ISRU propulsive lunaire

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Message le Jeu 16 Aoû 2018 - 4:10


Comme chacun le sait sur ce forum, l'oxygène est très abondant sur la Lune sous forme liée (silicates et oxydes métallique). Mais les éléments légers réducteurs (H, Li, Be, B, C) y sont très rares.
D’où ces liens à méditer sur l'utilisation in situ d'autres éléments plus abondants à la surface lunaire comme carburants de moteur fusée : Na, S, eutectique NaK et éventuellement Al.
Atteindre 300 s d'Isp avec du LOX et des carburants fusibles entre -12,6° C (eutectique NaK) et 115,21 °C (Soufre) en passant par 97,80 °C (Na) d'origines indigènes pourrait présenter un intérêt aussi grand que l'ISRU martienne reposant sur la réaction de Sabatier...
https://lunarpedia.org/w/In-Situ_Propellant_Production
https://lunarpedia.org/w/Liquid_Metal_Alloy_Oxygen_Rocket
http://space.nss.org/media/Lunar-Bases-conference-2-509-Uses-Of-Lunar-Sulfur.pdf (en page 4 : Brimstone Rocket)

Accessoirement, l'absence d'atmosphère lunaire implique que l'on est plus obligé d'empiler les réservoirs d'ergols les un sur les autres dans la conception d'un lanceur décollant et/ou atterrissant sur la Lune. Un réservoir de carburant un peu chaud peu être physiquement séparé du réservoir froid de LOX par simple juxtaposition géométrique.

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Message le Jeu 16 Aoû 2018 - 13:11


@Henri a écrit:
Accessoirement, l'absence d'atmosphère lunaire implique que l'on est plus obligé d'empiler les réservoirs d'ergols les un sur les autres dans la conception d'un lanceur décollant et/ou atterrissant sur la Lune. Un réservoir de carburant un peu chaud peu être physiquement séparé du réservoir froid de LOX par simple juxtaposition géométrique.

Tu veux dire que ce serait une juxtaposition en fagot de tels réservoirs avec une simple séparation "remplie" du vide ambiant entre eux (comme on utilise cette propriété isolante dans un vase Dewar, mais en étant contraint de confiner le vide entre deux parois ?)
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Message le Jeu 16 Aoû 2018 - 15:51


@montmein69 a écrit:
@Henri a écrit:
Accessoirement, l'absence d'atmosphère lunaire implique que l'on est plus obligé d'empiler les réservoirs d'ergols les un sur les autres dans la conception d'un lanceur décollant et/ou atterrissant sur la Lune. Un réservoir de carburant un peu chaud peu être physiquement séparé du réservoir froid de LOX par simple juxtaposition géométrique.

Tu veux dire que ce serait une juxtaposition en fagot de tels réservoirs avec une simple séparation "remplie" du vide ambiant entre eux (comme on utilise cette propriété isolante dans un vase Dewar, mais en étant contraint de confiner le vide entre deux parois  ?)
Exactement, c'est la présence d'une atmosphère qui nous oblige à construire des lanceurs aérodynamiques. Dans le vide comme par exemple à partir de la surface lunaire ou d'une lune sans atmosphère d'une autre planète du système solaire, un lanceur peut avoir une forme de "cigare" ou de disque horizontal dont les réservoirs sont juxtaposés au lieu d'être empilés et les moteurs répartis sur une ligne ou un polygone horizontal le tout étant plus large que haut et donc plus stable à piloter qu'un stylo posé par sa pointe sur un doigt, le barycentre et le centre de poussée étant peu distants l'un de l'autre.

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Message le Jeu 16 Aoû 2018 - 18:34


Le phosphore blanc est également un bon candidat comme carburant (Tfusion = 44,15 °C). Pas trop rare à la surface de la Lune :
https://www.lpi.usra.edu/publications/books/lunar_sourcebook/pdf/Chapter05.pdf (pages 34 et 61)
Sur l'utilisation d'un gel mono-ergol LOX-Al :
http://www.wickmanspacecraft.com/moon1.html
Sur l'utilisation d'un gel mono-ergol LOX - Al (29 à 35 %) - Si (33 %) avec comme gélifiants SiO2 (2 à 3 %) et Al2O3 :
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.628.6989&rep=rep1&type=pdf (tableau 6, page 11)

Ces gels sont insensibles aux chocs, contrairement aux gels de LOX - Magnésium et peuvent être turbinés sans trop de problèmes...

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Message le Sam 19 Oct 2019 - 5:53


Encore un sujet qui mériterait d’être repris avec ces dernières avancées sur les productions d’oxygène et de métaux à partir de la régolithe :
https://www.esa.int/spaceinimages/Images/2019/10/Oxygen_and_metal_from_lunar_regolith

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