Orbiteurs plutoniens

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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 16:13


La question du temps que mettrait un engin pour se satelliser autour de Pluton s'est posé plusieurs fois. NH a pu arriver assez vite parce qu'il s'agissait d'un tir "tendu", et la sonde a frôlé Pluton a plus de 13 km/s, ce qui ôtait tout espoir de freiner avec une propulsion chimique.

En fouillant un peu pour trouver des études d'orbiteurs plutoniens, j'ai trouvé cette petite étude préliminaire de l'ESA, datée de 2004 :
http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/PRO/ACT-RPR-PRO-ISTS2004-Pluto.pdf

Masse initiale : 830 kg
Lancement par Ariane 5
Propulsion : moteurs ioniques à grille Qinetiq T5, alimentés en xénon
source d'énergie : RTG 1.05 kW
Lancement 2016 -> arrivée en 2034
Soit "seulement" 18 ans de voyage.
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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 16:37


Très bonne trouvaille! Jamais entendu parlé, mais cela serait assez intéressant de voir quelqu'un d'autre que la NASA investir le système solaire lointain. Maintenant, il faudrait alors convaincre nos partenaires allemands à développer des RTGs... :suspect:

De plus, je rajouterait deux micro-landers (un pour Pluton et l'autre pour Charon), vu que qu'à cette distance, on n'aurait pas de sitôt l'opportunité d'y envoyer un atterrisseur.
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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 16:41


D'ici là on pourrait profiter de nos avancées technologiques pour y mettre DES micro-landers (et non pas un sur chaque "objet").
Un peu comme certains anciens projets martiens trop futuristes sans doute à l'epoque...

spaceX

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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 16:47


Sur les 830 kg, il n'y a quand même que 19 kg d'instrumentation utile...
Voir table 2 pour le budget de masse.
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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 16:52


19 kg ?...donc des nano-landers...même pas des micro...

spaceX

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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 18:03


et sur ces 830kg, 220kg de carburant, rien que pour profiter de l’assistance gravitationnelle de jupiter et la mise en orbite. Orbiteurs plutoniens Fool
bon, après, on n'a qu'a prendre le futur sls de la nasa, et faire une sonde surdimensionné, la, plus de problème...

mais le problème, une fois en orbite, après, il reste combien d’énergie dans le rtg ? parce que si on prend tant de temps, juste pour faire que quelques observations...
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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 18:28


Une autre mission envisagé vers 1990, plein d'infos !

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910006736.pdf

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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 19:21


Intéressant. C'est la version en propulsion chimique.
Temps de voyage : 20 ans, à peu près comme la pré-étude ESA
Charge utile instrumentation : 57 kg
Masse initiale au départ de l'orbite terrestre (IMLEO) : ...35 tonnes !
L'injection se fait avec un étage LH2/Lox, mais à l'arrivée, on freine avec des moteurs à hydrazine.
Avec une telle IMLEO, il va falloir un lanceur un peu plus musclé que pour la sonde ESA...
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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 19:38


La mise en orbite représente déjà un challenge de haut niveau.

Rajouter l'option atterrisseur ... en rajoute une couche. Et pour des rovers (quelle source d'énergie pour assurer leur mobilité ?) on titille le miracle.

Bref même un SLS ou un Longue Marche 9 chinois .... n'y suffirait probablement pas  Non

Peut-être faudrait-il assembler en LEO, un vaisseau interplanétaire comprenant plusieurs modules (motorisation, réservoirs d'ergols, orbiteur, atterrisseur et tutti quanti ...) :scratch:

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Message le Jeu 16 Juil 2015 - 21:18


@lambda0 a écrit:
Charge utile instrumentation : 57 kg
Masse initiale au départ de l'orbite terrestre (IMLEO) : ...35 tonnes !

Et pour la sonde, 242.03 kg seulement !

35 tonnes pour freiner 242 kg :affraid: (bon, faut dire que l'engin sert a envoyer en route vers pluton ET pour en faire la mise en orbite)

ps: edit; bon, je suis pas sur du poids de la sonde. j'ai prix le poids total (34544.937 kg) moins les éléments du tableau page 47...
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 0:31


Ces chiffres semblent se tenir vu que je me souviens avoir lut quelque part que si l'on voulait freiner la sonde New Horizons pour se mettre en orbite autour de Pluton il aurait fallut près de 30 tonnes d'ergols! C'est que ralentir un objet qui fonce à plus de 50 000 km/h et sans aide gravitationnelle (ou si peu) pour la retenir, contrairement au cas de Jupiter avec son énorme masse par exemple, ce n'est pas de la tarte.

Dans un autre registre, je pense que l'on pourrait faire des atterrisseurs d'à peine quelques dizaines de kilos. Basiquement, une structure très légère (vu la faible densité de Pluton et Charon et leurs petites tailles, la pesanteur doit être très faible), emportant un peu d'ergol et 3 à 4 kg d'instruments (quelques cameras, un "renifleur" qui s'enfoncerait dans le sol (du style de l'instrument équipant Philae), une batterie et un antenne de liaison avec l'orbiteur).
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 9:03


C'est pour celà que dans ces études d'orbiteurs, le temps de voyage est allongé à 20 ans (contre 9 ans pour NH).
Moyennant quoi, pour l'étude NASA, la vitesse à annuler à l'arrivée est de 4.9 km/s (contre 13 km/s pour NH), ce qui serait réalisable avec un étage de freinage consommant 4 tonnes d'hydrazine.
Il n'en reste pas moins que 35 tonnes en IMLEO est hors de portée des lanceurs disponibles. Il y aura bientôt le SLS, mais qui risque d'être trop coûteux pour ce type de mission.
Avec une Falcon Heavy peut-être...

C'est là qu'on voit l'intérêt de la propulsion ionique, un orbiteur pourrait atteindre Pluton dans le même laps de temps -environ 20 ans-, mais avec des lanceurs disponibles, du gabarit d'Ariane 5.
C'est aussi intéressant de disposer à l'arrivée d'une source d'énergie de 1 kW, surtout si on veut transmettre les données un peu plus vite que NH (à quoi bon envoyer un orbiteur s'il faut des mois pour récupérer quelques dizaines de minutes d'acquisition).
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 10:14


@lambda0 a écrit:Il n'en reste pas moins que 35 tonnes en IMLEO est hors de portée des lanceurs disponibles. Il y aura bientôt le SLS, mais qui risque d'être trop coûteux pour ce type de mission.
Trop cher car surdimensionné ? Car sinon c'est un souci, s'il est d'emblée trop cher pour les missions auxquelles il aspire...

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Message le Ven 17 Juil 2015 - 10:30


Le prix du SLS sera au minimum de 1G$ par lancement, c'est déjà acté par la NASA. La mission NH (lancement compris) a couté 700M$.
Clairement, lancer quoi que ce soit avec le SLS coutera une somme folle.
D'où les espoirs qui reposent sur les promesses soit de la Falcon Heavy, soit sur d'autres lanceurs lourds à l'étude ailleurs sur le globe.
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 11:10


Je voit que la sonde de l’étude de 1990 était prévu pour être lancé avec le shuttle-C (capacité en orbite 45 tonnes) pas sur que sa aurai coûté moins cher ?

c'est combien la capacité de la falcon heavy pour comparaison ?
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 11:20


Google :)
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 11:24


53t en LEO de mémoire
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 11:24


@Space Opera a écrit:Google :)
Hé oui !  :D

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@bed31fr a écrit:53t en LEO de mémoire
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Message le Ven 17 Juil 2015 - 15:29


53 tonnes en LEO, mais en version entièrement consommable et avec cross-feeding...

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Message le Ven 17 Juil 2015 - 16:23


Un autre papier très intéressant , pour une sonde en orbite vers la ceinture de kuiper.

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110014485.pdf


sa date de 2011. temps de trajet: 16 ans avec une propulsion ionique. Pas moins de 11 RTG classique :affraid: sont nécessaire pour faire fonctionné le propulseur de 4000 w  (9 seulement avec des SRG) - elle possède 2 propulseur ionique type NEXT

la sonde pèse 3172 kg, dont 1289 kg pour le carburant. lancement avec une delta 4H. coût estimé du cas 2b: 2,3 milliards de $  




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sonde du cas 2B (celle avec 9 SRG - stirling radioisotope generators)

Punaise, il y aurai pas intérret a ce qu'elle se crashe au lancement une sonde comme sa, bonjour la pollution avec tout ces rtg / srg  :|
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Message le Mer 27 Sep 2017 - 18:18



Ripley

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Message le Jeu 28 Sep 2017 - 17:14

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Message le Jeu 28 Sep 2017 - 19:33


@katalpa a écrit:2,3 milliards pour une sonde vers Pluton, c'est pas donné !

Mais ça en vaudrait le coup !
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Message le Jeu 28 Sep 2017 - 21:12


@katalpa a écrit:2,3 milliards pour une sonde vers Pluton, c'est pas donné !

Bof, comparé à MSL + MSL 2020 (et surtout JWST) ce n'est pas si dément ;)

Syl35

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Message le Jeu 28 Sep 2017 - 21:15


@Syl35 a écrit:
@katalpa a écrit:2,3 milliards pour une sonde vers Pluton, c'est pas donné !

Bof, comparé à MSL + MSL 2020 (et surtout JWST) ce n'est pas si dément ;)

Effectivement, ce serait un budget de classe Flagship.

Et comparé à l'estimation de 80 Md$ pour le futur ICBM américain remplaçant du Minuteman III... :roll:
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