Dragonfly - Drone-Hélicoptère sur Titan (2027)

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J'espère me tromper mais les lacs de Titan se situent au niveau des pôles. Et Dragonfly visera une zone proche de l'équateur pour pouvoir communiquer plus facilement avec la Terre. Car pas d'orbiteur faisant le relais il me semble. Donc pas sûr que Dragonfly survolle des lacs de méthane dans cette mission... Le Kraken attendra :(

Fabien0300
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@montmein69 a écrit:....

Et même s'il y en a plusieurs d'affilé, il faut retourner au RTG pour recharger (le drone ne va certes pas l'emporter avec lui).
....

Le  générateur thermoélectrique à radioisotope (MMRTG) fait partie du drone (45 kg pour une masse totale de 450 kg)

MMRTG (aticle de la NASA)
Cassini answers Titan secrets, NASA plans helicopter mission to cloudy world
Ariicle sur Wikipedia


Dernière édition par Pline le Sam 6 Juil 2019 - 12:00, édité 1 fois (Raison : typo)
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Pline

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Merci pour les références indiquées.

C'est en fait la batterie d'environ 30 kg qui fournira l'énergie instantanée lors du vol (de jour bien entendu). La nuit le drone se pose et la recharge de cette batterie commence, c'est l'énergie électrique fournie par le RTG qui va la recharger.
Il est assez surprenant de constater que vue la durée de la nuit de 192 h, l'énergie fournie par le RTG dépassera ce qui est nécessaire pour la recharge du modèle de  batterie embarquée (impossible d'embarquer un modèle de plus grande capacité dont la masse serait trop importante)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Dragonfly_(sonde_spatiale)#Architecture_de_l'a%C3%A9robot[/mention] a écrit:Malheureusement, du fait de sa durée (192 heures), il faudrait disposer d'une batterie de 140 kg pour stocker toute l'énergie produite ce qui dépasse largement les contraintes de masse de la mission. Les concepteurs de la mission ont donc accepté qu'une partie de l'énergie produite durant la nuit ne soit pas stockée pour son utilisation dans la journée

Et donc le transport du RTG .... est sans grand intérêt pendant le vol. (mais il n'y pas le problème de retour à un site)
Mais la technologie .... surtout aussi innovante, impose des compromis à tous les niveaux.

Lors de missions ultérieures, on verra peut-être des engins retrouver un site de "recharge" et utiliser le transfert par induction donc sans fil ni connexion, si ce système fait des progrès, qui sait ? La masse gagnée permettant alors d'emporter - par exemple - une charge scientifique de plus.
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Il y a déjà un drone hélicoptère dans la CU de Mars 2020 qui épaulera le rover Curiosity 2.

Titan n'a eu pour visite que la brève descente de Huygens (mission Cassini_Huygens). Un peu de nouveauté dans les missions c'est plutôt bien non ? Et avec les pluies de matière organique, les mares ou lacs de méthane* .... il y a de quoi chercher.

* s'il y en a dans la zone d'atterrissage choisie.
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Cette brève descente de Huygens de 11 h 00 à 19 h 00 en ce 14 janvier 2005 a ébloui la communauté scientifique et les passionnés de l'espace.
Dragonfly est prévu pour voler au maximum pendant 2.7 ans. Pour ma part j'espère pouvoir encore être là pour voir des images réelles du seul endroit du système solaire, à part la Terre, où des liquides s'écoulent en surface.
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Quelques recherches pour trouver le site d'atterrissage prévu pour le module qui transportera le Dragonfly et le déposera sur le sol de Titan.

Quelques infos sur le site où la NASA veut réaliser l'atterrissage de sa mission :


   choose a calm weather period to land, along with a safe initial landing site and scientifically interesting targets. It will first land at the equatorial “Shangri-La” dune fields, which are terrestrially similar to the linear dunes in Namibia in southern Africa and offer a diverse sampling location.

Il s'agit donc d'une zone équatoriale baptisée "Shangri-La".

Cassini a fait de l'imagerie sur cette région couverte de dunes. Voir la vidéo


Par contre, la localisation précise sur une carte générale de Titan .... ne m'a pas paru aisée.
Outre des prélévements réalisés sur les dunes de la région, la NASA aurait aussi l'intention de  faire voler le drone dans la zone d'un cratère baptisé Selk Crater qui pourrait receler des dépôts de matière organique si cette zone a bien été il y a longtemps couverte d'eau.

It will finally reach the Selk impact crater, where there is evidence of past liquid water, organics –

Dragonfly - Drone-Hélicoptère sur Titan (2027) - Page 2 Cratzo10


Donc il est fort peu probable que le drone travaille dans une zone où on trouve des lacs de méthane (puisque ceux-ci sont plutôt localisés dans les régions polaires).

On aura le temps de se familiariser avec la géographie de Titan d'ici que l'atterrisseur touche le sol et que le drone s'envole
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@montmein69 a écrit:[...]

Donc il est fort peu probable que le drone travaille dans une zone où on trouve des lacs de méthane (puisque ceux-ci sont plutôt localisés dans les régions polaires).


Le petit rover Opportunity etait prevu pour faire 600m, et il a realisé plus de 40 km....

Avec un peu de chance (et surtout une bonne conception), dragonfly pourra peut-etre parcourir plus que la centaine de kilometres pour lequel il est qualifié...

laissez-moi revez! 8-)
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@LuckySan a écrit:


Le petit rover Opportunity etait prevu pour faire 600m, et il a realisé plus de 40 km....

Avec un peu de chance (et surtout une bonne conception), dragonfly pourra peut-etre parcourir plus que la centaine de kilometres pour lequel il est qualifié...

laissez-moi revez! 8-)

Peut-être y a-t-il des étendues liquides plus petites et non encore détectées à des latitudes plus basses. Puis je me dis quand-même que les scientifiques travaillant sur cette mission doivent être au moins aussi curieux que nous vis à vis de ces lacs, ce serait vraiment bizarre de laisser ça de côté… Cette mission est un projet à peine validé. Il pourrait encore y avoir des évolutions. C'est bien arrivé avec le Marscopter qui s'est ajouté à la mission Curiosity 2
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@Fabien0300 a écrit:
@LuckySan a écrit:


Le petit rover Opportunity etait prevu pour faire 600m, et il a realisé plus de 40 km....

Avec un peu de chance (et surtout une bonne conception), dragonfly pourra peut-etre parcourir plus que la centaine de kilometres pour lequel il est qualifié...

laissez-moi revez! 8-)

Peut-être y a-t-il des étendues liquides plus petites et non encore détectées à des latitudes plus basses. Puis je me dis quand-même que les scientifiques travaillant sur cette mission doivent être au moins aussi curieux que nous vis à vis de ces lacs, ce serait vraiment bizarre de laisser ça de côté… Cette mission est un projet à peine validé. Il pourrait encore y avoir des évolutions. C'est bien arrivé avec le Marscopter qui s'est ajouté à la mission Curiosity 2

Dragonfly vise une région équatoriale car quand il arrivera, ce sera l'hiver pour le pôle nord de Titan. Les lacs seront dans la nuit polaire et la Terre ne sera pas "visible" depuis cette zone. La communication serait impossible sans relais.

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Un petit orbiteur, sans instrument lourd mais faisant juste le relais pourrait être une solution mais forcément ça complique un peu, surtout niveau budget mais à l'ère des cubesats, qui sait

J'ai recherché un peu et effectivement toutes les étendues liquides (découvertes) se trouvent vers le pôle nord sauf une, le lac Ontario, qui se trouve vers le pôle sud (72° S). Il fait environ 230 km de long pour 20 000 km2 (comme le lac du même nom sur Terre). Une empreinte de pied de titan

Dragonfly - Drone-Hélicoptère sur Titan (2027) - Page 2 800px-Cassini-OntarioLacus-RADAR
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@Fabien0300 a écrit:Un petit orbiteur, sans instrument lourd mais faisant juste le relais pourrait être une solution mais forcément ça complique un peu, surtout niveau budget mais à l'ère des cubesats, qui sait

J'ai recherché un peu et effectivement toutes les étendues liquides (découvertes) se trouvent vers le pôle nord sauf une, le lac Ontario, qui se trouve vers le pôle sud (72° S). Il fait environ 230 km de long pour 20 000 km2 (comme le lac du même nom sur Terre). Une empreinte de pied de titan

Dragonfly - Drone-Hélicoptère sur Titan (2027) - Page 2 800px-Cassini-OntarioLacus-RADAR

Les cubesats ne font pas de miracles en termes de fiabilité, durabilité, dV et débit de communication, surtout à une telle distance.

Si Cassini fut un tel succès, c'est en y mettant les moyens financiers et matériels.

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Petit topo technique sur Dragonfly, avec discussion focalisée sur l'alimentation et les communications avec la Terre :

                                       
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Ripley

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@David L. a écrit:
@Fabien0300 a écrit:Un petit orbiteur, sans instrument lourd mais faisant juste le relais pourrait être une solution mais forcément ça complique un peu, surtout niveau budget mais à l'ère des cubesats, qui sait

J'ai recherché un peu et effectivement toutes les étendues liquides (découvertes) se trouvent vers le pôle nord sauf une, le lac Ontario, qui se trouve vers le pôle sud (72° S). Il fait environ 230 km de long pour 20 000 km2 (comme le lac du même nom sur Terre). Une empreinte de pied de titan


Les cubesats ne font pas de miracles en termes de fiabilité, durabilité, dV et débit de communication, surtout à une telle distance.

Si Cassini fut un tel succès, c'est en y mettant les moyens financiers et matériels.

Les cubesats ont en effet des limites, notamment en ce qui concerne l'énergie et donc les débits de communication. Et ils sont moins fiables que les sondes de taille plus importante.

Mais si l'on se projette dans l'avenir proche (dans 5 ans) des possibilités nouvelles pourront se concrétiser, avec les tonnages considérables envoyés dans l'espace à faible coût par le Superheavy/Spaceship de SpaceX et par la filière de lanceurs que va développer Blue Origin au-delà du New Glenn.

Du fait des thèmes actuels de la communication de SpaceX d'une part, et de la NASA, d'autre part, tout le monde se polarise sur les vols habités. J'espère que ce pronostic est fondé, mais je suis loin d'en être certain, et cela prendra du temps, car il y aura forcément des accidents traumatisants de Starship, comme il y a eu des accidents de Falcon 1 (trois) et de Falcon 9 (deux). 

Donc, personne n'y pense, mais ce sera la surprise des prochaines années, beaucoup plus probable est l'impact de cette nouvelle génération de vaisseaux à grand gabarit sur l'exploration du système solaire par des sondes automatiques. 

Vous allez me répondre : mais pas du tout, le coût de lancement n'est que peu de chose par rapport aux coûts totaux des missions d'exploration vers d'autres planètes, et vous me citerez des missions comme Cassini, etc. Donc, vous me direz que le Starship est complètement hors sujet ici ! La contrainte financière qui limite les ambitions de l'exploration planétaire n'est que très partiellement causée par les coûts de lancement.

Mais ce n'est pas comme cela qu'il faut prendre le problème. A mon avis, c'est une limite au raisonnement que d'extrapoler à partir du passé, alors que du fait de ces nouveaux lanceurs, de nouvelles architectures d'exploration planétaire sont à envisager. Il faut prendre les choses d'une toute autre façon.

Une révolution se profile, basée sur ce que l'on pourrait appeler le triangle magique de l'exploration planétaire des années 2030, avec au premier sommet du triangle les compagnies privées, au deuxième sommet du triangle la NASA et les grandes agences publiques, et au troisième sommet du triangle les organismes de recherche et les universités. Il faut que chacun des acteurs, à chaque sommet du triangle, se remette en question pour se définir un nouveau rôle.

C'est à la NASA et aux agences publiques, y compris l'ESA, d'engager cette révolution : leur rôle est désormais, sans attendre que les missions scientifiques soient programmées, d'envoyer de grands relais de communication dans le système solaire, avant tout autour de la Lune, de Mars, de Vénus, de Jupiter, de Saturne. Grâce à ce vaste réseau  de communication, constitué de lourdes infrastructures de plusieurs dizaines de tonnes avec de puissants réémetteurs et des antennes réceptrices, des essaims de microsatellites low cost conçus par des universités de tous les pays pourraient être acheminés régulièrement vers les différentes planètes du système solaire.

La NASA, qui est en train de s'éloigner du créneau du développement des lanceurs (tout en restant impliquée à ce niveau sous la forme light des partenariats public-privé) va devoir aussi peu à peu se désengager de la maîtrise d'ouvrage des missions scientifiques, en se recentrant sur des fonctions de régulateur des opérateurs spatiaux et en investissant dans un nouveau champ, celui de maître d'ouvrage d'infrastructures logistiques implantées dans différentes régions du système solaire.

N'importe quel universitaire ayant une idée, par exemple, sur la géologie de Ganymède pourra concevoir un cubesat de la dimension d'un Smartphone pour tester son idée. Tous les deux ans, un Starship enverra un essaim de quelques centaines de cubesats dans le système de Jupiter, avec des étages propulsifs qui les répartiront entre les différentes lunes, lunes ayant au préalable, par des vols précédents de Starship affrétés par la NASA, été équipées de lourdes antennes réceptrices et ré émettrices. 

Le plus cher, finalement, ce seront les étages propulsifs qui placeront les cubesats ou microsats sur les orbites finales. Les agences spatiales publiques n'auront pas beaucoup à se préoccuper du contenu scientifique des missions. Elles affrèteront un Starship pour mise sur LEO d'un gros étage propulsif de transfert vers une autre planète, elles recueilleront les demandes de lancement de cubesats venant des universités,  elles mettront ces universités en rapport les unes avec les autres pour que celles-ci puissent, si elles le souhaitent, coopérer, mettre en place des redondances sur les différents cubesats, organiser des segments de mission en coordonnant une partie de l'essaim, etc. 

Peut-être les deux tiers des cubesats tomberont-ils en panne avant d'achever leurs missions. Mais s'il n'en reste qu'un tiers, leur nombre sera tel que leurs résultats seront au moins aussi importants qu'avec les missions de type actuel. Au fil du temps, l'analyse des données massives (big data) des causes de défaillance fera diminuer le taux de celles-ci. Reconstruire en série les cubesats n'ayant pas bien fonctionné ne sera pas un problème. Les imprimantes trois D seront mises à contribution pour des constructions en série. Et bien sûr, pour certains équipements de grande taille très spécialisés et non miniaturisables, on continuera à lancer des sondes de quelques centaines de kilogrammes. 

Une remarque complémentaire : il s'avère déjà possible d'explorer le système de Jupiter avec des sondes ne faisant pas appel à des radio-isotopes, à condition de disposer de très grands panneaux solaires. Pour Saturne, le rendement est trop faible. Mais si on envoie vers Saturne un grand réémetteur avec des panneaux solaires de la dimension de ceux de la station spatiale internationale, le problème n'est-il pas résolu ? Le Starship a la capacité d'envoyer de tels tonnages en direction de Saturne. 

Cela pourrait faciliter des missions telles que Dragonfly, mais surtout ouvrir la voie à de nombreuses petites missions low cost.

Bref, actuellement, avec les nouveaux gros lanceurs, l'impression 3 D, et l'essor incroyable des cubesats sur orbite terrestre, on se dit que tout cela est prometteur mais que ces trois axes se développeront séparément, sans synergie entre eux. Et que tout cela ne concerne que des segments précis du spatial, n'incluant pas l'exploration planétaire par des moyens automatisés.  Or, il suffit que les trois catégories d'acteurs du « triangle magique » ci-dessus défini consentent à se repositionner pour que les synergies apparaissent et que l'exploration planétaire soit impliquée. 

Ce n'est qu'un scénario, et il y a sûrement des obstacles, des objections, mais ces objections sont-elles insurmontables ? A l'horizon des dix prochaines années ? Ou des trente prochaines années ?
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Quand on voit les difficultés que rencontrent la NASA pour obtenir le développement d'un satellite martien consacré aux télécommunications malgré le poids de l'exploration martienne dans cette agence, je doute que l'abaissement des couts de lancement y changera quelque chose. A plus d'une Unité Astronomique de la Terre il faut de gros satellites à cause de la puissance de l'émetteur, de la taille de l'antenne et de la quantité de données à transmettre qui tend à croitre avec la montée en précision et en sophistication des instruments.
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Pline

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@Pline a écrit:Quand on voit les difficultés que rencontrent la NASA pour obtenir le développement d'un satellite martien consacré aux télécommunications malgré le poids de l'exploration martienne dans cette agence, je doute que l'abaissement des couts de lancement y changera quelque chose. A plus d'une Unité Astronomique de la Terre il faut de gros satellites à cause de la puissance de l'émetteur, de la taille de l'antenne et de la quantité de données à transmettre qui tend à croitre avec la montée en précision et en sophistication des instruments.  

Les Chinois, eux, semblent avoir compris l’importance des relais de communication. Sans relais de communication (satellite chinois Queqiao tournant autour de la Lune), il n’y aurait pas eu quelques mois plus tard de rover sur la face cachée de la Lune. 

Les Japonais ont utilisé un mini cubesat DCAM3 de 6 cm de diamètre sur 4 cm de long (sans parler de l'impacteur SCI, des trois petits rover Minerva et de l'atterrisseur Mascot)  durant leur mission Hayabusa 2 autour de Ryugu. DCAM3 s'est éloigné de la sonde principale et il a fait de la vidéo. Comme quoi l'organisation en essaim de très petits engins n’est pas impossible dans une mission lointaine, à condition d’adosser les cubesats à des infrastructures plus importantes, notamment pour les télécommunications.

Je suis d’accord avec vous sur le fait que pour des raisons budgétaires, la NASA ne peut pas tout faire. Ainsi, elle a abandonné le projet de satellite relais de communication autour de Mars. Mais était-ce la bonne hiérarchie des priorités ? A mon avis, pour investir dans les antennes relais, la NASA devra abandonner des programmes scientifiques. D’autres structures de recherche peuvent prendre en charge le volet purement scientifique de l’exploration. 

Le principal obstacle à l’évolution que j’évoque n’est-il pas institutionnel ? N’y a-t-il pas un risque de résistance de la NASA à une nécessité d’évolution l’obligeant à changer sa palette de métiers ?

Le JPL n'a que rarement démérité et pourtant… Il est temps d'ouvrir plus largement la recherche planétaire, de ne plus la limiter à des universités d'élite, et de donner plus de liberté aux chercheurs lambda, les nouvelles technologies se prêtant à cette "démocratisation"...
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quand on connait le coût d'une "spatialisation" d'une perceuse on comprend de suite que pouvoir lancer beaucoup et pas cher, voir même très lourd (non "spatialisé" c'est à dire pas optimisé en poids ni être super résistant) représente une réelle avancé.
De mémoire la foreuse qui sert sur Curiosity coûte à elle seule plus de 50 000 dollars alors que le modèle qui a servis pour le créer ne coûte que 500 dollars !
Si l'on peut envoyer plusieurs modèles de base à un coût modeste pourquoi s'embêter à spatialiser les choses !
De plus avoir plusieurs exemplaires peut permettre de faire plus de découvertes et permet de rediriger les engins vers les lieux les plus "productifs"
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Anovel

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C'est vrai que cette nouvelle mission fait partie de celles qui me hype le plus. Pouvoir explorer le seul autre astre du système solaire qui possède un liquide à sa surface et que celui-ci réalise un cycle à la manière du cycle de l'eau sur Terre.

D'ailleurs, les scientifiques se sont demandés si de la vie, basée sur le méthane liquide comme solvant, aurait pu apparaître. On peut lire leur étude intitulée Membrane alternatives in worlds without oxygen: Creation of an azotosome dans la revue Science Advances du 27 Février 2015 (Je ne peux pas encore publier de liens, je vous l'aurais mis directement sinon... Si cela vous intéresse, il suffit de taper ce titre dans google pour trouver l'article scientifique en anglais)

En résumé, des membranes pré-cellulaires en azote peuvent se former avec le méthane comme solvant liquide. Cela dit, le méthane reste un bien plus mauvais solvant que l'eau pour mettre en place une chimie biologique. A voir... Dragon Fly nous rapportera, dans tous les cas, de précieuses informations !
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https://advances.sciencemag.org/content/advances/1/1/e1400067.full.pdf

Il s'agit quand même d'un docu de haut niveau, lisable après quelques années d'études en exobiologie. :study:
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Ripley

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Formidable mission qui devrait arriver sur Titan en 2034. Le problème , c'est que tout devra être prêt pour 2026, date du décollage, et  ce délai est court pour tout finaliser. Le plus difficile ne sera peut-être pas à mettre au point le drone-hélicoptère  basé sur des technologies connues , mais plutôt le matériel d'analyses en particulier en ce qui concerne la chimie prébiotique à la lecture de cet article d'astrobiologie  cité par HouSonMeiTong (çà, je ne peux pas lui répondre  LOL ) ,mais que Ripley a trouvé.  La chimie membranaire des azotosomes , c'est quand même du haut niveau ... et en plus ce n'est qu'une hypothèse parmi bien d'autres. Ce n'est pas pour çà qu'il faut se décourager, mais amha , après 2034, bien d'autres expéditions vers Titan seront nécessaires et on se retrouvera vite au XXII siècle  :roll:
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Giwa
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Un projet d'hélicoptère martien de la firme Kaman vers 1967. Cela semble être la Lune, mais il s'agit de Mars la nuit, je pense !


Dragonfly - Drone-Hélicoptère sur Titan (2027) - Page 2 Kaman_10
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Disons que pour faire tourner un hélico sur un corps céleste dépourvu d'atmosphère... :megalol:
Va pour Mars ! ;)
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Ripley

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Merci beaucoup, Ripley, d'avoir mis le lien ! En effet, comme cela fait moins de 7 jours que je suis inscrit sur le forum, je ne peux pas mettre de liens directement dans mes messages. Sinon, je ne peux rien écrire ni envoyer. Pour moi, c'est un peu embêtant car j'essaie de sourcer les chiffres et faits que j'avance, de manière à ce que les gens puissent approfondir le sujet si cela les intéresse ^^

J'avoue que l'hélico sur Mars ou sur la Lune ... :megalol: 


Pour en revenir un peu au sujet, pour le moment, je n'ai pas trouvé sur le net quels sont les expériences que dragon fly pourra effectuer afin de repérer des formes éventuelles de vie. D'autant plus que ces dernières pourraient être basées sur une chimie du méthane ! En tout cas, si vous avez des infos, je suis preneur !
HouSonMeiTong
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