Vesta : mission habité pour l’atmosphère de venus [projet personnel]

Bonjour

Voici le lien pour une étude de mission habité vers Vénus.   

http://myreader.toile-libre.org/projet_Vesta_v1.pdf

Je sais que le thème de l'exploration habité de Vénus est largement éclipse par l'exploration de Mars, mais l’épais atmosphère de notre planète sœur présente un certaine nombre d’intérêt.

Cette étude concerne donc la mise en place d'une architecture de mission pour 6 passager pour 2 ans .  Afin d'ouvrir au maximum les possibilités de partenariat international et pour évité le  coûteux développement d'un lanceur lourd, tout est basé sur l'utilisation de lanceur moyenne lourd d'une capacité de 20 tonnes en orbite basse (Ariane 6.4, Atlas 551, Vulcan, falcon heavy reutilisable, proton, angara-5, CZ-5, OmegA) . le gros du systeme de mission est reutilisable.

J'aimerais donc avoir votre avis technique sur ce projet. Quel sont vos suggestion de modification, de technologie a utilisé, les hypothèses que vous penser irréaliste. De plus, si vous maîtrisé bien un des sujet abordé et que vous souhaité le développé, votre participation sera la bien venus.

pour tout se qui est mis en forme, il y a déjà un sujet dédier:  https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t19333-projet-vesta-sur-la-forme#420033

J'aimerais aussi évite que se sujet soit polluer par des débat sur l'utilité de se type de mission qui trouverons bien mieux leur place dans des sujet existant sur la colonisation de Vénus ou le comparatif Venus-Mars. Par contre si quelqu'un veut les rouvrir, je me ferait un plaisir d'y participer.

Tout d'abord, bravo pour ce travail ! C'est vraiment original (du fait de l'originalité des conditions de Vénus déjà) puis on voit que t'essaye de tout optimiser (sécurité, technologies et autonomie) et que c'est bien réfléchi.

Certes, on est plus parti par commencer par Mars mais s'il s'avère que les nuages sombres observés récemment sur Vénus sont bien d'origine biologique, ça pourrait changer la donne pour explorer ce possible écosystème.

Mes quelques remarques seront plutôt sous forme de questions :

- Penses-tu qu'il serait possible de tester une bonne partie de ces technologie dans l'atmosphère terrestre ? La nôtre est certes moins dense mais ça permettrait de valider pas mal de points avant de se lancer. Peut-être en utilisant de l'hélium (pour les tests) plutôt que de l'hydrogène car on connais tous l'histoire du dirigeable Hindenburg...

- De plus, et là c'est lié à la première question, si j'ai bien compris tu souhaites te poser sur Terre en utilisant des ballons remplis d'hydrogène. N'y a-t-il pas là un problème de sécurité ? Pourrait-on concevoir un mode de retour sur Terre plus classique le cas échéant ?

- La base sera-t-elle en partie motorisée pour rester au niveau de l'équateur ou est-ce qu'elle naviguera uniquement au grès des vents ? Si non, les astronautes partis en avance explorer la surface sont-ils sûrs que la base passera vraiment au-dessus d'eux au bout de quelques heures ?

- l'exploration de surface pourrait-elle se faire par le biais d'une sorte de petit sous-marin pressurisé volant (ou petit hélico pressurisé) genre ça mais avec des pales :



- Je trouve le concept de cycleur génial, c'est un peu comme le LOP-G pour la Lune. C'est comme un train sur ses rails qu'il suffit de prendre au bon moment pour aller d'un point A à un point B puis de revenir au point A, comme une bonne vieille Micheline. C'est pourquoi je te propose t'appeler tes cycleurs Micheline 1 à 6  :megalol:

le but est bien de simulé le maximum de chose sur terre (atmosphère ou océane) avant le départ. il y a quand même certaine différence , par exemple  la masse molaire de l'air terreste est plus faible que sur venus, il faudrait donc un peut plus hydrogène pour la même portance, de plus la pression correspond plus a La Paz en bolivie qu'au niveau de la mer. 

Après pour l’hydrogène, c'est sur que sa fait peur. Sur venus il y a pas débat car il n'y a pas d’oxygène pour le brûler et il y a peu de chance de réunir les condition nécessaire a une réaction de sabatier et elle serait trop lente pour crée des dégât. Sur terre tout le monde pense au hindenburg, mais qui connais le graff zeplin qui a parcouru 1,5 millions de km en 10 ans sans explosion. De étude récente (pour les voitures avec piles a combustible ) prouve qu'un fuite d’hydrogène a l'air libre a tendance a se disperse tellement rapidement que qu'elle ne provoque pas d'incendie. Pour le hindernbourg (une torche volante) il semblerait que la structure métallique se soit chargé en électricité statique et au contacte du câble de remorquage avec le sol , une dechage est mis feu a la toile (toile de coton recouverte de résine charge d’aluminium  :hot:) qui a brûle tellement vite q'une importante masse d’hydrogène a fuite et na pas eu le temps de se dispersé créant l’immense boule de feu au dessus du dirigeable. Si on regarde bien l’histoire des dirigeable a hydrogène, il y en a des centaines qui on volé pendant 30 ans,  les explosions accidentelle sont rare, la majorité on était détruit pas des conditions  météo ou attaqué pendant la première guerre mondial.   Donc dans un domaine aussi maîtrisé que l'astronautique avec des technologie moderne, faire tenir un vaisseau de quelque tonnes pendant quelque heures parait un risque acceptable. Sinon il faudrait embarqué de lourd parachute et peut être des airbag et sa ferait grimpé la masse. on peut toujours imaginer que le VHP resterait en orbite terrestre , et que l’équipage rentrerait sur terre avec un capsule classique, mais bon il faudrait faire des révisions intermission et des ravitaillements en orbite, se qui serait dommage sachant que le VHP a déjà un système d'avenusiage utilisable sur terre. Pour se qui est du pas de tir d'essai sur terre, oui l'helium est envisageable.

pour la motorisation, normalement avec la conversion atmosphérique se serait pas nécessaire sur les modules qui on vocation a reste dans la base, par contre elle serait nécessaire pour les element mobile (lanceur, ravitaillement, systeme de descente) qui peuvent utilisé le vent pour le gros des manœuvres, mais nécessiterait un propulsion pour affiner.

pour le sous-marin volant, pourquoi pas , le gros problème sera la masse.

J'y réfléchis seulement maintenant, mais ce serait très utile, voire indispensable, de calculer la courbe de descente des modules à l'arrivée sur Vénus. La vitesse d'arrivée dépendra de la trajectoire suivie, puis on a une phase de décélération avec bouclier thermique, et enfin une phase de récupération par les ballons. Un calcul détaillé prenant en compte le gradient de pression = f(altitude) sera très intéressant. Entre autres paramètres que ça permettra d'affiner : performance (et donc masse) du bouclier thermique, vitesse de gonflage et taille des ballons, etc.

Pour le dimensionnement du bouclier, J'ai utilisé une relation empirique masse du bouclier=0,13 * masse qui fait la rentrée (pour info on se situe entre appolo(0,15) et la navette (0,1)). Par comparatif, selon cette étude du l’association planète mars (http://planete-mars.com/a-quoi-pourrait-ressembler-le-projet-spacex-mct-mars-colonization-transport-suite/2/#para1) le coefficient balistique de la navette est de 600kg/m² et environ 300kg/m² pour le X33 se qui permet (selon planete mars) une bouclier thermique reelement réutilisable. le VHP a vide a un coefficient balistique de 223kg/m² et le RCR vide 89kg/m², donc les hypothèses empirique sont largement conservative. Si quelqu'un sait simulé une rentrée atmosphérique et calculé le flux thermique, sa permettrait un calcul au plus juste le bouclier et de dégager plus de marge de masse.

Très beau travail en vérité. Je ne saurais pas vérifier tous les termes techniques que tu utilises, mais j'espère que d'autres s'y intéresseront.

Détail que je n'ai pas vu : le temps de communication entre la Terre et Venus est aussi important, je crois que dans le cas de Mars, il approche facilement le quart d'heure pour chaque message.

J'ai vraiment adoré ton projet qui m'a fait voyagé sur Venus, comme l'avait fait le livre de Ben Bova. J'apprécierais encore plus si tu rentrais dans les détails des calculs atmosphériques, les coefficient de flottaison, tes solutions intégrales pour protéger le matériel des nuages d'acide sulfurique. Tu as créé un début de référence de l'exploration habitée de Venus. Continue à approfondir ton étude. Le futur Zubrin de Venus ? 

Bizarre, tous ces cosmonautes veulent partir à 6, ce serait donc le nombre d'or de la conquete spatiale ?

katalpa a écrit:Très beau travail en vérité. Je ne saurais pas vérifier tous les termes techniques que tu utilises, mais j'espère que d'autres s'y intéresseront.

Détail que je n'ai pas vu : le temps de communication entre la Terre et Venus est aussi important, je crois que dans le cas de Mars, il approche facilement le quart d'heure pour chaque message.

Un calcul rapide aboutit à un temps de communication entre la terre et Vénus de :
- 144 s minimum
- 871 s maximum.

aRes a écrit: Le futur Zubrin de Venus ? 

:megalol: :megalol: :megalol: :megalol: :megalol:  Après le doctorat, je monte vite en gamme.

pour le temps de communication, c'est compris dans le lot d'un voyage lointain, donc j'avais oublier de le preciser. A une moment j'avais envisagé de parlé d'experience sur l'intrication quantique entre la terre et venus, mais ça risqué de passé pour un peu trop SF.

Au debut je pensait faire une mission pour 4 , mais sa ma paru léger d'un point de vu relationnel  et surtout d'un point de vu technique, il faudrait au moins un pilote-ingénieur qui gérerait tout la parti technique de la mission, un médecin pour le suivie médical de l’équipage et la gestion des crises pendant les deux an de la mission. de la il faudrait que les deux autres membre d’équipage suive une formation pour être les doublures de deux premier, donc sa consacrerait peut de temps a la sciences. avec 6 on peut avoir 3 binome:

un binome sciences pur avec  deux scientifique specialiste (leur spécialité représenterait les deux axes scientifique majeur de chaque mission)

un binome technique avec:
l'ingenieur-pilote qui en plus du rôle de contrôle des equipement , assurerait le fonctionnement des equipements scientifique complexe (drone, rover de surface)
le medecien qui en profiterait de sont gros travail de suivie medical pour faire des experiences

un binome mixte avec deux "astronaute de l'ISS" qui comme les astronautes d'aujoud'hui on une solide expérience technique (fonctionnement de soyouz , iss, EVA) et scientifique (briefing avec les institut scientifique pour preparé les experiences) mais sans se limité a une spécialité. chaqu'un aurait un role de doublure d'un membre du binome technique et aurait aussi a pratiquer des expériences de domaines scientifique secondaire de la mission.