Une question de débutant sur Mercury Redstone

[olaf grossebaf]

C'est mon premier post sur FCS donc, en tant que "bizuth de l'espace", vous m'excuserez si ma question est innocente (voir pire).

Si j'ai bien tout compris, les deux premières missions habitées (MR-3 et MR-4) furent deux vols sub-horbitaux car la Nasa ne possédait pas encore de lanceur fiable assez puissant pour les mettre sur orbite.

Dans ce cas, pourquoi la capsule était-elle équipée de rétro-fusées ?

Pour un tel saut de puce balistique, il suffisait de se laisser retomber naturellement, non ?

[Wakka]

salut olaf grossebaf



tout sur programme américain sur le site de notre ami capcomespace
http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_US/mercury/index.htm

[Argyre]

Bonjour,

Je n'ai pas vu d'explication sur le site de Capcom. A priori, il s'agissait de freiner la descente avant l'entrée dans l'atmosphère pour réduire les contraintes thermiques et inertielles du freinage atmosphérique. Ce freinage était-il impératif, c'est une question à laquelle je ne saurai répondre.

Argyre

[BBspace]

Autant qu'il m'en souvienne, il s'agissait juste de tester le système de rétro-fusées dont le fonctionnement était crucial pour les vols orbitaux qui allaient suivre. Ce n'était pas un luxe, puisque les Américains ont eu des sueurs froides avec ce système de rétrofusées (ses attaches tout au moins) lors du premier vol orbital, celui de Glenn.

[Space Opera]

Tout à fait ce n'était là qu'à but de test. Contrairement à ce qu'a dit Argyre, ce n'était que pour préparer la technologie en vue du retour orbital. Le bouclier thermique était largement surdimensionné pour les vols suborbitaux (mais légèrement différent des vols suivants cependant) et ne nécessitait pas du tout ces rétro-fusées, qui fournissent par ailleurs un delta-V négligeable par rapport à sa vitesse de rentrée.

[olaf grossebaf]

Merci Space Opera.
"Thanks a lot !"
;)

[Kostya]

C'est mon premier post sur FCS donc, en tant que "bizuth de l'espace", vous m'excuserez si ma question est innocente (voir pire).

Si j'ai bien tout compris, les deux premières missions habitées (MR-3 et MR-4) furent deux vols sub-horbitaux car la Nasa ne possédait pas encore de lanceur fiable assez puissant pour les mettre sur orbite.

Dans ce cas, pourquoi la capsule était-elle équipée de rétro-fusées ?

Pour un tel saut de puce balistique, il suffisait de se laisser retomber naturellement, non ?

Les rétro-fusées permettent d'amerrir pas trop loin des côtes de Floride et de garantir la récupération.

[Space Opera]

D'après les simulations que j'ai pu faire sous Orbiter, on atterrit à peu près au même endroit avec ou sans rétro-fusées. Surtout que la récupération se fait avec hélico et porte-avion, la distance à la cote me parait secondaire (d'autres missions ont atterrit beaucoup plus loin !).

[Argyre]

D'après les simulations que j'ai pu faire sous Orbiter, on atterrit à peu près au même endroit avec ou sans rétro-fusées. Surtout que la récupération se fait avec hélico et porte-avion, la distance à la cote me parait secondaire (d'autres missions ont atterrit beaucoup plus loin !).

D'après le timing du tableau tiré du site de Capcom, l'allumage des rétro-fusées a commencé 15 secondes après le début de la descente (l'apogée de la trajectoire). De plus, il est mentionné un delta V. On en déduit donc que les rétro-fusées ont bien servi à freiner la descente. Par suite, la vitesse d'entrée dans l'atmosphère a été réduite, ce qui a atténué la dissipation thermique ainsi que le nombre de G.
Si j'ai bien compris, il n'y avait aucun besoin de réduire cette vitesse et ce n'était pas l'objectif recherché car le bouclier était plus que suffisant, soit, mais elle a tout de même été réduite. Les rétro-fusées auraient pu être allumées avant d'atteindre l'apogée, ou même 5 secondes après l'apogée, mais non, elles ont été allumées (partiellement) 15 secondes après, alors que la vitesse verticale était passée à près de 150 m/s. Il semble donc que le test des rétrofusées a consisté à voir en quelle mesure on pouvait réduire la vitesse de descente avant l'entrée atmosphérique.

A+,
Argyre

[Aspic]

N'allez pas chercher aussi loin : il s'agissait tout simplement de qualifier matériel et procédure pour le vol orbital !

[Space Opera]

... on est bien d'accords...

[Argyre]

N'allez pas chercher aussi loin : il s'agissait tout simplement de qualifier matériel et procédure pour le vol orbital !

Ce n'est pas contradictoire avec ce que j'ai écrit, j'apporte simplement un complément. As-tu une autre explication concernant le choix du timing pour le test qui a été effectué pour qualifier le matériel ?

[Kostya]

Personnellement, j'avais mal compris la question.:oops: Je croyais qu'il s'agissait de savoir à quoi servaient les rétro-fusées sur la capsule Mercury pas si la configuration de celle-ci aurait pu être différente pour les deux premiers vols, ce qui est évident (mais pas une "question de bizuth"). Pour cela, je me suis basé sur ce qu'en dit le manuel qui ne parle pas de la phase de qualification des deux premiers vols qui n'auraient pas fait de cette capsule un vrai "vaisseau spatial" (comme ci un scooter des mers qui peut parfois plonger sous la surface et remonter aussitôt pouvait être qualifié de sous-marin ). Cela ne devient un vaisseau spatial qu'à partir du 3ème vol.

[Aspic]

Dans mon souvenir, c'était présenté ainsi dans le livre du département historique de la NASA sur les missions Mercury.

Je dois en avoir une version numérique quelque part... mais pas le temps de fouiller tout de suite... :roll:

[Space Opera]

N'allez pas chercher aussi loin : il s'agissait tout simplement de qualifier matériel et procédure pour le vol orbital !

Ce n'est pas contradictoire avec ce que j'ai écrit, j'apporte simplement un complément. As-tu une autre explication concernant le choix du timing pour le test qui a été effectué pour qualifier le matériel ?

Pour moi il n'y a aucun rapport :
- L'accélération fournie est faible et ne peut en aucun cas contrecarrer 1g (elle est de 7.2m/s² au max). Donc même en lançant dès l'apogée, on peut très bien voir quelle est la perte de vitesse verticale.
- La poussée n'est pas faite selon le vecteur vitesse mais au contraire... les moteurs poussent même légèrement au-dessus de l'horizon. Donc il n'y a là aucune intention de freiner l'engin, il n'y a pas de quoi non plus l'accélérer beaucoup. Le delta-V des rétrofusées a un impact faible sur la vitesse de la capsule au moment de la rentrée (ça l'a légèrement accélérée en fait, mais pas de grand chose). Rien à voir avec les manoeuvres d'Apollo 4 qui visaient à accélérer la capsule avant son retour dans l'atmosphère donc;

Bref, les rétrofusées ne sont pas là pour faire varier la vitesse, et chercher le pourquoi du temps de déclenchement après l'apogée dans des considérations "au premier ordre" semble hasardeux dans une manoeuvre de qualif de matériel. Le planning chargé de l'astronaute ou l'orientation par rapport au soleil (ou n'importe quelle autre considération terre-à-terre) ont probablement un impact beaucoup plus important dans le choix de l'instant de déclenchement que la vitesse verticale instantanée de l'engin à ce moment là.

[olaf grossebaf]

On va dire que l'explication de la nécessité de qualifier les rétro-fusées semble la plus plausible.

Peut-être que je pinaille mais y'a encore un petit truc qui me chiffonne (au risque de passer pour le Colombo du forum):
Vu que c'était la course pour prendre les Russes de vitesse pour le premier homme dans l'espace, pourquoi perdre du temps à développer un équipement qui ne sert à rien (et qui en plus augmente la charge à lancer) ?
Ne pouvait-on attendre le deuxième vol suborbital pour tester les rétros ?

Du coup, je me suis demandé si ça ne pouvait pas avoir quelque chose à voir avec le contrôle de la trajectoire de rentrée.
Sans rétro-fusées, ne risquait-on pas d'avoir un angle très plat et de repousser l’amerrissage à une distance incertaine ?

[Space Opera]

Ce n'était pas la capsule Mercury qui a été la plus compliquée à développer, c'est l'adaptation de son lanceur et surtout la qualification de celui-ci. Donc ils avaient le temps d'intégrer les rétros à la mission...

[Argyre]

- La poussée n'est pas faite selon le vecteur vitesse mais au contraire... les moteurs poussent même légèrement au-dessus de l'horizon. Donc il n'y a là aucune intention de freiner l'engin, il n'y a pas de quoi non plus l'accélérer beaucoup.

Ah ? Dans ce cas, évidemment, mon interprétation n'est pas la bonne, mais je n'avais pas l'information de la direction du vecteur vitesse. Où l'as-tu pêchée ?

[Space Opera]

En fait l'accélération fournit à peu près un travail nul sur la vitesse verticale, j'avais pêché ça dans un des innombrables pdf qui existent sur le sujet, dont je m'étais servi quand j'avais fait la vidéo explicative du vol de Shepard (où l'on voit cet effet par ailleurs). J'essaierai de remettre la main dessus.

Je pense qu'il n'y a pas forcément d'explication très précise sur le pourquoi, et quand bien même ils auraient poussé vers le bas, ça ne doit pas pousser à interprétation.

[BBspace]

Autant qu'il m'en souvienne, il s'agissait juste de tester le système de rétro-fusées dont le fonctionnement était crucial pour les vols orbitaux qui allaient suivre. Ce n'était pas un luxe, puisque les Américains ont eu des sueurs froides avec ce système de rétrofusées (ses attaches tout au moins) lors du premier vol orbital, celui de Glenn.

Tout est dans ce passage du livre "Ils voulaient la Lune" signé par Alan Shepard et Deke Slayton :
"Alan manoeuvra pour placer la capsule à l'angle voulu pour le test des rétrofusées. Ces dernières n'étaient pas nécessaires pour cette mission sous-orbitale en "chandelle". Mais les rétrofusées seraient indispensables aux vols orbitaux suivants. Elles devraient alors être fiables et avoir été testées. Elles serviraient à ralentir les vaisseaux Mercury au moment de la désorbitation pour leur retour sur Terre."

[olaf grossebaf]

Tout est dans ce passage du livre signé par Alan Shepard et Deke Slayton

La messe est dite.
Merci BB.

[Argyre]

En fait l'accélération fournit à peu près un travail nul sur la vitesse verticale, j'avais pêché ça dans un des innombrables pdf qui existent sur le sujet, dont je m'étais servi quand j'avais fait la vidéo explicative du vol de Shepard (où l'on voit cet effet par ailleurs). J'essaierai de remettre la main dessus.

Je pense qu'il n'y a pas forcément d'explication très précise sur le pourquoi, et quand bien même ils auraient poussé vers le bas, ça ne doit pas pousser à interprétation.

En fait, le travail de cette force aurait même été négatif puisque même si la poussée était vers le haut le vaisseau continuait à descendre. Sinon, lorsqu'on fait un test de quelque chose, on établit A PRIORI un protocole de test avec une liste d'actions à effectuer selon un timing précis et un résultat attendu après chaque action, qui est déterminé par une liste de mesures. Je pense que je n'apprends rien à personne sur ce point, c'est comme ça dans tous les projets menés de façon rigoureuse. Et donc, ce qu'on n'a pas réussi à déterminer de façon claire dans ce fil, c'est la liste des actions à effectuer du protocole de test, avec probablement une logique particulière et le résultat qui était attendu. Tu dis qu'il n'y avait pas forcément d'explication précise, ce qui laisse à penser que les tests auraient été effectués de façon quasi-aléatoire et de façon non programmatique. Ce n'est sans doute pas le fond de ta pensée, mais tu persistes pourtant à écrire qu'il n'ya pas d'explication, d'où mon trouble. Il y a au contraire des explications qui restent à trouver. Ca peut être des tests du style orientation des rétro-fusées à 0°, 90°, 180° et 270° par exemple. Ca peut être aussi orientation des rétrofusées à peu près à l'horizontal pour mesurer une capacité en terme de Delta V. Que sais-je encore, mais il y a nécessairement une "logique" derrière une batterie de tests, qui explique par exemple qu'on démarre le test à t=15s après l'apogée et pas avant, même si, peut-être, une autre date aurait pu très bien faire l'affaire. Il y a certainement eu une étude des tests à effectuer, une réunion et une décision sur ce point. C'est ça qui nous manque et qu'il aurait été intéressant d'obtenir.

A+,
Argyre

[Space Opera]

De ce que j'ai pu lire sur le sujet (toujours en faisant ma vidéo), ça vaut ce que ça vaut, les contraintes de planning étaient surtout centrées sur l'astronaute.
Donc par exemple, je pense que le fait que ça se passe 15s après l'apogée n'avait aucune importance, pour caricaturer ça se passait aussi 5s avant que la mère Michel ne récupérait son chat et ça n'a pourtant aucun rapport.
A ma connaissance aucun delta-V n'a été mesuré par des moyens sol ou par reconstitution de trajectoire, car dans la mesure où les tuyères sont bien calibrées et les poussées ont été mesures en chambre à vide au sol, il n'y a pas forcément besoin de mesurer finement ce qu'elles poussent dans l'espace (même aujourd'hui ça ne se fait presque jamais). L'accélération a été enregistrée de toute façon, ce qui a pu être exploité d'une façon ou d'une autre j'imagine.

Donc pourquoi 34° par rapport au vecteur vitesse par exemple ? Je ne sais pas, j'imagine que ça doit être une position stable compatible avec la stabilisation intermédiaire avant la phase de rentrée (le mode de contrôle de Mercury imposait un programme de roll-yaw en plusieurs points fixes).
Pourquoi à ce moment là dans la mission ? Probablement pour des contraintes de planning astronaute, et une fois les contrôles manuels d'attitude effectués.
Pourquoi 15s après l'apogée ? Cette question est probablement sans rapport avec le reste, qui était déjà contraint par bien d'autres choses. Vouloir chercher à tout prix à corréler ça avec le planning des taches, ça n'est pas la meilleure façon de connaitre les contraintes de ce planning. Je ne suis pas sur que ça fasse partie des "bonnes questions" à se poser pour en connaitre toutes les variétés :)

[CosmoS]

Ces choix particuliers de direction de poussée et de timing post-apogée pourraient résulter de l'objectif de disperser le moins possible le point de retombée (que les rétro-fusées fonctionnement parfaitement, à peu près ou pas du tout).
A vérifier ... :study:

[BBspace]

Ces choix particuliers de direction de poussée et de timing post-apogée pourraient résulter de l'objectif de disperser le moins possible le point de retombée (que les rétro-fusées fonctionnement parfaitement, à peu près ou pas du tout).
A vérifier ... :study:

ça me paraît être le bon sens !