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 [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes

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Steph
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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Sam 6 Fév 2010 - 21:24

Henri, peux-tu nous rappeler quels sont les ordres de grandeurs de puissance massique que l'on pourrait raisonnablement obtenir pour ces réacteurs nucléaires ?
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montmein69



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Sam 6 Fév 2010 - 21:37

Henri a écrit:
Les soucis du LHC ne viennent pas du choix de l'hélium liquide mais bel et bien du gigantisme des bobinages de l'installation.


Certes, mais sait-on quels seront les champs magnétiques à obtenir -et maintenir durablement - (donc la taille des bobinages) pour un moteur de type VASIMR de moyenne ou de grande puissance ? Pas sûr que les matériaux supra-conducteurs fonctionnant à la température de l'azote liquide puissent convenir.

On saurait probablement faire avec ceux qui fonctionnent à la température de l'hélium liquide ... mais avec l'hélium c'est plus difficile, plus complexe, plus cher.
Il n'y a pas la fournaise d'un plasma à proximité quand on refroidit un instrument dans un télescope spatial.

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James Van Allen
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montmein69



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Sam 6 Fév 2010 - 21:47

Steph a écrit:
Henri, peux-tu nous rappeler quels sont les ordres de grandeurs de puissance massique que l'on pourrait raisonnablement obtenir pour ces réacteurs nucléaires ?


Je laisse Henri répondre, mais les modèles qui peuvent donner une idée en terme de compacité, de masse et de puissance disponible, ce seraient ceux qui équipent les sous-marins à propulsion nucléaire.
Pour extraire efficacement la chaleur d'un coeur très compact dans l'espace ... il faudrait sans doute un fluide caloporteur du genre sodium fondu. Comment convertir en énergie électrique la chaleur du sodium ? Moteur Stirling avec un fluide intermédiaire ? et puis il faudrait des échangeurs de chaleur de grande surface pour le refroidissement (et bien protégés des impacts de météorites) On voit que dans l'espace, ce ne serait pas du gâteau.
Il y a de quoi se creuser la tête pour les ingénieurs .... et peut-être trouver des solutions complètement nouvelles.
Qui a dit que ce programme était le fossoyeur de l'avenir de la conquête spatiale ? La mort des vols habités lointains ? Probablement les impatients.

(faut-il faire migrer ces considérations techniques dans la rubrique idoine du forum ? ou on continue ici ?)

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Giwa
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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 7 Fév 2010 - 20:04

Pour certaines centrales nucléaires de génération IV , c’est le gaz hélium – très bon conducteur themique – qui serait utilsé comme fluide caloporteur . Toutefois un des problèmes est de limiter au maximum les pertes de ce gaz par diffusion.
http://etudiant.univ-mlv.fr/~rgrenier/part2.html
http://www.cea.fr/var/site/storage/original/application/66f0600d028f65d6f1f94f872750fce7.pdf

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Henri



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 7 Fév 2010 - 22:55

Hormis que montmein69 (re)commence à être un sacré pessimiste... blbl
Pour les puissances massiques elles augmentent avec la puissance, et ce serait lambda0 qui serait le plus documenté sur l'état de l'art à ce sujet (les exemples de réacteurs de (sous-)marine ne sont pas de bonnes références, les cahiers de charge ne sont pas les mêmes)
J'ai les documents de ce dossier comme exemple (qui citent des coefficients alpha de l'ordre de 1 kWe/kg :
http://minilien.com/?yqilcMpcfo

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montmein69



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 7 Fév 2010 - 22:56

Giwa a écrit:
Pour certaines centrales nucléaires de génération IV , c’est le gaz hélium – très bon conducteur themique – qui serait utilsé comme fluide caloporteur .


La différence notable c'est la taille du réacteur, et donc le volume de fluide qui peut circuler dans les zones interstitielles du combustible dans le coeur pour en extraire suffisamment la chaleur.
Peut-être envisageable pour une tranche terrestre ... mais ....
Avec un réacteur sur un vaisseau spatial on visera la compacité ... cela complique sacrément (cela avait été le cas avec les surgénérateurs type Phoenix/super Phoenix avec un coeur plus petit et plus chaud car plus réactif qu'un PWR classique, d'où l'utilisation du sodium fondu).
Alors pour l'Hélium ... (il n'y a pas encore eu de prototype opérationnel à ma connaissance) ... cela peut-il convenir dans les contraintes spatiales ? Ce serait effectivement une solution élégante.
Henri a écrit:

Hormis que montmein69 (re)commence à être un sacré pessimiste...

Je ne suis pas plus pessimiste qu'un autre, plus pragmatique peut-être. N'ayant pas la science infuse ... je m'interroge et j'essaye d'avoir des informations crédibles. Il est vrai que je me méfie aussi des optimistes no-limit et des adeptes du yakafokon ... on ne se refait pas à mon âge clown

Merci pour les liens ... je vais lire cela. Je crois comprendre en première approche que le réacteur est intégré directement dans le réacteur de propulsion ?

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Henri



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 7 Fév 2010 - 23:21

En fait il y tout de même une séparation claire entre le VASIMR et le générateur électrique, mais ce dernier utilise UF4 en phase gazeuse (avec un confinement magnétique) pour améliorer la puissance massique. Le but ici n'est pas de construire un engin qui fonctionnera pendant trois décennies, mais quelques semaines... (Pour être honnête je n'ai pas le temps en ce moment de me pencher dessus pendant des heures.)

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lambda0
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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Lun 8 Fév 2010 - 14:10

J'avais vu un chiffre de 0.3 kg/kWe pour la version 200 MW de ce générateur à coeur gazeux, soit 60 tonnes tout compris pour le générateur, boucliers, radiateurs, convertisseurs inclus.
Ca doit être la valeur retenue par Chang-Diaz dans ses slides commerciaux "Mars en 39 jours".
Maintenant, avec des technos moins futuristes, générateur à coeur solide fonctionnant à 1200 K, et éventuellement des progrès sur les radiateurs, on doit pouvoir arriver à 3-4 kg/kWe et faire Terre-Mars en 3 mois, ce qui est suffisant pour boucler une mission en moins d'un an.
Mais pour l'instant, j'ai l'impression que la NASA préfère se concentrer sur la mise au point du propulseur lui-même, qu'on peut toujours utiliser avec des panneaux solaires dans un premier temps.
La dernière initiative de la NASA en nucléaire, Prometheus, s'est essouflée assez vite et perdue dans les sables, ils ne sont peut-être pas très pressés d'y revenir avant que les moteurs plasmiques multi-MW soient vraiment au point.

A+

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montmein69



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Lun 8 Fév 2010 - 20:02

Henri a écrit:
En fait il y tout de même une séparation claire entre le VASIMR et le générateur électrique,


Merci pour ces précisions. Personnellement je prendrai la peine de conserver le conditionnel par exemple "ce dernier utiliserait UF4 en phase gazeuse (avec un confinement magnétique)" puisqu'à ma connaissance ce genre d'engin n'a encore jamais fonctionné.
Mais tout cela donne des axes de recherche intéressants. Reste, comme Lambda0 l'écrit, à se poser la question de qui voudra se lancer dans ce genre de challenge.
lambda0 a écrit:

La dernière initiative de la NASA en nucléaire, Prometheus, s'est essouflée assez vite et perdue dans les sables, ils ne sont peut-être pas très pressés d'y revenir avant que les moteurs plasmiques multi-MW soient vraiment au point.

Donc cela annonce quand même des délais substantiels pour que de tels systèmes soient opérationnels.

Citation:
Le but ici n'est pas de construire un engin qui fonctionnera pendant trois décennies, mais quelques semaines


Pour une éventuelle mission interplanétaire habitée, on ne peut miser seulement sur un voyage aller. Il faut comptabiliser aller-séjour-retour et là comme on peut le supposer, il faut que cela fonctionne plusieurs mois -certes ce ne sont pas des décennies - sans défaillance, avec le problème de le faire tourner (au ralenti probablement) pendant la phase d'attente en orbite Question Question

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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Sam 13 Fév 2010 - 19:23

montmein69 a écrit:
...Personnellement je prendrai la peine de conserver le conditionnel par exemple "ce dernier utiliserait UF4 en phase gazeuse (avec un confinement magnétique)" puisqu'à ma connaissance ce genre d'engin n'a encore jamais fonctionné...
Attention, l'excès de tetracapillotomie peut mener à la podoclastie... clown

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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Sam 13 Fév 2010 - 19:25

Henri a écrit:
...Attention, l'excès de tetracapillotomie peut mener à la podoclastie... clown


Et pitié pour les mouches... Very Happy
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montmein69



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Sam 13 Fév 2010 - 21:27

Henri a écrit:
montmein69 a écrit:
...Personnellement je prendrai la peine de conserver le conditionnel par exemple "ce dernier utiliserait UF4 en phase gazeuse (avec un confinement magnétique)" puisqu'à ma connaissance ce genre d'engin n'a encore jamais fonctionné...
Attention, l'excès de tetracapillotomie peut mener à la podoclastie... clown


Je maintiens quand même. Le présent c'est pour un système qui fonctionne .... pas pour un scénario de tableau noir, de brochure à réalité augmentée ou de BD de SF.

Si tu m'indiques un seul réacteur fonctionnant à l'UF4 gazeux produisant de l'énergie ... alors je veneration devant ton scénario. Et j' bravo à la pertinence de ton raisonnemment.
Je ne rechigne pas reconnaitre que j'ai beaucoup à apprendre ... mais on ne me fait pas prendre des "bêtes à bon Dieu pour des fusées à propulsion nucléaire" (pour garder l'analogie avec les insectes et pasticher un titre de film de Michel Audiard)

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James Van Allen
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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 14 Fév 2010 - 2:44

Il en est du présent de description d'un concept comme du présent de narration...

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tatiana13



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 14 Fév 2010 - 15:48

et que pensez-vous que puissent apporter les nouvelles propriétés des métamatériaux dans le domaine qui nous intéressent?
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montmein69



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MessageSujet: Re: [Discussion budget NASA 2011] Technologies critiques et innovantes   Dim 14 Fév 2010 - 20:36

Moi je commence par réviser un peu clown

http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9tamat%C3%A9riau
A première vue, les applications potentielles actuelles semblent être dans le domaine optique.

A quelle propriété pensais-tu ? et pour entrer dans quelle partie d'un moteur type VASIMR ou électro-nucléaire ?

Peut-être dans une déflection de rayonnements pour protéger la partie habitable des émissions de la zone moteur ?

Ceci aurait probablement plus sa place dans la partie Techniques ?

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James Van Allen
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Raoul



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MessageSujet: pour que l'homme quitte LEO, quelle technologie devrait être prioritaire?   Dim 14 Fév 2010 - 21:05

Quelle est la priorité à donner à quelle technologie pour que nous remarquions un progrès par rapport à la situation actuelle ?

Il me semble que pour réduire les coûts des lancements d'humains, il ne faut pas hésiter à rendre le vol moins confortable.

Par exemple, larguage à partir d'un avion porteur, fusée bi-étage (rien de mieux pour le moment), capsule minimum, séjour dedans minimum....

Et après, il faudrait développer le ravitaillement de carburant dans l'espace!! Ceci permettrait à d'autres entités ou nations de contribuer à un prgramme international.

Je me souviens avoir lu ceci: le Delta-Clipper (mono-étage, lancement vertical, vers l'orbite) pourrait être lancé vers une station de ravitaillement et une fois arrivé, remplir ses réservoirs. La même quantité de carburant pour le lancement vers LEO pourrait servir à aller sur la Lune et en revenir.

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Raoul Lannoy
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