Re: StarShip / SuperHeavy, ex BFR - Suivi du développement

[Thierz]

Autre extrait intéressant de cette interview : la différence de coût entre la fibre de carbone (135 $/kg avec des pertes à la découpe de 35%) et l'inox (3 $/kg).

Je ne sais pas s'il se la pète un peu, mais il dit que cette idée de l'inox vient de lui et il aurait bataillé en interne pour convaincre les autres. Chapeau si c'est vrai, moi je pensais plutôt que c'était l'inverse.

[PierredeSedna]

  Pourquoi continuer à faire de petits bijoux technologiques hors de prix, faisant cohabiter beaucoup d’expériences disparates et miniaturisées si l’on peut procéder différemment ? Moins de miniaturisation, moins de contrôles, plus de spécialisations, moins d’équipes à coordonner... L’avenir du spatial, ce sont les charges utiles bon marché. Moins de redondances de sécurité sur une même charge utile, mais beaucoup plus de charges utiles. En perdre une ne sera plus un drame. 

Non
- La miniaturisation est un facteur de cout mais c'est loin d'être le seul
- Un engin spatial bon marché c'est un engin qui réutilise une plateforme, des équipements déjà testés dans l'espace (typiquement mission du programme Discovery)
- Chacun des objets  développés pour les missions d'exploration avec équipage vers la Lune ou vers Mars sera un prototype (et cette caractéristique est l'une des raisons des couts très élevés du télescope Hubble, de la navette spatiale, du JWST,  de Curiosity, d'Europa Clipper) qui doit de plus réaliser des fonctions complexes, fonctionner dans un environnement hostile sur plusieurs plans. C'est d'autant plus un bijou technologique, que transportant des hommes, on va exiger une fiabilité plus élevée et donc des redondances importantes.
- Il n'y a pas de parallèle possible avec  les lanceurs comme la F9 dont la technologie a été mise au point à 95% dans les années 1950 ou on n'expérimente rien.
- La masse (sans ergols)  de la charge utile est un facteur qui joue directement sur son cout (on peut le vérifier facilement sur les missions passées)
- Pour rappel le  développement d'une capsule très basique (volume, fonction, opérations) pour desservir l'orbite basse, quasi copie d'engins déployés dès les années 60 et produits en masse depuis coute des centaines de millions de US$.  

Cette discussion, @Pline, est obscurcie par un malentendu sur son objet. Le paragraphe cité de mon post est extrait de son contexte, et sans doute aussi n’ai-je pas été suffisamment précis dans mon propos.

Comme l’a justement signalé @Shinyblade, il faut distinguer, dans l’analyse des coûts, ce qui concerne les charges utiles classiques et ce qui concerne l’environnement technique nécessaire aux vols habités.

Ce fil porte sur le starship, et ce volet de la discussion concernait les aspects « modèle économique ».

Le starship tel que le conçoit SpaceX est un « couteau suisse » de l’espace qui se rentabilise d’abord indépendamment des vols habités. Il a vocation à remplacer la Falcon 9 et la Falcon Heavy tout en permettant de surcroît beaucoup d’autres types de missions, dont des missions habitées d’exploration lointaine.

Je pense que nous sommes tous d’accord sur le fait que ces missions habitées d’exploration lointaine vont nécessiter le développement de matériels nouveaux particulièrement coûteux, avec beaucoup de redondances, notamment pour permettre l’installation en toute sécurité d’hommes à la surface de la Lune ou de Mars. Mais rappelons que SpaceX est d’abord un transporteur. Il y aura d’autres parties prenantes étatiques et privées dans les vols habités d’exploration lointaine.

Mon propos concernait les satellites classiques autour de la Terre ainsi qu’une nouvelle génération de sondes automatiques pour l’exploration du système solaire. Pour cet aspect de la conquête spatiale, je m’attends globalement à une standardisation et une banalisation des technologies et à une forte baisse des coûts. Avec évidemment des disparités selon les missions. Mais ce point est essentiel pour apprécier la soutenabilité économique du projet starship.

Je répondais ainsi à l’objection selon laquelle cela ne servirait à rien de développer des lanceurs spatiaux bon marché, les coûts des charges utiles étant élevés et neutralisant les économies sur les coûts de lancement ; autrement dit, à l’objection selon laquelle le starship n’aurait pas suffisamment de débouchés pour être rentabilisé sur une partie de ses usages.

Cette analyse me paraît inexacte. La baisse des coûts commence avec les lanceurs, elle se poursuit avec les satellites en orbite terrestre, puis avec certaines sondes automatiques dans le système solaire. Elle concerne également un peu plus tard les vols habités dans l’environnement terrestre. Et ce n’est que beaucoup plus tard, et de manière plus limitée, que cette baisse de coûts s’étendra aux vols interplanétaires habités. Dans un scénario de colonisation... Tout cela prendra du temps mais justifie les investissements d’aujourd’hui.

Dit autrement, de manière synthétique (puisqu’on nous conseille de résumer notre point de vue en fin de post) : jusqu’à maintenant, tous les composants utilisés dans les activités spatiales étaient très coûteux. Mais on chemine vers des situations plus différenciées, où les coûts de ces activités seront de plus en plus hétérogènes, le bon marché coexistant avec des technologies de pointe très onéreuses, parfois pour en financer le surcoût par un jeu de vases communicants.

[Fabien0300]

Le refroidissement actif par transpiration méthane cryogénique n'est même pas évoqué.
l'article de popular mechanics est de bien meilleure qualité c'est d'ailleurs la source originale.
https://www.popularmechanics.com/space/rockets/a25953663/elon-musk-spacex-bfr-stainless-steel/?fbclid=IwAR0qcU7dEb4FVM-D_8zEEe2aWsmOxWK5pIy2SyOg5lrnvwkgh7Xo-nWK2lQ
Numerama a comme à son habitude fait du copier coller traduit en omettant de parler de certains détails (les plus importants)! 

Il y a quelques détails techniques intéressants dans la 2e partie de cet article :

https://www.teslarati.com/spacex-ceo-elon-musk-starship-transpiring-steel-heat-shield-interview/

Et les réponses d'Elon Musk à ce même article :

https://twitter.com/elonmusk/status/1088091464909766656

[Giwa]

Il y a quelques détails techniques intéressants dans la 2e partie de cet article :

https://www.teslarati.com/spacex-ceo-elon-musk-starship-transpiring-steel-heat-shield-interview/

Et les réponses d'Elon Musk à ce même article :

https://twitter.com/elonmusk/status/1088091464909766656

Ces réponses d'Elon Musk expliquent bien son choix de cet alliage inox qui peut résister jusqu'à 1450 K ( soit 1177 °C). Il suffit alors d'un gradient de refroidissement de 300 K pour que les parties les plus chaudes, qui seraient portées sans ce refroidissement lors du pic d'échauffement à 1750 K, puissent résister. De plus 60% n'ont pas besoin de refroidissement actif , le refroidissement radiatif fonction de la puissance quatrième de la température absolue étant suffisant...or comme l'inox peut être porté à une température bien plus élevée que la fibre de carbone, ce refroidissement radiatif est bien plus efficace . De plus cet inox tient bien aux températures cryogéniques sans se fracturer.

[L'Augure]

https://twitter.com/elonmusk/status/1088680182540464128

[MrFrame]

N'y a-t-il pas de problèmes de dilatation du métal ?
Car entre les températures cryo et la chaleur de la rentré atmosphérique, il y a un sacré écart!

[wettnic]

Très juste. C'est pour ça que le SR-71 était en tôles ondulées. Je suis curieux de connaître sa solution!

[Thierz]

Quelques infos sur la feuille de route des différentes versions de raptor. Be n'ai pas le temps de mettre la traduction, si une bonne âme pour compléter svp :

https://twitter.com/elonmusk/status/1091156245132673024

[Outan]

Quelques infos sur la feuille de route des différentes versions de raptor. Be n'ai pas le temps de mettre la traduction, si une bonne âme pour compléter svp :

https://twitter.com/elonmusk/status/1091156245132673024

 Initialement nous ferons une version de 200T [de poussée] commune à Strarship et à SuperHeavy pour atteindre la Lune le plus vite possible. Dans les versions suivantes nous ferons une version optimisée pour le vide (380+s d'ISP) et une version  optimisé pour la poussée au niveau de la mer (250T).

[Thierz]

Une première version 200 tonnes de poussée qui équipera indistinctement le vaisseau et le premier étage, objectif lune dans cette configuration (je pense qu'il ne s'agit pas d'un atterrissage mais du survol embarquant le généreux donateur japonais). Les versions suivantes seront distinguées pour le vide (380+ secondes d'Isp) et la poussée atmosphérique (~250 tonnes de poussée).

Edit : cramé par Outan :hot:

[Fabien0300]

Elon a joué aux questions réponses. J'ai fait des traductions perso mais il y a peut-être des approximations :
https://twitter.com/elonmusk/status/1091156245132673024
D'abord faire un moteur d'une poussée de 200 tonnes qui sera commun au vaisseau et au booster pour atteindre la Lune aussi rapidement que possible. Les prochaines versions se diviseront en "optimisé pour le vide" (ISP de plus de 380 secondes) et "optimisé pour le niveau de la mer" (environ 250 tonnes)
https://twitter.com/elonmusk/status/1091063256209227776
Il continue de dire qu'il est conçu pour 100 personnes pour un voyage sur Mars
https://twitter.com/elonmusk/status/1091081963677437952
En supposant qu'il respecte son calendrier (2022 : cargo et 2024 : cargo + équipage), il prévoit que la Mars Base Alpha soit autosuffisante en 10 fenêtres de lancement (qui ont lieu tous les 26 mois) soit vers 2050
https://twitter.com/elonmusk/status/1091097233821323264
Le vaisseau doit être être facile à réparer à la surface de la Lune ou de Mars (ce que permet l'utilisation de l'acier inoxydable)
https://twitter.com/elonmusk/status/1091147569068036096
Le Starship a besoin d'ailerons pour contrôler le tangage, le roulis, l'embardée et l'angle d'attaque à travers un régime supersonique
Le booster aura probablement des ailerons/jambes identiques au vaisseau plutôt que comme ceux de la F9
https://twitter.com/elonmusk/status/1091148397443084289
Pour être clair, je suis confiant qu'un vaisseau en acier inoxydable sera plus léger que de l'aluminium ou de la fibre de carbone en raison du poids vs température ? et le besoin réduit en bouclier thermique
https://twitter.com/elonmusk/status/1091159618263298048
Celui-ci je vous laisse le soin de comprendre de quoi il parle...
https://twitter.com/elonmusk/status/1091161935632973825
Toujours 31 moteurs de prévu sur le Superheavy. Probablement moins au départ au cas où ça explose
https://twitter.com/elonmusk/status/1091224833923330050
Nous modifierons l'alliage au fil du temps, de sorte qu'il ne sera plus exactement comme le 301

[Fabien0300]

Un dernier pour la route

https://twitter.com/elonmusk/status/1091222849400954880

[phenix]

https://twitter.com/elonmusk/status/1091159618263298048

Celui-ci je vous laisse le soin de comprendre de quoi il parle...

Il parle du contrôle d’attitude par RCS (reaction controle system) en disant qu'il ne fonctionnerons que au gaz froid (je crois que c'est de l'azote comprimé sur flacon9) et que le contrôle au moment de l'atterrissage se fera surtout avec des volet aérodynamique (type grid fin sur falcon 9) et par les moteur principaux. il conclue en disant que comme sa il n'y a pas besoin de RCS puissant (probablement sous entendu bi-ergol) donc sa simplifie considérablement les chose.

par contre je ne sais pas s'il parle du booster (sa parait logique, c'est exactement comme flacon 9) ou pour le starship , la ça me surprend car vu le nombre de manœuvre, correction de trajectoire et amarrage qu'il aura besoin , de l'azote comprimé risque de manqué de performance (et donc impliqué de grosse réserve). on peut toujours pensé a un monoergole (hydrazine ou H2O2) ou un bi-ergole mais cela pose des question d’approvisionnement sur mars (le H202 ne devrait pas être compliqué a produire mais a une durée de vie trop courte pour un trajet terre-mars). Reste la solution d'utilisé de l'oxygene ou le methane residuel de la propulsion principale, mais c'est pas très performant et il l'utilise deja pendant le rentré. donc au final on risque de se retrouve avec une approche (très spaceX d'ailleur) de desoptimisation, ou on fait pas très efficace mais gros avec beaucoup de réserve , donc lourd se qui nécessite encore plus de carburant pour les étape precedante .

[Raoul]

Voici les explications de Tim Dodd (Everyday astronaut):


L'acier inoxydable coûte 60 fois moins cher que la fibre de carbone...Ca a déjà servi aussi bien avec du froid intense qu'avec de la chaleur (comme les SSME's de la Navette spatiale). Même si l'engin est plus lourd et divise par deux la charge utile prévue lors des versions précédentes du BFR, c'est encore gagnant car l'ingénierie, c'est une constante affaire de trade offs (compromis). Et en effet, rendre l'accès à l'espace meilleur marché, doit permettre l'accès à des industries qui autrement ne l'auraient pas rêvé.

[Thierz]

Même si l'engin est plus lourd et divise par deux la charge utile prévue (...)

Ah oui, quand même

[Anovel]

Même si l'engin est plus lourd et divise par deux la charge utile prévue (...)

Ah oui, quand même

Pas sur que ça divise par deux.
Ensuite, comme pour le réservoir de la navette il y a une économie de poids pour la peinture (400 kg de mémoire pour la navette), quasi pas de revêtement thermique qui là, je pense, se compterai en dizaines de tonnes.
Sans compter qu'une isolation extérieure genre navette demande une grosse maintenance sur les "briques" isolantes voir leurs remplacement !
Le poids de réfrigérant à prendre en plus pour le "bouclier thermique actif" est surement moindre qu'un isolant passif genre PICA. Ce réfrigérant peut être du méthane ce qui réduit le poids additionnel d'un réservoir dédié.
Ce refroidissement actif ne concernera que les points chauds du starship en gros toutes les parties saillantes et le nez.

[Thierz]

J'aimerais bien juger sur des chiffres. Elon Musk a dit que quand les premiers sauts de hopper commenceraient (il a parlé d'avril), il publierait les derniers calculs en date. Là on pourra mieux se faire une idée.

[BBspace]

Je note que pour le Super Heavy, Musk prévoit un système d'ailerons avec des volets (comme le Starship) plutôt que des jambes déployables style F9 !

[Thierz]

des jambes déplorables

Déployables ? :D

[BBspace]

Ah, l'écriture assistée, c'est une horreur !

[Hugo13]

Même si l'engin est plus lourd et divise par deux la charge utile prévue (...)

Ah oui, quand même

Je pense que Raoul se réfère à la vidéo de Everyday Astronaut. Si c'est le cas je pense qu'il a mal compris, pour moi Tim dit que même si cela devait diviser la capacité par deux (ce à quoi il ne croit pas dit-il), cela resterait acceptable vu que le vaisseau est réutilisable.

[Ctyastro]

Ah oui, quand même

Je pense que Raoul se réfère à la vidéo de Everyday Astronaut. Si c'est le cas je pense qu'il a mal compris, pour moi Tim dit que même si cela devait diviser la capacité par deux (ce à quoi il ne croit pas dit-il), cela resterait acceptable vu que le vaisseau est réutilisable.

Raoul mal compris ? Il parle parfaitement l'anglais voir même l'américain (sa mère est américaine).

[Hugo13]

Je pense que Raoul se réfère à la vidéo de Everyday Astronaut. Si c'est le cas je pense qu'il a mal compris, pour moi Tim dit que même si cela devait diviser la capacité par deux (ce à quoi il ne croit pas dit-il), cela resterait acceptable vu que le vaisseau est réutilisable.

Raoul mal compris ? Il parle parfaitement l'anglais voir même l'américain (sa mère est américaine).

Dans ce cas c'est moi qui ai mal compris  :iout:

[Craps]

Elon a joué aux questions réponses. J'ai fait des traductions perso mais il y a peut-être des approximations :
https://twitter.com/elonmusk/status/1091156245132673024
D'abord faire un moteur d'une poussée de 200 tonnes qui sera commun au vaisseau et au booster pour atteindre la Lune aussi rapidement que possible. Les prochaines versions se diviseront en "optimisé pour le vide" (ISP de plus de 380 secondes) et "optimisé pour le niveau de la mer" (environ 250 tonnes)

J’ai une petite question concernant la photo de gauche avec le Raptors suspendu. 
Il me parait énorme. Est-ce un effet de perspecrive? L’employé situé en arrière serait alors largement derrière. Le Raptor est il dans le même ordre de grandeur que le Merlin où est il plus gros en taille?

[Fabien0300]

Je poste ça juste parce-que c'est beau. Admirez le nombre de Raptors sur le Superheavy :hot: 

https://twitter.com/oli_braun/status/1091411686752432128

[James T Kirk]

je trouve ça génial l'idée de l'acier inoxydable pour toutes les raisons données par EM, sans compter que ça donne au StarShip un look d'enfer!!! :hot: :hot: :hot:
j'ai juste une petite crainte concernant la méthode de refroidissement par des pores suintant un liquide refroidissant (carburant ou autre).
sur le principe, rien à dire au contraire j'applaudis
ma crainte vient que j'ai peur que ces micropores ne se bouchent par rapport à la dilatation de l'acier inévitable à ces températures extrêmes (même refroidi) ou pour X autres raisons!

une solution serait peut-être d'ajouter du CALGON au liquide s'écoulant par ces pores... j'aimerais bien savoir ce qu'en pense la mère Denis? :megalol: :megalol: :megalol:


Je pensais par exemple au SR71 qui n'était pas étanche a froid au sol et fuyait de partout et ne le devenait qu'une fois en vol après avoir atteint sa température de croisière..
Mais peut-être que dans le cas du StarShip le fait que la coque se dilate cela dilatera aussi les pores???
Je ne suis pas un métallurgiste professionnel et si quelqu'un avait une idée solide sur cette problématique je serai heureux de l'entendre.