Re: Comment s'installer durablement sur la Lune ?

[montmein69]

Je souhaite qu'ULA réalise ses projets lunaires tels que nous rapporte EYP ci-haut, pour qu'enfin se produise le " giant leap" 😉

J'a retrouvé un article paru l'an dernier lorsque ULA a dévoilé son plan (Cislunar 1,000 Vision) concernant l'ACES, XEUS, donc des moyens pour faciliter le transport d'ergols (notamment cryogéniques) depuis des installations ISRU sur la Lune notamment (ou astéroïdes) ... avec en toile de fond la facilitation d'activités minières.
https://www.space.com/33297-satellite-refueling-business-proposal-ula.html

On y note les réflexions de deux personnes impliquées dans l'exploitation minière terrestre :
- Angel Abbud-Madrid, director of the Center for Space Resources at the Colorado School of Mines
- Dale Boucher, CEO of Deltion Innovations Ltd. in Ontario, Canada. Deltion develops mining technologies and robotics for the resource sector and is a leader in investigating the promise of space mining.

From prospecting to utilization

Angel Abbud-Madrid, director of the Center for Space Resources at the Colorado School of Mines, is bullish on ULA's plan.

For several decades, three important elements have been considered essential to the development of space resources: finding a recoverable resource, developing the technology to recover it, and a customer, Abbud-Madrid told Space.com.

This third component has been the most challenging task for in-situ resource utilization (ISRU) advocates, Abbud-Madrid said.

"Up to now, governments have been the only customer in the business plan," he said. "The announcement made by ULA radically addresses this weak link by opening up new opportunities for space resources development."

For the first time, a major launch-service provider has seriously stepped forward as a true commercial client to purchase space resources, Abbud-Madrid said.

"ULA's detailed analysis of the water-based propellant market in cislunar [Earth-moon] space has established specific price points at various orbital destinations," Abbud-Madrid said.

This plan has reinvigorated the ISRU community by challenging it to re-evaluate all steps of the ISRU process — from prospecting to utilization — to meet these targets, he added.

A turning point ?

"I think this is a turning point for ISRU," said Dale Boucher, CEO of Deltion Innovations Ltd. in Ontario, Canada. Deltion develops mining technologies and robotics for the resource sector and is a leader in investigating the promise of space mining.

"It is the first private industry customer declaring an interest in purchasing space-derived materials for commercial use," Boucher told Space.com. "They have provided quantities and price points. They are prepared to set quality metrics. This opens the door to negotiations for 'futures' types of speculative contracts for purchase of commodities, much like new gold mines do, or oil and gas."

The numbers that ULA provided, once crunched, are within the realm of typical terrestrial mining activities and can be used to generate realistic budgets and mine plans, Boucher said.

ULA's estimate that it will need the off-Earth propellant in the early 2020s follows a pattern seen in Earth-based mining, Boucher added.

"Typically, a mine will go from an idea to production in five to 10 years, spend billions to get it up and running, and expect a 10-year life," he said. "It all starts with a solid financing plan coupled to prospective customers."

For the most part, the only potential customers for space-based fuel have been space agencies. But their timelines keep shifting, their budgets keep getting reappropriated and the political will to enable this kind of activity "gets bogged down in bureaucratic zombie zones," Boucher said.

As for the ISRU impact, Boucher said, the ULA plan enables commercialization in deeper space and provides risk reductions for space-agency-sponsored missions.

The "next steps would be to evaluate the knowledge and technical gaps that must be addressed to close the case," he said. "This is not a science task; it is a commercial task."

During this process, Boucher said, it is conceivable that mission plans could be generated, feasibility studies performed, regulatory regimes examined and financing established.

"This puts a whole new perspective on commercial space mining," Boucher concluded.

On y retrouve donc la problématique qui a été aussi abordée dans la discussion sur le plan NASA (DSG + DSH) pouvant offrir des opportunités à des sociétés commerciales d'avoir un relais en orbite cis-lunaire pour leur "exploitation de ressources lunaires".
ULA pourrait à son tour, proposer des moyens techniques (lanceur Vulcan avec ACES , transport d'ergols, cargo XEUS pouvant atterrir etc ...)

Mais si l'article expose bien des possibilités d'utilisation par des missions spatiales étatiques (space-agency sponsored missions) .... pour essuyer les plâtres et permettre d "affiner" des prévisions de financement/investissement à des fins commerciales privées ....
Le HIC ! reste de trouver des investisseurs et des exploitants prêts à développer le matériel spécifique nécessaire au minage/tri/raffinement/conditionnement pour expédition, donc prêts à mettre en jeu du "capital-risque" dans un tel challenge pour installer des unités de production.

AMHA il faudra attendre le milliardaire qui outre son pari sur le "New Space" sera prêt à se lancer dans le "minage spatial" ... mais après tout il y en a qui investissent sur Terre, dans le solaire, le transport ultra-rapide en tunnel, etc ....

autre article sur le Cis-Lunar 1000 project :
http://www.airspacemag.com/daily-planet/cislunar-space-next-30-years-180962249/

Une Road Map alléchante ..... (une de plus pourrait-on dire ...surtout pour les phases 3 et 4)

[Giwa]

Je cherche une analyse détaillée des ressources exploitables  sur la Lune. On parle souvent de l'He3, de l'H2O, de certains métaux  et d'extraction de O2 - LOx à partir de la Régolithe. Cependant il me semble que pour avoir un premier élément d'exploitation lunaire rentable se serait la production d'ergols. Il pourrait y avoir production H2 mais son stockage long terme semble un peu difficile. De plus plusieurs propulseurs tendent vers l'utilisation du méthane CH4. Hors sur la Lune contrairement à Mars sa fabrication sans CO2 atmosphérique est problématique. J'aimerais avoir votre avis sur une alternative. La Régolithe est riche en silate (SiO2) . En plus de l'O2 on peut aussi former du Silane (SiH4). Hors celui-ci est l'analogue silicieux du Méthane (CH4). Sur terre on s'en sert peu car il a tendance à l'auto-ignition à l'air libre. Dans l'espace il serait probablement plus stable. Son stockage dans des réservoirs en fibre de carbone serait idéal car on s'en sert dans l'industrie pour augmenter les liaisons et colmater les brèches des matériaux de synthèse. À votre avis le Silane pourrait-il facilement remplacer le méthane pour un même moteur et même reservoir? Si oui la Lune pourrait devenir la station service idéale pour l'exploration et la colonisation de Mars et autres. Silane à l'aller, Méthane au retour!

Effectivement l'idée d'utiliser les silanes (formule brute générique Si_nH _2n+2 ) est à étudier .
Voici  une étude ESA- entre autres -des couples silanes/H₂O₂  :
Prediction of Performance of (Higher) Silanes in Rocket / Scramjet Engines

Pour sa production in-situ sur la Lune, voir:
In-Situ Propellant Production

[Pline]

Tout le monde sait sur ce forum que de nombreux gisements de minerais sur Terre ne sont pas exploités soit parce que la concentration trop réduite aboutit à des couts supérieurs de manière marginale aux prix du marché soit parce qui'il faut par exemple construire une ligne de chemin de fer jusqu'au site et que le cout d'investissement ne pourra pas être répercuté dans le prix compte tenu du prix du marché.
Conclusion (sans recours à des modes de propulsion exotiques qui restent à découvrir) : le jour ou l'exploitation d'un gisement sur un  astéroïde ou sur la Lune sera devenu rentable par rapport à celle des gisements terrestres aujourd'hui non exploités  les prix auront atteint un  montant tellement  stratosphérique que notre civilisation sera sans doute pas loin de s'effondrer

Sur le plan technique comme ramène t'on sur Terre la matière extraite : en bombardant les terriens ?
et s'il s'agit de construire de l'habitat ou des engins dans l'espace avec les minerais extraits quelle sera donc la source de financement terrestre pour ces implantations ?

[Thierz]

La roadmap me semble déjà faussée quand elle annonce un "gross space product"* de 300 milliards de dollars aujourd'hui.

* je traduis gross space product par revenu brut généré par l'espace.

[Giwa]

Tout le monde sait sur ce forum que de nombreux gisements de minerais sur Terre ne sont pas exploités soit parce que la concentration trop réduite aboutit à des couts supérieurs de manière marginale aux prix du marché soit parce qui'il faut par exemple construire une ligne de chemin de fer jusqu'au site et que le cout d'investissement ne pourra pas être répercuté dans le prix compte tenu du prix du marché.
Conclusion (sans recours à des modes de propulsion exotiques qui restent à découvrir) : le jour ou l'exploitation d'un gisement sur un  astéroïde ou sur la Lune sera devenu rentable par rapport à celle des gisements terrestres aujourd'hui non exploités  les prix auront atteint un  montant tellement  stratosphérique que notre civilisation sera sans doute pas loin de s'effondrer

Sur le plan technique comme ramène t'on sur Terre la matière extraite : en bombardant les terriens ?
et s'il s'agit de construire de l'habitat ou des engins dans l'espace avec les minerais extraits quelle sera donc la source de financement terrestre pour ces implantations ?

Bien sûr , vous avez raison . 
Toutefois revenons au sujet qui n'est pas d’extraire des minerais pour les ramener sur notre Terre, mais de s'installer durablement sur la Lune en exploitant le plus possible les ressources in situ  en limitant au maximum les apports nécessaires provenant de notre planète.
Malgré tout on peut envisager d'exploiter les ressources lunaires pour l'espace circumlunaire ,voire pour le GEO  et certains l’envisagent même pour des voyages interplanétaires grâce à un delta V bien moins grand qu'en partant depuis la Terre. 
Mais bon tout çà se discute et le débat reste ouvert...

Remarque : j'ai évité de parler de colonisation comme pour la planète Mars ... mais seulement de s'installer durablement  donc sans couper le cordon ombilical avec notre Terre car les futurs séléniens  auront bien du mal à s'en passer!

[Giwa]

Comme composés hydrogénés autres que les alcanes à base de carbone  et les silanes à base de silicium, on peut citer aussi les boranes à base de bore, hautement réactifs avec le dioxygène. 
https://gfycat.com/fr/scarceblueasiandamselfly

Un autre avantage du bore par rapport au carbone et encore plus par rapport au silicium, c'est sa masse atomique de 10,8 g/mol  au lieu de 12 pour C et de 28,1g/mol pour Si. Donc si dans les premiers temps ,on ne possède pas d'installations de production de boranes  sur place, son transport depuis la Terre sera plus économique que pour les alcanes et les silanes

Le diborane B₂H₆  peut aussi servir à stocker le dihydrogène qu'il peut restituer par sa décomposition.

On peut aussi envisager le borazane pour la propulsion d'astromobile lunaire :

Le borazane a été proposé comme source d'hydrogène pour la propulsion automobile sans hydrocarbures car il libère de l'hydrogène H₂ en polymérisant, sous l'effet de la chaleur, successivement en (BH₂NH₂)_n et en (BHNH)_n, et permet de libérer davantage d'hydrogène à température ambiante et par unité de volume que l'hydrogène liquéfié.

Très intéressant puisqu'un réservoir rempli de borazane fournirait plus d'hydrogène que s'il était rempli de dihydrogène liquide !

[montmein69]

.../cut/...
On peut aussi envisager le borazane pour la propulsion d'astromobile lunaire :

Le borazane a été proposé comme source d'hydrogène pour la propulsion automobile sans hydrocarbures car il libère de l'hydrogène H₂ en polymérisant, sous l'effet de la chaleur, successivement en (BH₂NH₂)_n et en (BHNH)_n, et permet de libérer davantage d'hydrogène à température ambiante et par unité de volume que l'hydrogène liquéfié.

Très intéressant puisqu'un réservoir rempli de borazane fournirait plus d'hydrogène que s'il était rempli de dihydrogène liquide !

Le réservoir serait donc rempli de borazane (à l'état solide* ?) , puis chauffé "en phase d'utilisation" pour provoquer sa polymérisation et la libération d'hydrogène ?
* Il s'agit d'un solide incolore d'aspect cireux
Ce largage d'hydrogène ne se produirait donc pas à "température ambiante" (disons 20°C en utilisation terrestre ?).  :scratch:
A la fin le réservoir est rempli de polymère ? Faudrait-il tout changer pour "faire le plein" ou il est question d'une possible réversibilité de la réaction de polymérisation ?

Le caractère explosif du borazane est aussi à prendre en compte ... il y aura des précautions d'emploi à gérer

[Giwa]

Le réservoir serait donc rempli de borazane (à l'état solide* ?) , puis chauffé "en phase d'utilisation" pour provoquer sa polymérisation et la libération d'hydrogène ?
* Il s'agit d'un solide incolore d'aspect cireux
Ce largage d'hydrogène ne se produirait donc pas à "température ambiante" (disons 20°C en utilisation terrestre ?).  :scratch:
A la fin le réservoir est rempli de polymère ? Faudrait-il tout changer pour "faire le plein" ou il est question d'une possible réversibilité de la réaction de polymérisation ?

Il est indiqué pour sa décomposition thermique :

dès 68 °C jusqu'à 97,61 °C

quant aux précautions d'emploi , on peut espérer que les astronautes destinés à se rendre sur la Lune seront des gens respectueux des consignes de sécurité avec ' l'avantage' en plus que sur cet astre, il n'y a pas d'air ce qui évite l’inflammation de l'hydrogène produit en cas de fuite (le réservoir pour le LOx étant bien séparé )

Par contre cette  réaction de décomposition thermique ne doit pas être réversible, ce qui obligeraient  à " refaire le plein "
Bien sûr un recyclage des éléments bore et azote encore présents dans le polymère pourrait être envisagé, mais certainement pas dans les premières phases d'installation sur la Lune où on ne disposerait pas du matériel nécessaire.
Dans les premières étapes , il faudrait importer le borazane depuis la Terre et donc l'utiliser que pour des missions spécifiques.

[Giwa]

Pour compléter mon post précédent, s'il faudrait mettre en réserve après épuisement le polymère obtenu qui contient des éléments chimiques précieux , en particulier le bore...mais aussi l'azote, qui sur la Lune doit être plus rare que sur la Terre, pour une époque suivante où l'on disposerait de moyens pour le recyclage, n'oublions pas non plus H₂O provenant de la réaction entre le dihydrogène et le dioxygène ... qui est aussi précieux sur cet astre.

Pour cela, un astromobile fonctionnant sur pile à oxygène et hydrogène permettrait de récupérer de l'eau en fonctionnant .
On pourrait pour le chauffage y ajouter un RTG  qui pourrait aussi assurer le retour de l'astromobile  à vitesse réduite en cas de panne en ergols.
L'exploration des régions polaires à l'ombre perpétuelle pourrait faire partie des missions d'un tel astromobile- sans équipage humain- à intelligence artificielle et télécommandé.

[katalpa]

Des news

https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/vivre-demain-espace-sur-la-lune-et-au-dela-des-campements-imprimes-en-3d_134967

[Giwa]

Une certaine analogie avec les termitières :
Biomimétisme

[montmein69]

Du moment qu'on ne cherche pas à s'approprier un habitat découvert sur place :affraid:

Spoiler:

[Giwa]

Du moment qu'on ne cherche pas à s'approprier un habitat découvert sur place :affraid:

Spoiler:

Si c’est un nid de guêpes ...mieux vaut en effet ne pas chercher à se l’approprier !  :affraid:

[Le Journal de l'Espace]

Hey mais cette photo date déjà un peu! j'en avais fait un article dans mon 5e Journal de l'Espace (qui avait d'ailleurs assez bien marché!)

N'hésitez pas à aller visionner cet épisode

[katalpa]

Episode très intéressant en particulier à propos d'Ariane 6 que certains annoncent déjà comme perdante. Le lanceur devrait être lancé en 2020

[montmein69]

Si c’est un nid de guêpes ...mieux vaut en effet ne pas chercher à se l’approprier !  :affraid:

Un nid de guêpes sur la Lune ou sur Mars, cela reste assez improbable ....

Celui d'une espèce héritière du "8ème passager" ... par contre .... qui avait causé tant d'ennuis à Ripley ... :trouille:

[Giwa]

Des news

https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/vivre-demain-espace-sur-la-lune-et-au-dela-des-campements-imprimes-en-3d_134967

A regarder cette forme oblongue d’habitation , comment introduire les blocs préfabriqués des étages internes lors de la construction ? Poser d’abord le rez-de-chaussée, puis commencer à l’entourer par le mur externe ; poser ensuite le bloc du premier étage, surélever de nouveau le mur externe pour l’entourer à son tour et continuer ainsi jusqu’à la pose du toit en forme de dôme.
?

[Le Journal de l'Espace]

Dans mon Journal il y a une vidéo très bien faite qui explique les étapes, c'est par impression 3D de la base jusqu'au sommet avec insertion des éléments pendant l'impression

[Giwa]

Dans mon Journal il y a une vidéo très bien faite qui explique les étapes, c'est par impression 3D de la base jusqu'au sommet avec insertion des éléments pendant l'impression

 Très clair !
Pour l’éclairage naturel avec puit de lumière, c’est bien pour le dernier étage, mais pour les étages inférieurs pour éviter de fragiliser l’édifice avec des hublots trop vastes, la solution d’utiliser de la fibre optique pour l’éclairage naturel est intéressante.

[katalpa]

Je suis bien d'accord, rien ne vaut la lumière du soleil, mais la fibre optique est peut-être une bonne pioche pour nos ruches de la Lune.

[Giwa]

Je suis bien d'accord, rien ne vaut la lumière du soleil, mais la fibre optique est peut-être une bonne pioche pour nos ruches de la Lune.

Avec l'avantage d'éliminer les UV nocifs qui , sur la Lune , ne sont pas filtrer par une atmosphère.

[montmein69]

Un concept très intéressant.

Dans le petit reportage sur le concept ECHY on voit brièvement dans la présentation illustrant le produit un petit globe d'éclairage (j'ai supposé que c'était lui qui restituait la lumière)



Je me posais quelques  questions sur la restitution de la lumière dans la zone à éclairer :

• quel nombre de fibres optiques individuelles (évaluation) faut-il acheminer jusqu'à ce globe pour obtenir un éclairage standard ?
  
• la répartition spatiale de l'éclairage nécessite-t-il un dispositif spécial (lequel ?) ou est-ce simplement en orientant l'extrémité des fibres optiques* pour couvrir au mieux l'espace à éclairer ?
  * comme on le voit sur des photos de bouquet de fibres optiques
  

NB : il s'agit plus d'émettre des idées sur le sujet que de dévoiler des secrets de conception brevetés. :sage:

[katalpa]

Bien sûr, mais cette idée d'apporter une lumière naturelle dans des endroits fermés est géniale. La fibre permet ce miracle apparemment.

[fotokraff]

Bonjour,

La question n'est pas comment, mais pourquoi?

Pour le comment, Elon se prend pour déjà pour Bugs Bunny et creuse des trous partout...

Le pourquoi, c'est l'hélium-3, c'est la rentabilité du tout et le carburant de la conquête du système solaire...

Le problème (je n'ai pas de formation scientifique) ce sont les rayons cosmiques, qu'elle parade leur opposer?

L'enfouissement des bases est un début de solution, mais reste insuffisant pour le transport et le travail en extérieur...

[Giwa]

Un concept très intéressant.

Dans le petit reportage sur le concept ECHY on voit brièvement dans la présentation illustrant le produit un petit globe d'éclairage (j'ai supposé que c'était lui qui restituait la lumière)



Je me posais quelques  questions sur la restitution de la lumière dans la zone à éclairer :

• quel nombre de fibres optiques individuelles (évaluation) faut-il acheminer jusqu'à ce globe pour obtenir un éclairage standard ?
  
• la répartition spatiale de l'éclairage nécessite-t-il un dispositif spécial (lequel ?) ou est-ce simplement en orientant l'extrémité des fibres optiques* pour couvrir au mieux l'espace à éclairer ?
  * comme on le voit sur des photos de bouquet de fibres optiques
  

NB : il s'agit plus d'émettre des idées sur le sujet que de dévoiler des secrets de conception brevetés. :sage:

Des globes translucides diffuseront la lumière sur un grand angle solide.
Après pour les autres questions, seuls des spécialistes pourront nous éclairer ;) ...mais bon, AMHA çà doit pouvoir se faire.

[fotokraff]

Sinon y a les miroirs en plastiques qui seraient un bon blindage contre les rayons cosmiques, bien-sûr, il faut une source pour réfléchir la lumière.