[SpaceX] Actualités et développements de la Falcon Heavy

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@Petite Crevette a écrit:
@ReusableFan a écrit:.

Par exemple : la capacité à placer une sonde de type New Horizons en orbite autour de Pluton plutôt qu'un simple survol.


Ça c'est du grand n'importe quoi.

Pourquoi ?

ReusableFan

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Je ne sais si c'est envisageable. Par contre pour les missions scientifiques, des économies seraient faites sur les coûts de lancement. De plus comme Falcon Heavy emporte une charge plus lourde, il ne serait plus nécessaire d'optimiser au mieux la masse du la charge utile donc elle couterait moinds chère à fabriquer. Double avantage.

chrisjx2011

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@ReusableFan a écrit:

Pourquoi ?

La Falcon Heavy peut envoyer 3,5t vers Pluton, ce qui n'est pas suffisant pour une mise en orbite.

New Horizons à une masse sans ergol de 400kg + 78 kg d''hydrazine à 229s d'ISP ce qui fait fait une vitesse d'éjection des gaz de 2244m/sec.

En introduisant ces chiffres dans l'équation de Tsiolkovsky dV = Ve * In((Ms + Me)/Ms)

où:
Ve = Vitesse d'éjection des gaz
Ms = Masse sèche
Me = Masse d'Ergol

dV = 400m/sec disponible à bord.

New Horizons est passé à 14km/secondes dans le système plutonien ce qui fait que la sonde aurait besoin de 175t d'ergol pour ralentir la sonde de 13,7km/sec.

Un ergol plus efficace comme l'hydrolox avec une ISP de 450s et une vitesse d'éjection des gaz de 4410m/seconde
fera que la sonde devrait transporter 8,5t d'ergol pour ralentir de 13,7km/sec.

Par comparaison,  l'étage Centaure à moteur simple d'une Atlas V à une masse sèche de 2,2t et contient 20,8t d'ergol et un ISP de 450s.

dV = 4410m/sec * In((2200kg + 20800kg)/2200kg) = 10,35 km/seconde

Ce qui veut dire que tout l'étage supérieur sans charge utile d'une Atlas V est incapable de se placer en orbite autour de Pluton.

On pourrait arriver avec une vitesse d'interception faible comme une orbite de transfert Hohmann mais le temps de transit serait incroyablement grand. Par exemple, un transfert Hohmann pour rejoindre Neptune prendrait plus de 30 ans.

J'ai aussi vu certaines études utilisant des moteurs ionique qui portait la sonde à seulement 900kg mais à ce moment là, une simple Atlas V ferait l'affaire.

EDIT: ajout de quelques liens pour appuyer mes dires


Dernière édition par Petite Crevette le Jeu 5 Avr 2018 - 15:02, édité 2 fois
Petite Crevette
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@Petite Crevette a écrit:
@ReusableFan a écrit:

Pourquoi ?

La Falcon Heavy peut envoyer 3,5t vers Pluton, ce qui n'est pas suffisant pour une mise en orbite.

New Horizons à une masse sans ergol de 400kg + 78 kg d''hydrazine à 229s d'ISP ce qui fait fait une vitesse d'éjection des gaz de 2244m/sec.

En introduisant ces chiffres dans l'équation de Tsiolkovsky dV = Ve * In((Ms + Me)/Ms)

où:
Ve = Vitesse d'éjection des gaz
Ms = Masse sèche
Me = Masse d'Ergol

dV = 400m/sec disponible à bord.

New Horizons est passé à 14km/secondes dans le système plutonien ce qui fait que la sonde aurait besoin de 175t d'ergol pour ralentir la sonde de 13,7km/sec.

Un ergol plus efficace comme l'Hydrolox avec un ISP de 450s et une vitesse d'éjection des gaz de 4410m/seconde
fera que la sonde devrait transporter 8,5t d'ergol pour ralentir de 13,7km/sec.

Par comparaison, l'étage Centaure à moteur simple d'une Atlas V à une masse sèche de 2,2t et contient 20,8t d'ergol et un ISP de 450s.

dV = 4410m/sec * In((2200kg + 20800kg)/2200kg) = 10,35 km/seconde

Ce qui veut dire que tout l'étage supérieur sans charge utile d'une Atlas V est incapable de se placer en orbite autour de Pluton.

On pourrait arriver avec une vitesse d'interception faible comme une orbite de transfert Hohmann mais le temps de transit serait incroyablement grand. Par exemple, un transfert Hohmann pour rejoindre Neptune prendrait plus de 30 ans.

J'ai aussi vu certaines études utilisant des moteurs ionique qui portait la sonde à seulement 900kg mais à ce moment là, une simple Atlas V ferait l'affaire.

J'avoue que je suis bluffé par tes calculs ! 

Donc l'article a complètement tort.

Est-ce que des missions vers Neptune ou Uranus, qui sont plus massives et moins lointaines, pourraient faire l'affaire pour une mise en orbite ?

ReusableFan

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@ReusableFan a écrit:
J'avoue que je suis bluffé par tes calculs ! 

Donc l'article a complètement tort.

Est-ce que des missions vers Neptune ou Uranus, qui sont plus massives et moins lointaines, pourraient faire l'affaire pour une mise en orbite ?

Le puit gravitationnel de ces planètes massives ferait en sorte que la sonde arriverait avec une vitesse d'interception beaucoup plus élevé que les 14 km/sec du survol de Pluton et par conséquent, demanderait une quantité d'ergol encore plus grande.
Petite Crevette
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@Petite Crevette a écrit:
@ReusableFan a écrit:
J'avoue que je suis bluffé par tes calculs ! 

Donc l'article a complètement tort.

Est-ce que des missions vers Neptune ou Uranus, qui sont plus massives et moins lointaines, pourraient faire l'affaire pour une mise en orbite ?

Le puit gravitationnel de ces planètes massives ferait en sorte que la sonde arriverait avec une vitesse d'interception beaucoup plus élevé que les 14 km/sec du survol de Pluton et par conséquent, demanderait une quantité d'ergol encore plus grande.

Haha ok je retourne à mes manuels pour bosser la mécanique orbitale...

Au final, on peut conclure qu'avec FH, on peut juste envoyer une New Horizons plus lourde pour moins cher vers le système solaire externe, mais uniquement en survol. Ou bien avec msie en orbite mais au prix d'un temps de transfert très très long.

ReusableFan

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@Petite Crevette a écrit:
@ReusableFan a écrit:

Est-ce que des missions vers Neptune ou Uranus, qui sont plus massives et moins lointaines, pourraient faire l'affaire pour une mise en orbite ?

Le puit gravitationnel de ces planètes massives ferait en sorte que la sonde arriverait avec une vitesse d'interception beaucoup plus élevé que les 14 km/sec du survol de Pluton et par conséquent, demanderait une quantité d'ergol encore plus grande.
des satellites sont mise en orbite autour de Jupiter
 https://www.sciencesetavenir.fr/espace/planetes/la-sonde-juno-de-la-nasa-est-en-orbite-autour-de-jupiter_101703
et saturne
https://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/Belgium_-_Francais/La_sonde_Cassini-Huygens_mise_en_orbite_autour_de_Saturne
donc avant Pluton , il faut d'abord penser à des mises en orbite autour de Uranus et Neptune plus proche que Pluton .
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Petite crevette s'y est collé, je vois que ce n'est pas si simple d'aller voir un peu les satellites de notre soleil !  :scratch:
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@Petite Crevette a écrit:

Le puit gravitationnel de ces planètes massives ferait en sorte que la sonde arriverait avec une vitesse d'interception beaucoup plus élevé que les 14 km/sec du survol de Pluton et par conséquent, demanderait une quantité d'ergol encore plus grande.

Bravo pour les calculs !
Du coup, si on veut envoyer une Cassini en orbite autour d'une de nos deux géantes de glace, tu veux dire qu'on ne le pourrait pas avec les lanceurs existants aujourd'hui...? :(
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https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t18574-prochaine-sonde-vers-pluton
Pour Pluton , on en avait déjà discuté... mais bon, c’est toujours bien d’en reparler.
Malgré son atmosphère ténue, il est possible d’envisager un aérofreinage et même d’y déposer une station.
https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20000057460.pdf

Et pourquoi pas un bouclier magnétique pour ce freinage ?
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t19454-boucliers-magnetiques

Giwa
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@Fabien0300 a écrit:
@Petite Crevette a écrit:

Le puit gravitationnel de ces planètes massives ferait en sorte que la sonde arriverait avec une vitesse d'interception beaucoup plus élevé que les 14 km/sec du survol de Pluton et par conséquent, demanderait une quantité d'ergol encore plus grande.

Bravo pour les calculs !
Du coup, si on veut envoyer une Cassini en orbite autour d'une de nos deux géantes de glace, tu veux dire qu'on ne le pourrait pas avec les lanceurs existants aujourd'hui...? :(

Non ce n'est pas ce que je dis, certaines études démontrent que cela est possible avec des moteurs ioniques. Mais atteindre ces planètes demande un compromit sur la durée des voyages et cela aura un impact sur la vitesse des sondes à l'arrivée et avec des trajectoires directes ET une propulsion chimique comme New Horizons c'est effectivement impossible.
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Ce petit tour d'horizon qui liste les limites incontournables (avec les techniques disponibles à ce jour) pour réaliser (et donc assurer la faisabilité) l'exploration des planètes extérieures en utilisant des sondes automatiques (qui s'accommodent de durée de trajets longs) en se fixant l'objectif d'une mise en orbite (et éventuellement un largage pour une phase EDL d'un petit atterrisseur avec du matériel scientifique) rappelle que l'exploration spatiale est complexe.
Cela nous rappelle aussi de facto, que l'exploration habitée pour de telles destinations, serait d'une complexité encore bien plus élevée.
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@Petite Crevette a écrit:
@Fabien0300 a écrit:

Bravo pour les calculs !
Du coup, si on veut envoyer une Cassini en orbite autour d'une de nos deux géantes de glace, tu veux dire qu'on ne le pourrait pas avec les lanceurs existants aujourd'hui...? :(

Non ce n'est pas ce que je dis, certaines études démontrent que cela est possible avec des moteurs ioniques. Mais atteindre ces planètes demande un compromit sur la durée des voyages et cela aura un impact sur la vitesse des sondes à l'arrivée et avec des trajectoires directes ET une propulsion chimique comme New Horizons c'est effectivement impossible.

A ce qui me semble c'est plus qu'une étude. La NASA a bien réussi à mettre  sur orbite autour de CERES et Vesta  la sonde Dawn, 1237 kg au lancement et équipée de moteur ionique. La performance de moteurs ioniques s'améliore régulièrement et grâce à la FH on peut envisager  à la fois des vitesses de lancements plus importante de sonde plus grosse, emportant plus de xénon pour s'accélérer encore plus et plus longtemps et ensuite se freiner plus efficacement. Et emportant plus d'instruments, des antennes plus grandes, des RTG plus puissants ....etc. 


Quand je lis l'histoire des toutes ces sondes, à chaque fois le coût de lancement ( ou de la masse max à lancer)  a toujours été une contrainte forte, obligeant les équipes de développement à faire des compromis, et allant parfois jusqu'à compromettre la mission. 
La FH peut permettre de baisser fortement cette contrainte et aux équipes de voir plus grand. Enfin c'est tout le mal qu'on leur souhaite !

Ralt

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Selon Reddit, le prochain vol de la Falcon Heavy, qui a été longtemps programmé pour juin 2018, est décalé de trois mois et interviendrait donc au plus tôt en septembre.
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Décidément , cette FH aime se faire attendre;)

Craps
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Je pense qu'il y a beaucoup d'analyses à faire et de correctifs. N'oublions pas que Musk lui même, bien informé par ses ingénieurs, avait été très sceptique sur le succès au point de l'annoncer publiquement. donc je pense qu'ils y a une tonne de donnée sà analyser et une tonne de correctifs à réaliser pour garantir un nouveau succès. Surtout que là la charge utile sera réelle. Mais clairement on a hâte de revoir un lancement de la FH, ça avait été un régal.
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@Mustard a écrit:Mais clairement on a hâte de revoir un lancement de la FH, ça avait été un régal.

C'est clair ! Et record d'affluence sur le FCS pour le lancement du roadster Super

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Franc succès, oui, bien-sur, une bagnole qui s'inscrit sur une orbite solaire entre Mars et Terre, cela réveille même les plus sceptiques :D .
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Tout à fait d’accord avec Mustard. Ils ont un travail énorme à réaliser avant ce second lancement de la FH. 

Compte tenu de la grande inquiétude de Musk avant le 1er lancement de la FH le 6 février, il est possible que le plan de vol de ce lancement de démonstration ait été très éloigné de l’optimum au regard des attentes générales vis-à-vis du lanceur et de ses potentialités. Les seuls objectifs étaient d’utiliser une partie des capacités de ce lanceur surpuissant pour envoyer une charge légère sur la trajectoire que l’on sait, de récupérer les étages, et de collecter le maximum de données. 

Le principal problème méthodologique, si j’ai bien compris, venait de l’impossibilité, avant l’essai statique et le lancement inaugural à Cap Canaveral, de tester le fonctionnement simultané des 27 moteurs. Les simulations numériques d’un lanceur aussi complexe n’étaient pas efficaces, ou en tout cas ne répondaient pas nettement à des questions cruciales de sécurité. Il fallait faire un vol réel pour collecter des masses de données et reparamétrer les modèles numériques. Ce vol du 6 février a été réel, mais il n’a probablement pas du tout été standard.

Je pense qu’ils vont y arriver, mais malgré l’émotion et la joie de ce premier vol, il faut bien admettre qu’ils n’ont fait que 50% du travail de démonstration de la pertinence et de l’avenir de ce lanceur. Ce qui me rassure, ce n’est pas le 1er vol, mais c’est ma conviction de la supériorité du modèle organisationnel de SpaceX. 

L’enjeu du 2ème vol est donc considérable. Car là, il y a des clients, de la performance attendue, et SpaceX ne va pas « tricher » sur le programme de vol. Je sais que je vais irriter et décevoir des lecteurs en disant cela, mais la vérité à regarder en face est que ce 2ème vol est le « vrai 1er vol ». Il sera donc encore plus justifié que le 6 février de venir sur le Forum pour suivre en direct ce lancement où se jouera une petite partie de l’avenir de l’astronautique mondiale. Bon, cela n’est pas pour autant l’enjeu le plus décisif pour SpaceX, car la Falcon 9 marche bien et car l’essentiel pour l’avenir, c’est évidemment le BFR.

Une question supplémentaire se pose : cette FH utilisera-t-elle trois blocks 5, ou y aura-t-il encore en septembre des vieux blocks 3 et 4 à ressortir d’un hangar ? Je présume que la réponse est que cette FH sera exclusivement constituée de blocks 5. Voilà une raison supplémentaire de penser que cette FH qui volera en septembre pourra être considérée comme une nouvelle fusée ! SpaceX est une giga start-up, et avec elle, il ne faut pas se préparer à la routine, même quand elle rassure en indiquant qu’elle stabilise ses produits. Dans les vingt ans à venir, SpaceX va faire couler dans nos veines des tonnes d’adrénaline.
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Je pense que si la deuxième Falcon Heavy se fait attendre, c'est avant tout pour des problèmes d'embouteillage dans la construction et la livraison des block 5, sachant qu'ils ont un planning très chargé cette année et que la CU principale de la prochaine FH (USAF) n'est pas encore prête.
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@Space Opera a écrit:Je pense que si la deuxième Falcon Heavy se fait attendre, c'est avant tout pour des problèmes d'embouteillage dans la construction et la livraison des block 5, sachant qu'ils ont un planning très chargé cette année et que la CU principale de la prochaine FH (USAF) n'est pas encore prête.
Tout à fait d'accord pour la charge utile d'autant que c'est un programme décidé pour avoir un nouveau lanceur sous le coude au cas où, l'USAF ne veux pas se retrouver sans lanceur lourd.
Pour les block 5 je pense que c'est moins une question de calendrier de construction et de montage qu'une optimisation des paramètres de vols, et peut-être aussi une nouvelle procédure d'allumage, car le fait que le corps central n'ait pas eu assez de produit d'allumage pour l'atterrissage est possiblement dû à une trop grande consommation lors de la mise à feu principale.

Anovel
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SpaceX a signé un contrat de 130M $ avec l'US Air Force pour lancer la mission AFSPC-52 sur une Falcon Heavy.

https://twitter.com/jeff_foust/status/1009912347362844672
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130M$ !!!! Quand on sait que SpaceX facture la FH au prix de 90-95 M$ on comprend que ces contrats gouvernementaux leur permettent de se dégager une belle marge. Ca sent la subvention déguisée à plein nez.
Mustard
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@Mustard a écrit:130M$ !!!! Quand on sait que SpaceX facture la FH au prix de 90-95 M$ on comprend que ces contrats gouvernementaux leur permettent de se dégager une belle marge. Ca sent la subvention déguisée à plein nez.

Non, ULA et SpaceX, les seuls opérateurs EELV, font leurs propositions en répondant à l'appel d'offres. Le prix des Atlas V étant connu pour chaque version, il n'est pas difficile à SpaceX de proposer un tarif inférieur compétitif qui lui laisse une belle marge.

L'appel d'offres pour cette mission AFSPC-52 a été émis l'an dernier : http://www.losangeles.af.mil/News/Article-Display/Article/1328975/final-rfp-released-for-afspc-52-launch-services-contract/
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L'Air Force a toujours eu des demandes très particulières qui augmentaient considérablement les prix des lancements par rapport aux tarifs catalogue.
ULA en a profité et s'est bien engraissé pendant ses nombreuses années de monopole.
Donc ça ne me choque pas que SpaceX demande 130M pour une FH.
J'aurais bien voulu connaitre le tarif de la proposition d'ULA. ;-)

MrFrame

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N'ayant aucuns détails de la mission, il est en effet très difficile de juger...
En plus des performances demandées qui ne permettent peut-être pas la récupération des 3 cores, il est possible qu'il y ait des développements à faire pour cette charge utile assez spéciale.
Il ne s'agit pas d'un "simple" satellite commercial qui se contente de respecter les critères du manuel de lancement. En fonction de ce qu'il y a dedans il peut aussi y avoir des risques inhabituels à gérer au sol.
Ne pas négliger aussi la précision des paramètres orbitaux d'injection qui ne sont pas géniaux habituellement mais restent dans un bon rapport qualité/prix. l'USAF réclame probablement une meilleure précision.

Bref, il est fort probable que des marges soient faites sur les lancements institutionnels peut-être même un peu plus que sur les lancements commerciaux qui sont à ras des pâquerettes mais je ne suis pas certain que ça soit de 35-40M$. C'est sûr qu'à notre niveau 1M$ ou € ça parait énorme mais à cette échelle industrielle c'est très vite dépensé!

Syl35

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