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 Mars Sample Return

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montmein69




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Mer 18 Fév 2015 - 20:40

Pour discuter (sereinement) de la version Dragon rouge d'une mission MSR .... il faudrait avoir des données assez précises sur la masse de la Dragon au départ de la Terre, la quantité d'ergols qu'il faudra pour son atterrissage sur Mars, et la masse du véhicule de retour* + échantillons (donc la quantité d'ergols nécessaire pour décoller et adopter la trajectoire de retour).

Dans les projets de mission qu'ont pu étudier des agences spatiales, on a un atterrisseur à structure plus aérienne qu'une capsule. Et la présence d'un rover pour collecter des échantillons est assez systématique (apporté par l'atterrisseur ? ou travaillant depuis une précédente mission ?). Le Mars return vehicle apporte ses ergols.



* Mars Return Vehicle
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LuckySan




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Mer 18 Fév 2015 - 21:32

montmein69 a écrit:

Je ne lis certes pas dans le marc de café, mais si Space X cherche un "marché" pour un lanceur lourd et qu'il vise la NASA comme client (il est vrai que les commandes étatiques sont un pactole ...  avec réglement rubis sur l'ongle) cela implique que la NASA n'ait pas son propre lanceur. Cette hypothèse ne me parait cependant pas crédible.
[...]
J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.
[...]

Effectivement,la place de la NASA dans ce futur paysage est une question vraiment pertinente.

L'une des missions de la NASA est de fournir un service de transport de charge utile (LEO, GEO, survol, orbite, atterrissage) et un service de transfert des données (Deep Space Network).
Les instruments sur les différentes sondes sont déjà sujet à appel d'offre auprès des différents laboratoires.

L'envoi de DSCOVR la semaine passée est à ce titre très symbolique (au même titre que leur premier satellite GEO en 2013). On parle là d'un envoi dans le référentiel héliocentrique. Nous ne sommes déjà plus dans "On laisse le LEO au privé pour s'occuper du Beyond"

La NASA pourrait perdre très vite sa prérogative sur le transport spatial (à l'exception probable des RTG) au même titre qu'elle effectue des appels d'offre pour les instruments de ses sondes.

La NASA n'aura plus qu'un rôle de planification, définissant les objectifs des missions et faisant les appels d'offres nécessaires, autant pour les instruments que pour l'envoi et la navigation.

C'est encore une tendance très préliminaire, mais cela se dessine clairement... et c'est une tendance de fond...
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LuckySan




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Mer 18 Fév 2015 - 22:03

montmein69 a écrit:
Pour discuter (sereinement) de la version Dragon rouge d'une mission MSR .... il faudrait avoir des données assez précises sur la masse de la Dragon au départ de la Terre, la quantité d'ergols qu'il faudra pour son atterrissage sur Mars, et la masse du véhicule de retour* + échantillons (donc la quantité d'ergols nécessaire pour décoller et adopter la trajectoire de retour).

J'ai cette diapo tirée de cette conférence https://www.youtube.com/watch?v=ZoSKHzziLKw . C'est pour l'instant la seule présentation valable trouvable sur internet d'un projet de MSR avec un "red dragon".



On peut voir que les masses sont:
- 5.3 Tonnes pour la capsule Dragon dépouillée
- 3.2 Tonnes de propergol pour réaliser l’atterrissage sur mars.
- 2 Tonnes pour la fusée de retour d'échantillons (2 étages) + matériel ISRU + hydrogène pour amorcer la réaction chimique.
- 3 Tonnes de marge

la masse à faire atterrir est estimée à 10 Tonnes dans une autre diapo... scratch

Le carburant pour la fusée de retour échantillons sera produit "in situ". C'est le premier avantage de cette architecture.
Le Red Dragon fera de la rétropropulsion, seule solution pour faire atterrir des charges > 1 Tonne sur mars. C'est le second avantage.
La partie "Rover" est déléguée à un rover préexistant. cela demande un atterrissage de précision, troisième avantage.

mais pour produire l’oxygène, il faut de l’énergie. d’où vient t'elle?... je sais pas... est-ce que des panneaux solaires (doués d'une masse) suffiront?

Citation :
Rappel de la réaction:
4H2 + CO2 --> 2H2O + CH4    Le méthane sert de propergol, l'eau est réutilisée dans la seconde réaction (électrolyse)
2 H2O ----> 2H2 + O2   L’oxygène sert de propergol. Le dihydrogène est recyclé

Et comme dit dans les posts précédents, cela nécessite que la NASA utilise un prestataire privé pour réaliser ce qui était précédemment son cœur de métier!
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montmein69




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 10:01

Première question sur cette diapo (on trouvera peut-être des documents "papiers" qui détaillent le scénario) :
en bas à droite il y a écrit : "Feasability Analysis for a Manned Mars Free return Mission in 2018"

Je ne comprends pas le "manned" ?
Ne serait-ce pas plutôt "unmanned" ??? scratch

L'originalité recherchée, c'est le "free return" ... pas de RdV en orbite : le véhicule qui décolle (Mars Return Vehicle) est celui qui rapporte en vol direct les échantillons (deux étages sont prévus) sur Terre.

Pour le prélévement d'échantillons, un rover qui doit être capable de creuser profond (2 m au moins)
Citation :
"One of Ames' long standing science interests has been to robotically drill deeply into Mars' subsurface environment (2 meters, or more) to investigate the habitability of that zone for past or extant life
On envisagerait (?) de le faire venir lors d'une précédente mission.
Des tâches complémentaires au forage .... seront  à gérer :
Conditionnement des échantillons ? transport vers la Red Dragon pour charger ce payload dans le MRV lui-même inséré dans la Red Dragon (?) .. par bras robotisé de la Red Dragon ? (toutes opérations nécessitant de l'énergie, une robotique - autonome ? pilotée ? - et des relais de communication vers la Terre)
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montmein69




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 10:30

Un document mais très général sur la possibilité d'utiliser la version modifiée pour le fret de la capsule Dragon

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120013431.pdf

Il n'est cependant pas très récent et certains passages sont emprunts d'un optimisme qui s'est avéré un peu sur-évalué :
Citation :

SpaceX's Falcon Heavy launch vehicle, currently under development and expected to have its first flight in 2013, will be capable of sending Dragon on a trajectory to Mars.
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LuckySan




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 16:01

montmein69 a écrit:
Pour le prélévement d'échantillons, un rover qui doit être capable de creuser profond (2 m au moins)
On envisagerait (?) de le faire venir lors d'une précédente mission.

Je pense qu'il est réellement considéré de réaliser cette mission en partenariat avec Mars 2020 qui récoltera des échantillons et les stockera.



montmein69 a écrit:
Il n'est cependant pas très récent et certains passages sont emprunts d'un optimisme qui s'est avéré un peu sur-évalué :

Ah... l'exercice perilleux de donner des dates dans un document comme ca... non
le "glissement" de ces dates est classique, et personnellement, quand je lis un papier de ce genre, je ne m'interrese plus qu'à l'architecture de la mission et à sa faisabilité...
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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 19:46

montmein69 a écrit:

J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.
cela fait a peu près ... 16 ans que la NASA n'a plus de lanceur (1999 derniers lancements via la navette spatiale américaine).

Cela n'a pas changé le rôle de la NASA

Celle-ci ne s'est historiquement  focalisée sur la construction de lanceurs que dans la mesure où cela répondait à des objectifs qu'elle était la seule à soutenir (lanceur lunaire géant, lanceur réutilisable)
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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 20:07

LuckySan a écrit:

On peut voir que les masses sont:
- 5.3 Tonnes pour la capsule Dragon dépouillée
- 3.2 Tonnes de propergol pour réaliser l’atterrissage sur mars.
- 2 Tonnes pour la fusée de retour d'échantillons (2 étages) + matériel ISRU + hydrogène pour amorcer la réaction chimique.
- 3 Tonnes de marge

la masse à faire atterrir est estimée à 10 Tonnes dans une autre diapo... scratch

Le carburant pour la fusée de retour échantillons sera produit "in situ". C'est le premier avantage de cette architecture.
Le Red Dragon fera de la rétropropulsion, seule solution pour faire atterrir des charges > 1 Tonne sur mars. C'est le second avantage.
La partie "Rover" est déléguée à un rover préexistant. cela demande un atterrissage de précision, troisième avantage.
Dans 20 ans peut être  :
- faire atterrir 10 tonnes sur Mars
- produire du carburant sur place
- conserver suffisamment d'hydrogène jusqu'à l'atterrissage près un transit de 6 mois et un atterrissage qui risque d'être chaud
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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 20:55

Pline a écrit:
montmein69 a écrit:

J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.
cela fait a peu près ... 16 ans que la NASA n'a plus de lanceur (1999 derniers lancements via la navette spatiale américaine).

Cela n'a pas changé le rôle de la NASA

Celle-ci ne s'est historiquement  focalisée sur la construction de lanceurs que dans la mesure où cela répondait à des objectifs qu'elle était la seule à soutenir (lanceur lunaire géant, lanceur réutilisable)
Historiquement la NASA ne développe pas grand chose (quand même plus que l'ESA), mais l'immense majorité de ce qui est développé l'a toujours été par des entreprises.
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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Jeu 19 Fév 2015 - 21:00

Pline a écrit:
Dans 20 ans peut être  :
- faire atterrir 10 tonnes sur Mars
- produire du carburant sur place
- conserver suffisamment d'hydrogène jusqu'à l'atterrissage près un transit de 6 mois et un atterrissage qui risque d'être chaud

Je pense que l'on peut être depuis quelques années plus optimiste...

En tout cas, il y a une fenêtre qui s'ouvre cette prochaine décennie... une collusion d’intérêt entre les agences et les moyens à disposition...
il y a tout lieu d’être confiant qu'une mission de ce genre arrive (enfin!) d'ici 2025-2030...

P-S: l’hydrogène peut être produit à partir d'eau, et l'eau est plus facile à gérer... mais on en revient à la production d’énergie qui pour moi est la pierre d'achoppement de l’édifice...
Au pire, on arrive à gérer du zéro ébullition sur de l’hydrogène... mais ça rajoute des kilos...
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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Ven 20 Fév 2015 - 0:22

Space Opera a écrit:
Historiquement la NASA ne développe pas grand chose (quand même plus que l'ESA), mais l'immense majorité de ce qui est développé l'a toujours été par des entreprises.
Ce que j'évoque est  la fourniture du cahier des charges.

La construction des engins spatiaux est effectivement la plupart du temps confiée à des entreprises privées au point que ces derniers temps on a du mal à trouver des photos détaillées de certains engins qui soient réalisées par la NASA et donc libres de droit. La NASA est maitre d'ouvrage, développe certains instruments scientifiques (Goddard) ou équipements techniques pointus (JPL => télécom), effectue les recherches théoriques et appliquées en amont, réalise une partie des tests, prend en charge les préparatifs des lancements, gère généralement les missions, collecte, traite et redistribue les données (généralement). Avec une centaine de missions en cours , une vingtaine en préparation (en se concentrant sur les missions spatiales), le chomage ne guette pas.
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montmein69




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Ven 20 Fév 2015 - 8:20

Pline a écrit:
montmein69 a écrit:

J'ai un gros doute que le Congrès s'engage dans un tel scénario qui "déplumerait" la NASA de ce quoi pour lequel elle a été créé.
cela fait a peu près ... 16 ans que la NASA n'a plus de lanceur (1999 derniers lancements via la navette spatiale américaine).

Cela n'a pas changé le rôle de la NASA

Erreur de datation .... le dernier vol de la navette Atlantis remonte à juillet 2011.

http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2011/07/dernier-vol-de-navette-pour-atlantis-nasa.html

Même si la décision de confier le LEO au privé a été prise un peu avant (mais ils avaient à faire la sélection des candidats) la perspective incontournable d'avoir un gap pour lancer les boys dans l'espace a été mal vécu par la NASA et tout le peuple américain. D'autant qu'il fallait acheter les sièges aux russes.
Le problème du fret a été réglé assez rapidement.
Celui des équipages ne l'est pas encore. Premier vol fin 2017/début 2018 si tout se passe bien pour qualifier les matériels.

Pour l'exploration lointaine, ce sont les lanceurs classiques (Atlas 5, Delta IV) qui sont utilisés, et Space X aura sans doute sa place (surtout si la Falcon Heavy entre bien en service dans les délais (?) annoncés.

Pour les missions impliquant des équipages à l'assaut du "beyond" ... c'est clairement le système SLS/Orion qui est choisi.
Comme je l'ai dit .... un retournement politique n'est pas totalement exclu .... mais aucun signe à ce jour.
Luckysan a écrit:

Je pense qu'il est réellement considéré de réaliser cette mission en partenariat avec Mars 2020 qui récoltera des échantillons et les stockera.
La prise en charge par la NASA d'une mission type Red Dragon, utilisant le matériel Space X (lanceur, version adaptée de la capsule Dragon) est certes possible. (cependant pour les missions robotiques, la NASA et les politiques ne viseront pas AMHA à créer un monopole Space X sur tout le spatial. Il y a des enjeux d'emploi dans de nombreux états.)

Comme on n'a aucun élément tangible pour savoir qui pourrait piloter une mission MSR ... autant partir sur l'hypothèse d'un cahier des charges élaboré par la NASA qui confie la réalisation à des sociétés pour la construction.
Cela a pour pendant AMHA que la NASA ne cumulera pas trop de "premières" dans une telle mission car chacune d'elle introduit un risque supplémentaire (disons que c'est la différence entre une agence -sclérosée ? bureaucratique ? - mais qui fait les choses et une jeune société dynamique (et tout et tout) prête à innover tous azimuths mais qui ne se lancerait -probablement- pas dans une telle mission en tant que maître d'oeuvre)
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montmein69




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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Ven 20 Fév 2015 - 9:28

LuckySan a écrit:

On peut voir que les masses sont:
- 5.3 Tonnes pour la capsule Dragon dépouillée
- 3.2 Tonnes de propergol pour réaliser l’atterrissage sur mars.
- 2 Tonnes pour la fusée de retour d'échantillons (2 étages) + matériel ISRU + hydrogène pour amorcer la réaction chimique.
- 3 Tonnes de marge

la masse à faire atterrir est estimée à 10 Tonnes dans une autre diapo... scratch

Le carburant pour la fusée de retour échantillons sera produit "in situ". C'est le premier avantage de cette architecture.
Le Red Dragon fera de la rétropropulsion, seule solution pour faire atterrir des charges > 1 Tonne sur mars. C'est le second avantage.
La partie "Rover" est déléguée à un rover préexistant. cela demande un atterrissage de précision, troisième avantage.


D'après les hypothèses de deux missions combinées : Mars 2020 + une inspirée du scénario Red Dragon co-signé par le Ames Research Center (NASA) on aurait alors :
- Mission 1:  à partir de 2020 un lander et un rover qui se chargerait de forer, collecter des échantillons, les conditionner, et les mettre en attente (cette mission déjà prise en charge par la NASA parait crédible ... Tout est-il déjà bouclé au niveau conception et les fabrications déjà lancées ? Ou peut-on envisager d'y ajouter une possibilité de commencer le travail ISRU ?

- Mission 2 : à partir de 20xx (?) une capsule Dragon modifiée qui atterrit à proximité de la précédente.
Pline a écrit:

Dans 20 ans peut être  :
- faire atterrir 10 tonnes sur Mars
- produire du carburant sur place
- conserver suffisamment d'hydrogène jusqu'à l'atterrissage près un transit de 6 mois et un atterrissage qui risque d'être chaud

Pas mal d'obstacles potentiels ..... qu'on peut lever ou pas ? Avec cette proposition ....
Luckysan a écrit:

l’hydrogène peut être produit à partir d'eau, et l'eau est plus facile à gérer... mais on en revient à la production d’énergie qui pour moi est la pierre d'achoppement de l’édifice...
Au pire, on arrive à gérer du zéro ébullition sur de l’hydrogène... mais ça rajoute des kilos...
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MessageSujet: Re: Mars Sample Return   Ven 20 Fév 2015 - 19:30

montmein69 a écrit:

Erreur de datation .... le dernier vol de la navette Atlantis remonte à juillet 2011.
Plus de lancement de satellite après 1999
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