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 [SpaceX] Développement du Starship Hopper

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phenix
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Mer 26 Déc 2018 - 21:52

L'Augure a écrit:
Voilà pourquoi le starship sera aussi léger:
refroidissement actif à l'aide de méthane cryogénique ! Crying or Very sad
https://twitter.com/elonmusk/status/1077353613997920257
Cela évite un bouclier thermique lourd ce qui peut être pénalisant pour la charge utile.
Voilà pourquoi ils ont abandonné la fibre de carbone ça répond à ta question Phenix ?

shinyblade a écrit:
Je viens de lire les messages sur le reddit de spacex.

En effet Spacex a décider d'utiliser un bouclier actif plutôt que passif. Un bouclier passif doit emmagasiner la totalité de l'énergie de la rentrée atmosphérique tout en étant le plus isolant possible. La plupart des boucliers thermiques passif sont fait à partir de matériaux ablatifs, qui se désintègrent au fur et à mesure qu'ils emmagasinent l'énergie. D'autres matériaux réutilisables comme le pica ou le pica-X (utilisé sur la navette et le dragon respectivement) ne se désintègrent pas et sont suffisamment costaud pour encaisser l'énergie due à leur usage.

La navette spatial avec un poids de 80 tonnes est ce qui se rapproche le plus du Starship qui sera probablement aux alentour de 100 tonnes au début de sa rentrée. La réutilisation des dalles de pica qui l'a protégeait était une véritable usine à gaz qui coutait extrêmement cher. De plus le Pica est extrêmement lourd comparer au métal ou à la fibre de carbone. Il est également lourd car comme pour tout bouclier thermique passif, c'est lui qui absorbe la chaleur et il faut donc épaissir la couche de protection de pica-X proportionnellement à l'énergie qu'elle devra absorber .

Pour pouvoir être vraiment réutilisable et tenir les cadences de tir, le starship devait trouver un moyen plus économique et rapide de réutiliser son système de protection thermique.

Ainsi a donc été décidé d'utiliser un bouclier actif plutôt que passif. Un bouclier actif utilise les ergols cryogéniques de vaisseau pour absorber l'énergie (=chaleur) de la rentrée atmosphérique. Ce n'est donc pas le matériaux qui sert d'absorbant énergétique mais les ergols qui circule à travers lui. Cela nécessite de toutes autres qualité pour les matériaux utilisé. Au lieu de rechercher la meilleur qualité d'isolation possible, on recherche au contraire la meilleur qualité de conduction thermique possible afin que le matériaux au contact avec l'atmosphère puisse se décharger de sa chaleur le plus rapidement possible sur les ergols qui circulent en lui. Et au lieu de d'épaissir le matériaux en fonction de la claque qu'il va se prendre, on cherche au contraire à avoir la plus fine couche possible afin de maximiser le transfert de chaleur et de limiter le poids. Il y a donc d'autres contraintes, notamment la fiabilité du système de pompage des ergols pendant la rentrée. Si ces derniers échouent, alors le vaisseau risque de surchauffer et de se désintégrer. Il faut également prévoir où l'on va déverser les gaz chauds (en l’occurrence du méthane chaud) dans l'atmosphère ou à l'intérieur du réservoir principal qui sera complètement vide, le starship utilisant deux petits réservoir d'oxygène et de méthane auxiliaires pour la rentrée.

Selon des calculs sur reddit seulement 4,35 tonnes de méthane serait nécessaire dans le cas ou l'on déverserait le méthane par dessus bord.

Ce choix d'utiliser un bouclier actif a, par ricochet, précipité l'abandon de la fibre de carbone car pas assez conductrice et résistant que le superalliage d'acier SX-300 ou SX-500. Il aurait été possible d'utiliser la fibre de carbone pour d'autres parties du vaisseaux moins exposés mais cela aurait multiplier les matériaux et donc les coûts. Le choix a donc été fait d'avoir majoritairement recours au métal qui sera à la fois utilisé pour le vaisseau et les moteurs et on peut sans doute spéculer qu'un des alliage est pour le vaisseau tandis que l'autre est pour le moteur et que les deux sont très proches en termes de techniques de fabrication.

Voili voilou à oui et j'oubliais : Joyeux Noêl  santa  l'année 2019 s'annonce pleine de cadeaux !
Edit : c'est 4.35 tonnes de méthane et non 100 kg.

Merci à vous deux pour toutes c est explication. La solution technique est intéressante (tout est intéressant dans le spatial ). Sa répond à certains question (comme pk utiliser un matériaux qui a une moins bon résistante structurelle ) mais evitement sa en crée d autre (de tout façon seul les conspirationnistes et les religieux on une réponse à toutes les questions).
Je me demande en première lieu si c est vraiment intéressant en masse. En général on considère que le bouclier c est 10% de la masse de se qui rentre. La on a un vaisseau de 100t, on a besoin de transporter 4.5t de méthane pour le refroidissement , plus l usine à gaz que montmein évoqué, plus l augmentation de la masse des réservoir en aciers, je suis pas sur que en terme de masse de bfr satelliter  ( masse à vide+ ergol refroidissement +ergol atterrissage ) on soit gagné  et donc gagnant en terme de cu.
Après se qui m inquiète le plus c est de savoir jusqu'à quand cette solution vas être retenu. On a déjà eu beaucoup d effet d annonce, on nous a même montrer un big fu..ing mandrin et est pièce de carbone destiné au prototype.  Or on sait aujourd'hui que tout ça c était pour rien, donc ques qui prouve que se sera pas pareil pour les deux bout de tolle que l ont voit la. On a beau dire que c est normal c est parce qu'ils avancent, annoncer (il y a quelque mois) Le vol du prototype dans quelque mois alors qu ils savait même pas en quelle matériaux il serait, sa pose des questions de crédibilité.
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shinyblade




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Mer 26 Déc 2018 - 22:36

On sait que le prototype sera en acier puisqu'on voit les éléments se construire et ils sont en acier.

Après oui c'est sur les choses peuvent changer ou je dirais plutôt évoluer et c'est justement ça qui est intéressant : on suit en temps quasi-réelle le processus de développement. Je lisais un article de The Verge sur le fait qu'Elon Musk serait le premier "CEO influenceur" comme les influenceurs sur instagram et les réseaux sociaux. C'est dans l'air du temps de transformer sa communication en show de téléréalité pour caricaturer. Pour le cas d'Elon Musk je pense que c'est une très bonne façon de "vivre l'aventure Spacex" avec ses hauts, ses bas, ses immenses succès, ses écrasants échecs, mais également ses doutes bref de vivre l'aventure avec eux d'une manière innovante. C'est aussi ça Spacex : l'innovation dans la communication. Et on voit que c'est la même choses à travers l'industrie depuis que Spacex a débarqué, tous ses concurrents se sont mis à penser à nous et à faire des efforts de transparence.

Regarde phénix la stratégie fonctionne à merveille, tu est déçus de ce retour en arrière ou de cette itération mais est-ce que pour autant tu vas te désintéresser de Spacex?

Mon avis : certainement pas, au contraire cette déception va te rendre encore plus accro. Very Happy
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montmein69


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Mer 26 Déc 2018 - 22:36

Eloi a écrit:

Donc le concept d'un refroidissement actif fiable n'est pas tout neuf, et est maîtrisé par de nombreux concepteurs de lanceurs dont SpaceX, même si, en l’occurrence, il s'agit ici d'une toute autre échelle.

Et en plus d'un changement d'échelle de la zone à refroidir, c'est aussi que le refroidissement se fait dans les cas que tu cites du Falcon 9 (ou de la tuyère du Vulcain pour Ariane) ,dans la zone de propulsion. On peut donc y amener le fluide assez facilement puis de même l'évacuer ensuite assez facilement avec les gaz de combustion. Toute cette zone est plutôt compacte, proche des réservoirs et résiste à des températures très élevées.

Le bouclier actif du Starship devra couvrir l'ensemble du "ventre" et du "nez" de l'engin, il faudra un système de distribution et d'évacuation à haut débit très étendu vu la dimension de l'engin. La tuyauterie d'alimentation depuis le réservoir de méthane-refrigérant sera longue, peut-être y aura-t-il nécessité de branches dérivant d'une canalisation principale (sinon il y aura risque de vaporisation avant d'atteindre les dernières zones à refroidir ... et si cela ne refroidissait plus assez une zone (? affraid ) et de là à lavoir la nécessité de prévoir des "accélérateurs" de débit répartis sur la longueur pour compenser les pertes de charge, il n'y a qu'un petit pas. Probablement aussi des buses d'évacuation réparties en plusieurs zones. Bref l'usine à gaz nécessitera de la tuyauterie et des matériels annexes. Et tout fait masse supplémentaire. On change de paradigme.


Dernière édition par montmein69 le Mer 26 Déc 2018 - 22:48, édité 1 fois
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Ralt




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Mer 26 Déc 2018 - 22:47

Au delà de l'aspect masse, un des intérêts du refroidissement actif c'est de s'affranchir des aspects inspection/maintenance du bouclier thermique.
Concernant  l'outillage aperçu à Los Angeles, rien ne dit encore que le premier étage ne sera pas en fibre de carbone ( même si la nouvelle appellation Super Heavy ne fait pas spontanément penser à la fibre de carbone ! ) 
Attendons de voir comment tout ça évolue mais je trouve qu'avec toutes les réalisations de ces dernières années (F9 réutilisable, FH ) y'a pire que SpaceX en terme de crédibilité !!
Et puis pour tout ceux de ma génération qui étaient gamins ou ados à l'époque d'Apollo, notre quasi seul espoir de voir l'homme sur Mars avant que l'on disparaisse de cette Terre c'est SpaceX ( ça n'engage que moi bien sûr) ... alors j'ai envie d'y croire
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montmein69


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Mer 26 Déc 2018 - 22:59

Je crois que personne ne met en doute la compétence des ingénieurs et leur pugnacité à s'attaquer à tous les problème à résoudre et trouver des solutions.
Mais autant avec la F9 on était dans un cadre assez bien connu et maitrisé : moteur RP1/LOX , COPV He ... même s'il a fallu trouver la bonne solution et ils y travaillent toujours pour la certification man-rated. .Bien sûr et je ne l'oublie pas , il y a eu la nouveauté d'utiliser un octuple jeu de Merlin, de maîtriser le deep-throttling, les ergols sur-sous-réfrigérés et de gérer la rentrée atmosphérique rétro-propulsée.
Quant à la FH version tri-block 5 ... elle n'a pas encore volé ... donc attendons de voir .... c'est plus sage.

Mais là on passe au méthalox, avec un nombre de moteurs largement augmenté, la rentrée se fera à vitesse cosmique interplanétaire, avec un bouclier thermique actif de très grande dimension. (peut-être un peu moins avec le modèle réduit d'essai .... mais le but est au-delà)
Au-delà de la confiance et de l'espoir - sentiments tout à fait respectables- ... la technique nécessite de bien lister tous les problèmes ... ceux qu'on perçoit et surtout ceux dont on n'a pas forcément encore idée ... bref mettre les mains dans le cambouis et tout résoudre. Et il n'y a guère de littérature sur les étagères là-dessus. Donc un challenge XXXXXL   Smile
Bon courage à eux et Wait and see
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yoann


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Mer 26 Déc 2018 - 23:09

shinyblade a écrit:
D'autres matériaux réutilisables comme le pica ou le pica-X (utilisé sur la navette et le dragon respectivement)

si tu parle de la navette spatiale, ses tuiles n’étaient pas en pica (matériau ablatif constitué de fibre de carbone imprégné de resine phenolique ) mais étaient constitué de fibre de silice imprégné de divers composants chimiques -et non ablatives.

pour comparer les poids  (j'ai chercher rapidement avec google) les tuiles noires font 140 kg/m3 info la, et le pica 288 a 336 kg/m3 (18-21 lbm/ft3) info lapage 13
j’espère ne pas avoir fait d'erreur en cherchant les poids j’espère.  scratch  merci de me corriger si je me trompe  Embarassed


Sinon, pour les bord d’attaque de la navette en rcc (renforced carbon carbon), j'ai trouvé la densité haluciante de 1600 à 1980 kg/m3     info la
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 0:19

Pour suivre la discussion sur le refroidissement, Musk ne donne que les bords d'attaques des ailerons et des dérives et  "ailes" arrières qui seraient activement refroidies, le reste étant refroidis de manière passive par rayonnement.
Je pense que les ailerons "canards" avant et peut-être le cône avant pourront être refroidis avec un réservoir assez petit placé à l'avant juste sous le cône. Cela réduit la plomberie interne (enfin c'est juste ma vision des choses).
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 1:07

Rien ne dit non plus que le bouclier sera actif, la simple conduction à travers la paroi peut largement suffire. Sachant qu'il y a des ergols cryogéniques à quelques millimètres du plasma extérieur, nu besoin d'imaginer des pompes ou autres tuyaux pour refroidir la paroi extérieure.
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 9:23

shinyblade a écrit:
On sait que le prototype sera en acier puisqu'on voit les éléments se construire et ils sont en acier.

Mon avis : certainement pas, au contraire cette déception va te rendre encore plus accro. Very Happy
Pour la première phrase , il y a encore quelques semaines on pouvait dire exactement pareil en remplacent acier par carbone.  En effet on avait  des photo d un tronçon en fibre de carbone qui devait servir au prototype.  Qui dit que dans deux mois on nous dira pas que c est deux bout de tolle en acier seront pas jeter à la poubelle et qu on nous présentera de nouvelles pièces en papier mâché ?.

Oui je suis acro mais au technologique, donc se nouveau concept m intéressant . Par contre mais non je suis pas dans l attente permanent de sont futurs tweet (J ai pas tweeter de toute façon ) C est trop brouillon , sensationaliste et parfois faux. Je réagis uniquement quand je vois écrite ici l évangile selon elon avec toute les erreur qui vont avec. Un bon gros rapport de la NASA,  sa c est cool, avec des chiffres , des calculs des schémas, pas un puzzle de tweet qui colle pas ensemble. 
Ralt a écrit:
Au delà de l'aspect masse, un des intérêts du refroidissement actif c'est de s'affranchir des aspects inspection/maintenance du bouclier thermique.
Pas d inspection  Crying or Very sad Crying or Very sad
Pour un bouclier radiatif il y a juste à faire une inspection ultrason pour l eppaiseur et visuel ou acoustique pour les fissure.
La il faut contrôle chaque pompe, chaque tuyau, chaque soudure pour vérifier que le choc thermique ne l à pas fait sauter. 
De plus un bouclier radiatif ne risque rend pendant le décollage  (a moins qu on place un réservoir isolé de mouse au dessus ) alors que entre les vibrations et les accélération des pompe et tuyau peuvent cédé et on s en appercevrait qu à la rentrée  chaud
Space Opera a écrit:
Rien ne dit non plus que le bouclier sera actif, la simple conduction à travers la paroi peut largement suffire. Sachant qu'il y a des ergols cryogéniques à quelques millimètres du plasma extérieur, nu besoin d'imaginer des pompes ou autres tuyaux pour refroidir la paroi extérieure.
Se qui m inquiète la dedans c est  comment maintenir les ergol cryogenique contre une paroi à plusieurs centaines de degré.  Pour rappel l atterrissage étant propulser, une problème de qualité de l ergol aura un impact sur la qualité de la pousser se qui aura un impact.... sur la barge mur
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shinyblade




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 11:02

Les ergols ne seront pas en contact avec la paroi puisqu'ils seront stocker dans les réservoirs auxiliaires servant spécialement pour la descente. Ces reservoirs seront à l'interieur des réservoir principaux qui servent pour la montée qui eux seront complètement vide. 

Elon Musk n'a pas le temps de pondre un rapport avec des chiffres, des jolies schéma et des explications bien ordonnées tous les matins.

En revanche il peut résumé l'avancement en quelques tweets et répondre aux questions des internautes. De ses échanges naissent des informations qui sont restranscrites sur ce forum dans un délai court par des internautes qui prennent de leur temps pour aller à la source et faire "le sale boulot". 

Et au final c'est grâce à ces personnes que tu peux suivre l'aventure Spacex sans trop faire d'effort. Car l'information est synthétisée de manière claire par tout ces gens qui vont consulter la soi-disante évangile d'Elon Musk.
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Eloi


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 11:35

Ces dernières annonces sur une structure / réservoirs en acier inoxydable semblent concerner le Starship, lequel subira les conditions sévères de la rentrée atmosphérique, et nécessite donc un système de protection thermique efficace (ablatif, radiatif, ou à refroidissement par circulation d'ergol).

Est-ce que cela remet pour autant en cause le concept de réservoirs en fibres de carbone, tels que les réservoirs géants dont nous avons vu des images, pour le SuperHeavy, lequel n'a pas à subir ces contraintes ? Autrement dit, est-ce que les dernières annonces remettent nécessairement en cause les annonces précédentes sur des réservoirs en fibre de carbone, et est-ce que le hiatus ne proviendrait pas uniquement d'une confusion entre Starship et SuperHeavy ?

(J'ai relu rapidement les précédents posts, mais mes excuses toutefois si la question a déjà reçu une réponse)
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shinyblade




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 11:44

Oui le Super Heavy, tel qu'il est envisagé à présent, sera fait en acier également afin de limiter les coûts d'infrastructure.
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Vadrouille


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 11:47

Outan a écrit:
shinyblade a écrit:

Edit : c'est 4.35 tonnes de méthane et non 100 kg.
 Mr Elon va pouvoir en faire des Tesla, car le methane est un gaz à effet de sert beaucoup beaucoup plus puissant que le CO2 !! Je sors troll

Le méthane a un pouvoir de réchauffement global à 100 ans équivalent à 25 fois celui du dioxyde de carbone. Donc 4,35 tonnes de méthane libérées dans l'atmosphère, cela fait l'équivalent de 108,25 tonnes de CO2 relâchées.

Pour donner un ordre d'idée, un Airbus A330 consomme autour de 7 tonnes de kérosène par heure, ce qui fait 7*3,15 = 22,05 tonnes de CO2 par heure.

Donc en gros libérer 4,35 tonnes de méthane dans l'atmosphère contribue autant à l'effet de serre que 5 heures de vol d'un A330, soit un vol Paris-Dakar par exemple. Si le BFR est destiné à voler quelques fois par an comme la navette, c'est parfaitement négligeable par rapport au trafic aérien mondial. Mais si on veut l'utiliser pour des liaisons intercontinentales commerciales (faire des Paris-Tokyo en une heure...), et que ça devient une alternative à l'avion, alors là je vous dis par les dégâts.

Et concernant les Tesla, faut-il encore rappeler que les analyse de cycles de vie des voitures électriques montrent que celles-ci ont un bilan carbone plus mauvais que les véhicules thermiques. Une batterie ce n'est pas propre à fabriquer. Et avant de penser rouler à l'électricité, encore faudrait-il penser à décarboner la production d'électricité. Et à l'échelle mondiale il y a du boulot...

Avant de partir en HS, petite question qui n'a rien à voir : quelqu'un connaît-il la masse du bouclier thermique de la navette spatiale à titre de comparaison ?
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Giwa
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 12:12

Vadrouille a écrit:


Le méthane a un pouvoir de réchauffement global à 100 ans équivalent à 25 fois celui du dioxyde de carbone. Donc 4,35 tonnes de méthane libérées dans l'atmosphère, cela fait l'équivalent de 108,25 tonnes de CO2 relâchées.

Pour donner un ordre d'idée, un Airbus A330 consomme autour de 7 tonnes de kérosène par heure, ce qui fait 7*3,15 = 22,05 tonnes de CO2 par heure.

Donc en gros libérer 4,35 tonnes de méthane dans l'atmosphère contribue autant à l'effet de serre que 5 heures de vol d'un A330, soit un vol Paris-Dakar par exemple. Si le BFR est destiné à voler quelques fois par an comme la navette, c'est parfaitement négligeable par rapport au trafic aérien mondial. Mais si on veut l'utiliser pour des liaisons intercontinentales commerciales (faire des Paris-Tokyo en une heure...), et que ça devient une alternative à l'avion, alors là je vous dis par les dégâts.
A noter que le méthane atmosphérique est détruit en moins de dix ans par les radicaux hydroxyles, donc ce qui réduit le pouvoir de réchauffement à 9 fois au lieu de 25 fois par rapport à celui du dioxyde de carbone. Donc effectivement si il s’agit de voler quelques fois par an pour le Starship, l’impact sera négligeable.
Par contre pour des liaisons intercontinentales commerciales fréquentes, il faudra éviter de relâcher du méthane dans l’atmosphère. Toutefois dans ce dernier cas , les conditions seront moins drastiques et un bouclier thermique passif devrait pouvoir suffire.
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L'Augure


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 12:35

Surtout que rien ne dit que le méthane qui servira à la protection thermique sera relaché dans l'atmosphère.
Il peut être tout simplement redirigé vers les réservoirs.
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Ralt




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 12:46

shinyblade a écrit:
Oui le Super Heavy, tel qu'il est envisagé à présent, sera fait en acier également afin de limiter les coûts d'infrastructure.
On est sur de ca ? J'ai l'impression que tout les tweets de Musk concernaient uniquement le BFS/Starship...
Mais bon entre les changement d'appellation et les tweets répartis sur plusieurs jours/ intervenants pas facile de s'y retrouver !
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L'Augure


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 12:56

Vadrouille a écrit:
Avant de partir en HS, petite question qui n'a rien à voir : quelqu'un connaît-il la masse du bouclier thermique de la navette spatiale à titre de comparaison ?
La masse du bouclier thermique de la navette spatiale est de 8,574 tonnes.
soit entre 12,5 et 8 % de la navette (en fonction du carburant).

source:https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_thermal_protection_system#Weight_considerations
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 13:10

Giwa a écrit:
A noter que le méthane atmosphérique est détruit en moins de dix ans par les radicaux hydroxyles, donc ce qui réduit le pouvoir de réchauffement à 9 fois au lieu de 25 fois par rapport à celui du dioxyde de carbone. Donc effectivement si il s’agit de voler quelques fois par an pour le Starship, l’impact sera négligeable.
Par contre pour des liaisons intercontinentales commerciales fréquentes, il faudra éviter de relâcher du méthane dans l’atmosphère. Toutefois dans ce dernier cas , les conditions seront moins drastiques et un bouclier thermique passif devrait pouvoir suffire.

Le 25 que j'utilise correspond au potentiel* de réchauffement global sur 100 ans. On utilise l'échelle de 100 ans car c'est à peu près la durée de vie du CO2 dans l'atmosphère et donc le bon étalon pour comparer les GES entre eux alors qu'ils n'ont pas tous la même durée de vie. Effectivement la durée de vie du méthane est plus réduite que celle du CO2, à peu près 12 ans, donc le réchauffement qu'il occasionne se fera durant 12 ans et pas 100 comme le CO2. Mais durant ces douze ans son potentiel de réchauffement sera sous-estimé, 1 kg de CH4 émis contribue à l'instant t=0 environ 96 fois plus qu'un kg de CO2. A long terme en revanche l'impact du méthane sera sur-estimé. En combinant les durée de vie des deux, c'est bien un rapport de 1 à 25 qu'il faut prendre (selon les sources on trouve aussi de 1 à 21, mais l'ordre de grandeur est là).

Un article plutôt sympa en français qui explique plus en détail : http://www.lmd.jussieu.fr/~jldufres/publi/2009/Dufresne-lameteo-2009.pdf

*Et pas pouvoir comme je l'ai écrit dans mon message précédent, désolé.
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shinyblade




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 13:16

Pour l'impact environnemental, je pense qu'il sera plus que négligeable, car la plupart du méthane brulera au contact de l'atmosphère surchauffé et il devrait y avoir une magnifique trainée bleu qui suit le vaisseau.
Ca ne laissera donc que majoritairement de l'eau avec un peu de Co2.

Je n'ai vue aucune source fiable sur le soi disant impact négatif des voitures électriques sur l'environnement par rapport aux thermique.

Pour le cas de Tesla, la quasi intégralité de leur énergie pour la fabrication est d'origine solaire.
Les batteries de Tesla sont conçus dès l'origine pour pouvoir être facilement recyclé dans leur gigafactory.
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Vadrouille


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 13:18

L'Augure a écrit:
Vadrouille a écrit:
Avant de partir en HS, petite question qui n'a rien à voir : quelqu'un connaît-il la masse du bouclier thermique de la navette spatiale à titre de comparaison ?
La masse du bouclier thermique de la navette spatiale est de 8,574 tonnes.
soit entre 12,5 et 8 % de la navette (en fonction du carburant).

source:https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_thermal_protection_system#Weight_considerations

Merci. On va se dire, pour faire simple, que ça fait à peu près 10% de la masse.

Pour le Starship, si on met 4,35 tonnes de méthane dédiées à la protection thermique à embarquer pour un vaisseau de 100 tonnes, ça ne laisse pas beaucoup de masse disponible pour la tuyauterie du système. L'idée est d'être plus léger qu'un bouclier thermique classique qui ferait dans les 10 tonnes. A la vue des premiers résultats, ça semble loin d'être gagné, d'autant que ça engendre de la complexité supplémentaire.

A titre personnel je ne crois pas à un bouclier entièrement refroidi par du méthane. Il le feront peut-être à des endroits très précis comme les bords d'attaque où ils pourront faire des gains de masse, mais sur l'intégralité du bouclier ça me semble beaucoup trop complexe pour un résultat pas si intéressant que cela.
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shinyblade




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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 13:26

Vadrouille a écrit:
L'Augure a écrit:

La masse du bouclier thermique de la navette spatiale est de 8,574 tonnes.
soit entre 12,5 et 8 % de la navette (en fonction du carburant).

source:https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_thermal_protection_system#Weight_considerations

Merci. On va se dire, pour faire simple, que ça fait à peu près 10% de la masse.

Pour le Starship, si on met 4,35 tonnes de méthane dédiées à la protection thermique à embarquer pour un vaisseau de 100 tonnes, ça ne laisse pas beaucoup de masse disponible pour la tuyauterie du système. L'idée est d'être plus léger qu'un bouclier thermique classique qui ferait dans les 10 tonnes. A la vue des premiers résultats, ça semble loin d'être gagné, d'autant que ça engendre de la complexité supplémentaire.

A titre personnel je ne crois pas à un bouclier entièrement refroidi par du méthane. Il le feront peut-être à des endroits très précis comme les bords d'attaque où ils pourront faire des gains de masse, mais sur l'intégralité du bouclier ça me semble beaucoup trop complexe pour un résultat pas si intéressant que cela.

Non le bouclier ne se fera pas sur tout le vaisseau, uniquement les endroits les plus exposé. L'usage du métal permettra de réfléchir 80% de la chaleur et se sera suffisant pour la majorité du vaisseau. 

Le but n'est pas d'avoir le système de protection thermique le plus léger possible afin de maximiser la CU sur un seul vol. L'idée c'est d'avoir un bouclier facilement réutilisable quitte à rogner sur la CU afin de pouvoir lancer moins de CU par vol mais à couts beaucoup plus économique par kilo.
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Merlin


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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 13:55

Si j'ai bien compris le principe du bouclier thermique "réflectif" c'est le fait d'avoir une surface lisse, polis et brillante permet de renvoyer une bonne partie du rayonnement thermique induit par la compression des gaz pendant la ré-entré atmosphérique.
Une question me vient néanmoins a l'esprit, si jamais la surface sensée renvoyer le rayonnement thermique est simplement "sale" avec, par exemple, de la suie, de la poussière, des impacts de micro météorite, alors que deviennent les propriétés de ce bouclier thermique? Sont-elles fortement dégradées ou non?
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 14:49

Merlin a écrit:
Si j'ai bien compris le principe du bouclier thermique "réflectif" c'est le fait d'avoir une surface lisse, polis et brillante permet de renvoyer une bonne partie du rayonnement thermique induit par la compression des gaz pendant la ré-entré atmosphérique.
Une question me vient néanmoins a l'esprit, si jamais la surface sensée renvoyer le rayonnement thermique est simplement "sale" avec, par exemple, de la suie, de la poussière, des impacts de micro météorite, alors que deviennent les propriétés de ce bouclier thermique? Sont-elles fortement dégradées ou non?
Par exemple la suie qui se dépose sur la F9 lors de son retour doit correspondre à la dernière phase du retour en subsonique, en supersonique et a fortiori en hypersonique, cette suie - qui est un dépôt de carbone et de goudrons - est consumée sous forme de dioxyde et monoxyde de carbone. (A noter aussi même si ce n’est pas important, qu’en phase subsonique, les dépôts de suie devraient être moins importants en brûlant du méthane plutôt que du kérosène).Or c’est cette phase hypersonique  qui est critique pour la protection thermique et donc pendant cette phase, il n’y aura pas de suie.
Pour les impacts de micrométéorites, le danger me paraît moins grand avec un métal qu’avec des céramiques.
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 16:16

A propos de l'aspect "écologique" du méthane. Il est possible de faire, en principe, du méthane de synthèse "neutre en CO2". Je me suis posé la question de savoir si cela pouvait se vendre...

Un Starship (version wikipedia d'aujourd'hui Very Happy ) embarque 240 t de méthane. Le prix du méthane est de l'ordre de 20 €/MWh, soit ~280 €/t (PCI CH4 ~50 MJ/kg, soit 0,014 MWh/kg). Faire le plein du Starship coûterait donc ~ 65 k€.

Si l'on part sur un nombre de passagers en gros de l'ordre de l'A380 : 600 passagers, cela représenterait un coût méthane de l'ordre de 100 €/passager.

Supposons que le méthane provienne d'une source "neutre en CO2" : produit par captation du CO2 + électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable ou nucléaire, puis méthanation (réaction de Sabatier). Enea consulting indique  que du méthane de synthèse pourrait avoir un prix de l'ordre de 170 €/MWh, si produit à partir d'une électricité à 40 €/MWh : soit ~9 fois plus cher !.

Cela conduirait à un coût du méthane par passager de 900 € Sad  (en négligeant le fait que le dioxygène serait également produit par la même électrolyse).

Donc un passager consentant accepterait-il de payer ~800 € de plus un ticket "écologique" ? Difficile de répondre : on imagine bien qu'un client voyageant en tant que touriste ne serait pas prêt à payer une telle somme (mais aurait-il besoin de prendre le Starship ?), mais un homme d'affaire en classe business payant un ticket intercontinental à 3,5 ou 5 k€ payerait-il ~20% plus cher, afin que sa boîte puisse avancer l'argument de transports "neutre en carbone" ? scratch

Pour finir, un élément de comparaison : un A380 embarque 320 m3 de kerosène. Pour un prix du kérosène de l'ordre de 3 $/gallon, soit ~650 €/m3, cela fait un plein à ~200 k€ soit un coût du carburant par passager de l'ordre de ~300 €

Note : Qu'en est-il pour un lancement orbital SuperHeavy Starship ? Il ne semble pas y avoir de détails sur la quantité de méthane chargée dans le booster, mais si l'on suppose que ~20% des 3000 t du booster emportent du méthane, cela ferait 600 t pour le booster + 240 t pour le Starship, soit une facture en méthane "écologique" de 2 M€. Les compagnies achetant une mise en orbite accepteraient-elles ce surcoût, par exemple dans le cas d'un lancement à 100 M€ ??


Dernière édition par Eloi le Jeu 27 Déc 2018 - 16:22, édité 1 fois
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 16:22

shinyblade a écrit:
Oui le Super Heavy, tel qu'il est envisagé à présent, sera fait en acier également afin de limiter les coûts d'infrastructure.

Pour compléter la réponse de Ralt, la question a fait l'objet d'un débat sur Wikipédia : voir 

https://en.wikipedia.org/wiki/Talk:BFR_(rocket)#Starship_will_be_%22metal%22

Shinyblade, as-tu des éléments spécifiques indiquant que le réservoir en fibre de carbone est abandonné ?
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MessageSujet: Re: [SpaceX] Développement du Starship Hopper   Jeu 27 Déc 2018 - 16:59

up
Eloi a écrit:
A propos de l'aspect "écologique" du méthane. Il est possible de faire, en principe, du méthane de synthèse "neutre en CO2". Je me suis posé la question de savoir si cela pouvait se vendre...

Un Starship (version wikipedia d'aujourd'hui Very Happy ) embarque 240 t de méthane. Le prix du méthane est de l'ordre de 20 €/MWh, soit ~280 €/t (PCI CH4 ~50 MJ/kg, soit 0,014 MWh/kg). Faire le plein du Starship coûterait donc ~ 65 k€.

Si l'on part sur un nombre de passagers en gros de l'ordre de l'A380 : 600 passagers, cela représenterait un coût méthane de l'ordre de 100 €/passager.

Supposons que le méthane provienne d'une source "neutre en CO2" : produit par captation du CO2 + électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable ou nucléaire, puis méthanation (réaction de Sabatier).

....
Pourquoi pas la voie biologique avec un puits de carbone à Algues ?
On subventionne de telles installations en compensation.
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