[SpaceX] Actualités et développements de la Falcon 9 et du moteur Merlin

@MrFrame a écrit:

Gergovie a écrit:

- le pad abort test serait prévu le 19 juin  ("juste" avant le lancement de CRS-7 donc, qui est prévu le 22 juin)

C'est CRS-7 qui est prévu pour le 19 juin d'après l'article. D'autre sources donnent le 22.
Mais le pad abort sera effectué (on l'espère) bien avant, probablement courant mai.

ah ok je n'avais pas compris comme ça car effectivement il y a plusieurs sites qui donnent le lancement de CRS-7 pour le 22 juin ...

(quant au KSC il ne s'est encore pas déterminé ! https://www.kennedyspacecenter.com/events.aspx?type=rocket-launches
mais en général ils prennent leur temps ; soit pour mettre la date, soit pour la rectifier ...)

question de béotien a propos du retour des étages F9

faire atterrir le 1er étage au cap Canaveral semble en route 

mais pour le second qu'est ce qui est envisagé ???

 - retour à la base après avoir dépenser des TONNES d'ergols pour refaire le chemin en sens rebours (retour par l'est)

 - atterrissage sur une plage d’Afrique (mais quel pays d’Afrique est géographiquement possible et politiquement suffisamment stable pour ce faire)

 - retour à la base en suivant une trajectoire balistique qui manque de très peu la mise en orbite (retour par l'ouest)

@peronik a écrit:

mais pour le second qu'est ce qui est envisagé ???

Rien à ma connaissance. SpaceX n'a jamais parlé de récupérer ce 2eme étage.

Rien de prévu, et la c'est beaucoup plus compliqué (rentrée atmosphérique a gérer)

Il en a été question pendant quelques années, mais ce projet est laissé en suspend au profit de développement du couple BFR/MCT

@MrFrame a écrit:

Gergovie a écrit:

- le pad abort test serait prévu le 19 juin  ("juste" avant le lancement de CRS-7 donc, qui est prévu le 22 juin)

C'est CRS-7 qui est prévu pour le 19 juin d'après l'article. D'autre sources donnent le 22.
Mais le pad abort sera effectué (on l'espère) bien avant, probablement courant mai.

Ça se précise, un twitt de @AmericaSpace avance la date du 5 mai pour le pad abort test

EDIT: avec un direct sur NASA TV  d'après Chris Bergin

Est-il iconoclaste (ou irrévérencieux ..... ou même pire) ? de dire que les dirigeants de Space X piaffent un peu d'impatience de réaliser des atterrissages à terre, bien que n'ayant - à ce jour - pas eu de réussite dans leurs premières tentatives de faire atterrir un premier étage sur barge.

Peut-être qu'ils ont la solution technique (cette fameuse valve récalcitrante) et sont proches de la maitrise complète (espérée lors du lancement de CRS 7), mais les réglements régissant les vols (FAA) donc le retour à terre sont aussi (peut-être ?)  à leurs yeux "trop tatillons", d'où des déclarations annonçant des échéances très proches.

Citation :

A successful landing during the CRS-7 mission may also allow for the first projected attempt to return a stage to land, with the rocket tasked with lofting the Jason-3 satellite provisionally pencilled for a debute landing at SLC-4 at Vandenberg Air Force Base.

Pourront-ils avec un seul retour réussi sur barge, passer outre aux réglement FAA ? les contourner ? obtenir des dérogations ?  ... Wait and see.

D'après ce document (un peu ancien déjà, mais toujours en ligne sur le site de la FAA) :
http://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/AC_210-5B.pdf
Le rôle de la FAA dans les couloirs et espaces aériens attribués à l'USAF est avant tout le contrôle des vols civils pour leur interdire d'interférer avec les activités militaires.
Jason 3 est une charge utile civile mais tirée depuis une base militaire (Vandenberg) et son lancement doit donc être sous le contrôle administratif des militaires. La FAA n'ayant pas à donner d'"autorisations" aux militaires pour le moindre survol ou tir de missile dans les couloirs et espaces qui leurs sont attribués, ça m'étonnerait qu'ils aient un mot à dire dans l'affaire du retour du premier étage de la Falcon sur la base de Vanderberg. Par contre pour le KSC ça relève de leur compétences à ma connaissance...

@Henri a écrit:

Jason 3 est une charge utile civile mais tirée depuis une base militaire (Vandenberg) et son lancement doit donc être sous le contrôle administratif des militaires. La FAA n'ayant pas à donner d'"autorisations" aux militaires pour le moindre survol ou tir de missile dans les couloirs et espaces qui leurs sont attribués, ça m'étonnerait qu'ils aient un mot à dire dans l'affaire du retour du premier étage de la Falcon sur la base de Vanderberg. Par contre pour le KSC ça relève de leur compétences à ma connaissance...

Donc on peut supposer que :
- si l'atterrissage sur la barge est réussi (lors de CRS 7)
- si le retour sur terre est possible lors du tir de Jason 3, puisque relevant seulement de la responsabilité de l'USAF pour les couloirs de vol et le terrain d'atterrissage (avec sécurité assurée par un dispositif d'auto-destruction)
http://www.popularmechanics.com/space/rockets/a15135/spacex-ground-rocket-landing-auto-destruct/
et soit aussi un succès.
Space X pourrait estimer avoir rempli les tests attestant de la fiabilité de sa technique et demander l'autorisation de la FAA pour un retour sur le KSC ?
(sachant toutefois que 2 réussites c'est peut-être encore peu aux yeux de l'autorité ? )
Mais on peut supposer dans le même temps qu'ils savent qu'un échec de retour à terre sous autorisation FAA serait contre-productif, et au lieu d'accélérer les choses amplifierait les difficultés.

Ce qui inquièterait la FAA ce serait que l'étage vienne se cracher n'importe où, loin de la zone d’atterrissage prévue. Un échec du type de ceux qui se sont produits à ce jour (c'est-à-dire au bon endroit mais pas de la bonne manière) ne concernerait pas la FAA.

@Space Opera a écrit:

Je commence par noter les préparatifs autour du drone-ship:

Gergovie a écrit:

(bon je vais poster là donc pour l'instant )

je n'ai pas trop bien compris ce qu'ils ont fait : installé une barrière de poteaux sur presque la longueur du pourtour on dirait ? bizarre ...
(si un pied de l'étage vient à se poser sur un poteau, le risque de bascule est accru, non ? ...)

Vous avez vu le gars sur son transat. Ben c'est moi, mais il m'a fallu dégager vite car on m'a dit que je n'avais rien à faire ici. Encore une téléportation qui s'est mal passée. Ben oui, j'étais dans mon jardin, quand tout à coup.....

Ah ouiii dis donc, on te reconnait bien !  C'est quand même génial ce nouveau mode de transport...
Mais ils ne t'ont pas trop houspillé, j'espère ?

Tiens, trouvé au hasard d'un surf sur le net, un tweet de Musk datant de début mars, concernant les prochaines évolutions de la Falcon 9 (probablement nommée Falcon 9v1.2 ?) :
https://twitter.com/elonmusk/status/572257004938403840
"Upgrades in the works to allow landing for geo missions: thrust +15%, deep cryo oxygen, upper stage tank vol +10%"

Traduction perso :
"Améliorations en cours de développement pour permettre l’atterrissage (du premier étage) à l'occasion des missions vers l'orbite géostationnaire : augmentation de la poussée de 15 %, sur-refroidissement de l'oxygène liquide, augmentation de 10 % du volume des réservoirs de l'étage supérieur"

@Henri a écrit:

Tiens, trouvé au hasard d'un surf sur le net, un tweet de Musk datant de début mars, concernant les prochaines évolutions de la Falcon 9 (probablement nommée Falcon 9v1.2 ?) :
https://twitter.com/elonmusk/status/572257004938403840
"Upgrades in the works to allow landing for geo missions: thrust +15%, deep cryo oxygen, upper stage tank vol +10%"

Traduction perso :
"Améliorations en cours de développement pour permettre l’atterrissage (du premier étage) à l'occasion des missions vers l'orbite géostationnaire : augmentation de la poussée de 15 %, sur-refroidissement de l'oxygène liquide, augmentation de 10 % du volume des réservoirs de l'étage supérieur"

L'augmentation de la poussée doit être la conséquence du sur-refroidissement de l'oxygène liquide , mais comment ?

@Giwa a écrit:

@Henri a écrit:

Tiens, trouvé au hasard d'un surf sur le net, un tweet de Musk datant de début mars, concernant les prochaines évolutions de la Falcon 9 (probablement nommée Falcon 9v1.2 ?) :
https://twitter.com/elonmusk/status/572257004938403840
"Upgrades in the works to allow landing for geo missions: thrust +15%, deep cryo oxygen, upper stage tank vol +10%"

Traduction perso :
"Améliorations en cours de développement pour permettre l’atterrissage (du premier étage) à l'occasion des missions vers l'orbite géostationnaire : augmentation de la poussée de 15 %, sur-refroidissement de l'oxygène liquide, augmentation de 10 % du volume des réservoirs de l'étage supérieur"

L'augmentation de la poussée doit être la conséquence du sur-refroidissement de l'oxygène liquide , mais comment ?

L'augmentation de la poussée est la conséquence de l'amélioration des moteurs Merlin (augmentation de la pression dans la chambre de combustion à ce que j'ai cru comprendre). Cette augmentation de la poussée permet de soulever une fusée plus lourde, ce qui permet d'augmenter la quantité d'ergols, mais comme il n'est pas question de trop augmenter la taille de la fusée pour ne pas avoir à trop modifier les installations du pad de tir, seul le deuxième étage sera rallongé. Le premier étage verra sa quantité d'ergols augmentée en sur-refroidissant le LOX ce qui en augmentant sa masse volumique permet d'en mettre plus dans le même réservoir avec l'effet bénéfique d'une amélioration de l'indice structurel...

La raison pour laquelle la taille du 1er étage de la F9 ne sera pas augmenté, c'est parce qu'ils sont déjà à la taille maximale possible pour un transport par la route.

@Henri a écrit:

@Giwa a écrit:

L'augmentation de la poussée doit être la conséquence du sur-refroidissement de l'oxygène liquide , mais comment ?

Le premier étage verra sa quantité d'ergols augmentée en sur-refroidissant le LOX ce qui en augmentant sa masse volumique permet d'en mettre plus dans le même réservoir avec l'effet bénéfique d'une amélioration de l'indice structurel...

Merci Henri pour tes explications l

Effectivement, j'avais bien aussi pensé à l’augmentation de la masse volumique de l'oxygène liquide avec la baisse de température, mais mes recherches quantitatives sur internet n'avaient pas abouties, même si cela m'a permis de voir pas mal de choses intéressantes sur l'oxygène liquide et solide  comme l'association moléculaire ( O₂ )₂ dans le liquide ou O ₈ dans le solide.

Où peut-on trouver le graphe des variations de la masse volumique de l'oxygène liquide en fonction de la température sous la pression normale ?

Eureka! ... j'ai trouvé! :)
Effectivement les variations de la masse volumique de l'oxygène liquide sont conséquentes entre  -196 et -218 °C
http://webbook.nist.gov/cgi/fluid.cgi?P=1&TLow=-218&THigh=-196&TInc=1&Applet=on&Digits=5&ID=C7782447&Action=Load&Type=IsoBar&TUnit=C&PUnit=atm&DUnit=kg%2Fm3&HUnit=kJ%2Fmol&WUnit=m%2Fs&VisUnit=uPa*s&STUnit=N%2Fm&RefState=DEF

Plus de comburant et donc plus de carburant aussi j'imagine ? D'ailleurs, question de béotien: la combustion des moteurs fusées se fait-elle toujours dans les rapports stœchiométriques ?

@Space Opera a écrit:

Plus de comburant et donc plus de carburant aussi j'imagine ? D'ailleurs, question de béotien: la combustion des moteurs fusées se fait-elle toujours dans les rapports stœchiométriques ?

Effectivement si on maintient le ratio massique Ox/Red (le comburant est l'oxydant et le réducteur, le carburant), il faut emporter plus de carburant ou alors augment le ratio Ox / Red qui est entre 2,5 à 2,7 pour le carburant kérosène.  

Cela répond en même temps à ta question : NON, on ne respecte pas les proportions stœchiométriques pour obtenir les conditions optimales , en particulier pour l' impulsion spécifique .
Cela peut paraître surprenant, mais pour obtenir la plus grande vitesse d'éjection, cela ne dépend pas que de la température dans la chambre de combustion, mais aussi de la masse moléculaire moyenne des éjectas qui doit être la plus faible possible, d'où par exemple un ratio de 5,8 et non 8 pour le moteur  VINCI

Donc si je comprends bien, on fait exprès d'avoir des imbrûlés pour augmenter l'Isp ? Est-ce que ça augmente la poussée aussi ?
Partant de là, on pourrait (j'imagine) avoir 2 ergols qui brûlent en rapport stœchiométrique, et rajouter un réservoir de "déchet" d'imbrulé optimal (typiquement du H2), qui ne serait pas forcément un des deux ergols ? Est-ce justement un des intérêts de l’hélium qui sert à pressuriser les réservoirs ?

@Space Opera a écrit:

Donc si je comprends bien, on fait exprès d'avoir des imbrûlés pour augmenter l'Isp ? Est-ce que ça augmente la poussée aussi ?
Partant de là, on pourrait (j'imagine) avoir 2 ergols qui brûlent en rapport stœchiométrique, et rajouter un réservoir de "déchet" d'imbrulé optimal (typiquement du H2), qui ne serait pas forcément un des deux ergols ? Est-ce justement un des intérêts de l’hélium qui sert à pressuriser les réservoirs ?

Effectivement on le fait exprès si ces imbrûlés sont légers (de faible masse moléculaire) ce qui est le cas du dihydrogène à 2 g /mol;on augmente ainsi l'ISP ... par contre pour la poussée, cela dépend du débit d'éjection, donc en plus de la vitesse d'éjection de la taille et du nombre de tuyères.

A ce sujet l'hélium bien que léger, l'est moins que le dihydrogène (4 g/mol au lieu de 2)

En HS , mais pas tellement, ce serait l'intérêt du moteur nucléothermique de ne rejeter que du dihydrogène sans être obligé d'apporter un comburant qui par ses produits de combustion augmentera la masse molaire moyenne.

Il existerait en théorie (mais en pratique irréalisable actuellement à cause de l'agressivité de ces substances) d’utiliser la combustion du lithium dans le fluor très exothermique avec un fort excès de dihydrogène : un mélange ternaire F2 /H2-Li 60.7/39.3 de ratio Ox/Red de 1, 08  ... mais à n'utiliser que bien loin de notre Terre
Voir:Liquid rocket propellant

Attention aux combinaisons d'ergols trop exothermiques, aucun alliage ne résiste aux températures de combustion dans la chambre...
Quant aux rapports de mélanges, c'est vrai qu'une surabondance d'hydrocarbures permet d'améliorer l'Isp, mais risque aussi de provoquer la formation de suies de carbone imbrulés génératrices d'explosions dans la chambre de combustion...

@MrFrame a écrit:

La raison pour laquelle la taille du 1er étage de la F9 ne sera pas augmenté, c'est parce qu'ils sont déjà à la taille maximale possible pour un transport par la route.

Autant s'il s'était agit d'une augmentation de diamètre j'aurai peut-être* souscrit à cet argument, autant j'ai plus de doutes pour une augmentation de la longueur.

* Maintenant quand je vois le gabarit des équipements industriels parfois transportés sur les routes d’Europe ou d'Asie par des convois exceptionnels (fuselages d'avions, cuves de réacteurs, rames de train, turbines hydrauliques, éoliennes, navires et bateaux, tabliers de ponts, j'en passe et des meilleures)...
http://copain-d-avant-et-ma.forumgratuit.org/t8839-convoi-exceptionnel
et
Recherche Google images

@Henri a écrit:

Attention aux combinaisons d'ergols trop exothermiques, aucun alliage ne résiste aux températures de combustion dans la chambre...

Je ne suis pas partisan de telles combinaisons aussi pour d'autres raisons et en particulier le fait que l'on est trop obnubilé par l'augmentation de l'impulsion spécifique à tout prix dans le but de réduire la taille des fusées ... car  " Small is beautiful, but not always cheaper ! " pour céder au snobisme de la pub " in english "  ( mais l'étude de l'impact publicitaire montre que çà rapporte car çà fait plaisir à l'égo d'être considéré comme quelqu'un comprenant l'anglais )

En effet  mieux vaut une fusée plus lourde, mais moins chère à performances égales ... ce qui me semble évident et qui est dans la philosophie de Space X où on ne se préoccupe pas trop de la consommation en ergols qui n'est pas le plus cher dans une fusée.

Sinon, pour revenir à ces combinaisons, on atténuerait la température de combustion justement parce que une grande partie de l'hydrogène ne participe pas à la combustion , mais seulement comme éjectât... mais il y beaucoup d'arguments contre comme la toxicité et la dangerosité  en plus de la tenue de la chambre de combustion à la température et à l'agressivité des substances.

les 542s de l'ISP  du trio lithium / fluor / hydrogène est appétissant  certes mais ne pas oublier un léger détail ou 2
d’après Google et Wikipédia
"l'hydrogène doit être réfrigéré en dessous de -252 °C, le fluor doit être maintenu entre -219 et -188 °C, tandis que le lithium doit être chauffé au-dessus de +180 °C"
sans parlé des tarif et toxisité de ces produits