du PTS russe ou du MPCV américain)
C'est sans doute ce qui est sous-entendu dans "servir de base de développement" pour indiquer que ces capsules capables d'effectuer le "retour dans l'atmosphère terrestre" seront seulement un maillon du vaisseau spatial interplanétaire.
Les russes n'ont pour l'instant pas publié récemment de scénario complet d'une mission martienne (à ma connaissance).

Orion n'est pas prévu pour un voyage de 3 ans. Pour un tel voyage, il faut beaucoup plus de consommables, eau, nourriture, vêtements, fluides, filtres, plus d'outils, plus de pièces de rechange, des systèmes de contre-mesure pour limiter les effets de l'impesanteur, des appareils pour la pratique de la médecine.... Au niveau du système de support vie, ce ne sont plus les mêmes choix, il faut privilégier le recyclage pour réduire un peu les consommables. Au niveau des systèmes énergétiques, c'est pareil, les besoins sont différents, ce qui conduit à d'autres options. Le besoin en rangement est également supérieur. Pour des raisons d'ordre psychologique, un espace individuel est sans doute incontournable. En prenant en compte ces nouveaux besoins, on arrive inévitablement à la conclusion qu'Orion ne satisfait pas aux spécifications d'un tel voyage.
Orions nous oublié quelque chose ?
:D
Ah oui, s'il faut en plus que cet habitat serve sur Mars, il y a de nouvelles options à prévoir ...

[patchfree]

Attention quand je dis Orion ou le PTS seront-ils les vaisseaux du voyage vers Mars je n'imagine pas un seul instant qi'ils puissent y aller seuls!!! Mais qu'ils accompagnent l'expédition, oui.

Par exemple le PTS aura la possibilité de rester 1 an en orbite (accroché à l'ISS ou à un autre engin). Ce qui fait qu'étendre cette durée de vie à 2 voire 3 ans est raisonnablement envisageable. Pour Orion je ne connais pas sa durée de vie dans l'espace. Il y aura donc déjà un progrès significatif entre le soyouz (6 mois) et le PTS.

Un voyage vers Mars pour moi c'est quelque chose comme un gros vaisseau/petite station + un vaisseau du type Orion ou PTS accroché. Le tout en double c'est à dire un ensemble de conception américaine et un autre de conception russe qui voyagent de concert, qui sont "interopérables" (comme on dit dans le jargon informatique) mais construits indépendamment pour éviter les effets néfastes redondants d'un défaut de conception. Les deux ensembles seront probablement assemblés en orbite terrestre puis propulsés vers Mars soit par un moteur conventionnel, soit par un moteur nucléaire type YAERDU mis en marche une fois l'expédition en route pour Mars (et dans ce cas avec réduction significative de la durée du voyage).

[patchfree]

Les russes ont-ils un scénario de vol vers mars? Bien qu'il soit toujours hasardeux d'en établir un réaliste on trouve facilement trace du scénario russe sur le site du Tsoup dans la partie traitant de l'expérience Mars 500. En particulier on notera deux schémas où la silhouette du vaisseau de retour sur Terre ressemble furieusement au PTS que ce soit dans la version propulsée par des panneaux solaires ou dans celle propulsée par un moteur nucléaire:

http://www.mcc.rsa.ru/mars500.htm





Pour interpréter les schéma ci-dessous utilisez la légende ci-dessous en anglais

Interplanetary expeditionary complex consists of the following parts:

- Housing module IEC;
- warehouse module IEC;
- Medical Technology compartment housing unit IEC;
- runway complex (MIC)
- the ship returns to Earth (KVZ)
- electro-propulsion system (EPS)
- Power plant.

en français (mais traduction approximative)

Complexes interplanétaire expéditionnaire comprend les parties suivantes:

- Logement module de la CEI;
- entrepôt module de la CEI;
- Technologie médicale unité de compartiment de logement de la CEI;
- la piste complexes (MIC)
- les retours du navire de la Terre (KVZ)
- électro-système de propulsion (EPS)
- Power Plant

et sa version originale en russe qui permet de se repérer avec les sigles en russe:

Межпланетный экспедиционный комплекс состоит из следующих основных частей:

- жилой модуль МЭК;
- складской модуль МЭК;
- медико-технологический отсек жилого модуля МЭК;
- взлетно-посадочный комплекс (ВПК);
- корабль возвращения к Земле (КВЗ);
- электрореактивная двигательная установка (ЭРДУ);
- энергетическая установка.

[montmein69]

Par exemple le PTS aura la possibilité de rester 1 an en orbite (accroché à l'ISS ou à un autre engin). Ce qui fait qu'étendre cette durée de vie à 2 voire 3 ans est raisonnablement envisageable. Pour Orion je ne connais pas sa durée de vie dans l'espace. Il y aura donc déjà un progrès significatif entre le soyouz (6 mois) et le PTS.

Adapter et faire évoluer vers des contraintes plus fortes reste quand même une gageure dans le domaine du vol habité.

Les russe remplacent leur Soyouz et le PTS aura un rôle de desserte de l'ISS (donc un coût avec son lanceur probablement contenu) ..... la possibilité d'évolution reste lointaine et hypothètique dans la mesure où un scénario précis de mission lointaine n'est pas vraiment à l'ordre du jour.

Du côté américain ... la problèmatique (au moins en terme de communication) est différente.
Orion n'a pas vocation à rester en orbite basse (cela est délégué au privé, Orion pourra y jouer un rôle de doublure au cas où, mais bien plus cher).
Du coup cette capsule (de retour) est effectivement conçue pour devoir s'intégrer dans un vaisseau plus spacieux qui viserait des destinations lointaines ... et par là la durée des missions devient un facteur à prendre en compte dès la conception (aller vers un NEO semble l'objectif premier d'un plan progressif).
Du coup la question : "aller vers un NEO nécessite quelle durée ?" devient un facteur incontournable pour la mise au point d'Orion (on ne voit pas quel serait l'intérêt de faire moins durable ... pour ensuite faire un upgrade ???)
La démarche inverse parait plus envisageable. Orion étant au point en version durable on peut modifier un peu pour mieux l'adapter à un besoin ponctuel de mission en LEO (probablement sur l'aménagement intérieur et pas sur la structure)

Est-on dans cette démarche au niveau de la NASA ? Ou contraint par la nécessité de reprendre Orion (du programme Constellation) sans trop pouvoir le modifier ?

[Argyre]

...
La démarche inverse parait plus envisageable. Orion étant au point en version durable on peut modifier un peu pour mieux l'adapter à un besoin ponctuel de mission en LEO (probablement sur l'aménagement intérieur et pas sur la structure)

Est-on dans cette démarche au niveau de la NASA ? Ou contraint par la nécessité de reprendre Orion (du programme Constellation) sans trop pouvoir le modifier ?

Spécifications d'Orion : http://www.braeunig.us/space/specs/orion.htm
Par ailleurs, dans le scénario de référence de la NASA de 2009, Orion est effectivement utilisé pour le voyage aller-retour vers Mars, mais pas comme habitat principal, uniquement pour aller en LEO se fixer au vaisseau principal et bien entendu pour la réentrée finale terrestre.
Pour donner un ordre d'idée, dans le scénario de référence, la masse de l'habitat qui est prévu potentiellement pour 3 ans et 6 personnes est d'environ 40 tonnes ! Voir le chapitre 5 sur cette page http://salotti.pagesperso-orange.fr/DRA50.htm
Rien que les consommables, c'est 13 tonnes. Même si la NASA a pris un peu trop de marges, on comprend bien qu'Orion ne peut constituer l'habitat principal.

Mon avis personnel sur la question : pour un voyage vers Mars, je pense qu'Orion est trop .... grand et lourd ! Il faut faire faire l'aller-retour à cette capsule qui ne doit servir qu'à embarquer les astronautes et les faire revenir sur Terre, soit en gros quelques heures d'utilisation. Sachant l'impact que chaque tonne envoyée vers Mars a sur l'IMLEO, il faut donc réduire son volume et sa masse autant que possible, tout le contraire de ce qui a été fait ! En vérité, le débat est complexe car il faut également considérer le module de commande et ce qu'on veut faire avec.
Quoi qu'il en soit, je me répète mais tant pis, la NASA devrait d'abord bosser son scénario de mission vers Mars et y mettre le temps et les moyens qu'il faut. Ensuite, toutes les spécifications doivent en découler, avec toutes les optimisations qu'il faut. Ce n'est manifestement pas la voie choisie par les Américains .... hélas, 3 fois hélas.

A+,
Argyre

[montmein69]

[Mon avis personnel sur la question : pour un voyage vers Mars, je pense qu'Orion est trop .... grand et lourd ! Il faut faire faire l'aller-retour à cette capsule qui ne doit servir qu'à embarquer les astronautes et les faire revenir sur Terre, soit en gros quelques heures d'utilisation.
.../cut/...
il faut donc réduire son volume et sa masse autant que possible, tout le contraire de ce qui a été fait !

D'après le document que tu indiques :
Orbital storage: 210 days soit 7 mois (compatible avec des missions LEO et des missions lunaires courtes ... et probablement rien d'autre même un NEO proche ? )
On devra donc dans un scénario NEO ou martien (puisque l'engin est qualifié de multipurpose ).... augmenter la durée de vie de la capsule, car même si formellement elle ne sera occupée et utilisée que quelques jours ... sa mission sera au minimum de 400 ou 500 jours.
Je suppose que les modifcations pour augmenter la durabilité concerneront la structure ? les matériaux utilisés ? les redondances des équipements ? bref rien qui ne va vers un allégement.

Quoi qu'il en soit, je me répète mais tant pis, la NASA devrait d'abord bosser son scénario de mission vers Mars et y mettre le temps et les moyens qu'il faut. Ensuite, toutes les spécifications doivent en découler, avec toutes les optimisations qu'il faut. Ce n'est manifestement pas la voie choisie par les Américains .... hélas, 3 fois hélas.

On ne peut qu'être d'accord ...

[Argyre]

[Mon avis personnel sur la question : pour un voyage vers Mars, je pense qu'Orion est trop .... grand et lourd ! Il faut faire faire l'aller-retour à cette capsule qui ne doit servir qu'à embarquer les astronautes et les faire revenir sur Terre, soit en gros quelques heures d'utilisation.
.../cut/...
il faut donc réduire son volume et sa masse autant que possible, tout le contraire de ce qui a été fait !

D'après le document que tu indiques :
Orbital storage: 210 days soit 7 mois (compatible avec des missions LEO et des missions lunaires courtes ... et probablement rien d'autre même un NEO proche ? )
On devra donc dans un scénario NEO ou martien (puisque l'engin est qualifié de multipurpose ).... augmenter la durée de vie de la capsule, car même si formellement elle ne sera occupée et utilisée que quelques jours ... sa mission sera au minimum de 400 ou 500 jours.
Je suppose que les modifcations pour augmenter la durabilité concerneront la structure ? les matériaux utilisés ? les redondances des équipements ? bref rien qui ne va vers un allégement.

En fait, je pense que ce "storage" pour 7 mois correspond à la possibilité de survivre 7 mois en cas de pépin, mais pas à une mission de 7 mois. De la même manière, quelle est la durée de vie maximale dans la navette spatiale ? Je ne serais pas étonné que cela soit de l'ordre de plusieurs mois, bien que la navette n'ait jamais été utilisée plusieurs mois d'affilées.
En situation de survie, on peut aller très loin. On peut supprimer la douche, on peut sauter un repas sur 2, on peut supprimer la moitié des systèmes énergétiques et privilégier les pull-overs avec une température maintenue à 15°, on peut manger froid, supprimer la moitié des lampes, supprimer presque tous les capteurs, on peut aussi réduire l'espace vitale à 2 mètres cubes, etc etc.
Voir par exemple le retour d'Apollo 13.
Mais ce n'est pas l'idée que je me fais de la conquête spatiale. S'il faut faire des économie de masse, il faut passer à 2 astronautes au lieu de 6, mais certainement pas réduire l'espace vital à un cagibi pour une mission de 3 ans.

[montmein69]

En fait, je pense que ce "storage" pour 7 mois correspond à la possibilité de survivre 7 mois en cas de pépin, mais pas à une mission de 7 mois.

Lorsque les russes annoncent que la capsule Soyouz peut rester 6 mois dans l'espace, c'est pourtant bien de cette durée maximale de mission dont ils parlent.
Je pense que c'est pareil pour les specs de l'ATV (même si ce n'est pas du vol habité ... mais il y a quand même l'accès des astronautes lorsque c'est amarré à l'ISS)

[pioneer6014]

En fait, je pense que ce "storage" pour 7 mois correspond à la possibilité de survivre 7 mois en cas de pépin, mais pas à une mission de 7 mois. De la même manière, quelle est la durée de vie maximale dans la navette spatiale ? Je ne serais pas étonné que cela soit de l'ordre de plusieurs mois, bien que la navette n'ait jamais été utilisée plusieurs mois d'affilées.

La navette est quand même très limitée en énergie par ses piles à combustible. Mais Orion, avec ses panneaux solaires, serait affranchie de cette contrainte.

[patchfree]

Les durées de vie correspondent à la durée "au repos arrimé à une station orbitale". En aucun cas un équipage ne pourrait vivre des mois à bord des capsules. Pour le PTS par exemple la durée maximum d'une mission sera de l'ordre de 3 à 4 semaines ce qui correspond aux réserves en oxygène, eau, etc...

La durée de vie elle prend en compte la possibilité d'un fonctionnement correct après un séjour (à l'état inactivé) correspondant à la durée de vie de la capsule. Cela prend en compte le vieillissement des matériaux exposés ou non au vide spatial et autres conditions de l'espace.

[montmein69]

Effectivement ...
On aurait presque besoin d'avoir deux termes différents pour désigner ce qu'est la "mission" de la capsule :
- mission compléte depuis son lancement jusqu'à son retour sur Terre, y compris les périodes inactives où la capsule est amarrée à l'ISS. (mission pouvant être inférieure à la "durée de vie" en cas de retour anticipé d'un équipage)
- mission en autonomie avec un équipage à l'intérieur (genre vol circumlunaire)