[Artemis] HLS - SpaceX - Moon Starship

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Attention, le transfert d'ergols dans l'espace, ça se fait depuis longtemps.
Là, la nouveauté (et le challenge), c'est le transfert d'ergols cryogéniques et le stockage longue durée de ces ergols dans l'espace.

MrFrame

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Ah oui MrFrame et là on ne parlait pas de ce détail qui n'en est pas un FB_rire2
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C'est génial on apprend plein de choses dans cette discussion. En quoi le fait que les ergols soient cryogénique relève d'un challenge ? Surtout quand on parle de le faire dans le froid de l'espace.

"Stockage longue durée" : c'est quoi qu'on entend par longue durée? car pour le moon starship je pense qu'on parle juste de quelques heures (ou jours au pire) d'écart entre chaque ravitailleurs, pas des semaines.
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Je ne sais pas trop en quoi cela diffère d'ergols non cryogéniques, je ne suis pas un spécialiste en la matière. Le truc, c'est que jusque là, et arrêtez moi si je me trompe, ça n'a jamais été réalisé.
La Nasa elle même a lancé un programme pour développer les technologies nécessaires pour cette tâche (en attribuant divers contrats à divers entreprises, dont SpaceX qui doit en démontrer la faisabilité). Je suppose donc qu'il y a des spécificités vis-à-vis d'un transfert d'ergols non cryo.

Pour le Starship, il devra pouvoir conserver ses ergols pendant des mois dans l'espace dans l'optique d'un voyage vers Mars, et même pour ses objectifs lunaires (pour la réutilisation notamment).
Si il y parvient, envoyer 6 ou 12 ravitailleurs pour faire des aller-retours terre-lune ne posera plus de problème car cela pourra s'étaler sur des semaines voir des mois.

Si l'espace est froid, les faces d'un objet exposées au soleil montent très vite en température.
Actuellement, les facteurs limitant pour la durée de vie d'un étage cryogénique dans l'espace sont principalement:
- l'énergie (qui pourrait se résoudre avec l'adjonction de petits panneaux solaires)
- la conservation des ergols cryo sous leur forme liquide
- la quantité de gaz froid pressurisé nécessaire à la gestion de l'attitude
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MrFrame

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@bed31fr a écrit:C'est génial on apprend plein de choses dans cette discussion. En quoi le fait que les ergols soient cryogénique relève d'un challenge ? Surtout quand on parle de le faire dans le froid de l'espace.

"Stockage longue durée" : c'est quoi qu'on entend par longue durée? car pour le moon starship je pense qu'on parle juste de quelques heures (ou jours au pire) d'écart entre chaque ravitailleurs, pas des semaines.
Effectivement la difficulté de stockage des propergols cryogéniques se posera plus pour des vols de très longue durée  comme pour les voyages vers Mars  si on tient à continuer à utiliser des cryogéniques du côté de Mars .
Alors deux solutions sont étudiées : une conservation passive avec une isolation thermique renforcée quitte à perdre un certain pourcentage d’ergols par évaporation. , soit une conservation active avec un système de refroidissement alimenté par l’énergie électrique de panneaux solaires. Tout ça est une question de poids (ou plutôt de masse) 
Il se pourrait que pour Mars, l’isolation thermique passive demanderait encore moins de masse que l’active sur quelques années.
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Giwa
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Pour reprendre le système de conservation passive des ergols par isolation thermique renforcée, il faut dire que de plus les ergols évaporés peuvent être exploités pour faire marcher des machines thermiques , synthétiser de l’eau ,du dioxyde de carbone comme aliment d’algues par photosynthèse,etc

CH4 +2 O2= CO2 + 2 H2O : méthane + dioxygène donnent dioxyde de carbone plus de l’eau qui  peuvent nourrir des algues par photosynthèse , puis l’équipage (il y a des algues comestibles excellentes pour la santé) De plus on récupère du dioxygène pour la respiration de cet équipage et pour le séjour sur Mars, cela continue à fonctionner !

Rien ne se perd, tout se transforme ! Dixit Lavoisier  FB_clinoeil
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Giwa
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@Giwa a écrit:
Effectivement la difficulté de stockage des propergols cryogéniques se posera plus pour des vols de très longue durée  comme pour les voyages vers Mars  si on tient à continuer à utiliser des cryogéniques du côté de Mars .
Alors deux solutions sont étudiées : une conservation passive avec une isolation thermique renforcée quitte à perdre un certain pourcentage d’ergols par évaporation. , soit une conservation active avec un système de refroidissement alimenté par l’énergie électrique de panneaux solaires.

Pour le voyage lunaire, il y avait deux réservoirs d'oxygène liquide* à bord du module de service. Lors d'Apollo XIII (et probablement toutes les missions) il fallait réaliser un "brassage" régulier.. On sait qu'une anomalie électrique avait provoqué l'explosion du réservoir n° 2.

* destinés à la respiration de l'équipage et l'alimentation les piles à combustible

Donc les ergols cryogéniques .... leur conservation dans la durée .... c'est un problème assez critique.
Si la NASA donne des crédits de recherche pour étudier le problème, c'est que cela doit être d'un niveau un tantinet au-dessus du yakafokon.

Un premier élément dont on aimerait avoir des données, c'est d'abord le nombre de Starship_citerne (donc de vols avec -combien ? - d'exemplaires de ces versions spécifiquement équipées ) qu'il faudra réaliser pour remplir les réservoirs du HLS Moon Starship qui attendra en orbite.
Et accessoirement, comment seront gérés les RdV en orbite (puisque sur orbite .... çà tourne) et combien de temps devra-t-il s'écouler pour que le plein soit totalement fait et que le Moon Starship puisse quitter le LEO et s'engager pour emprunter la TLI.

La configuration de l'accouplement en "side to side"  du ravitaillement qui devrait - selon Elon - être utilisée  (sur Reddit (forum de fans) les petits farceurs parlent de "position du missionnaire" FB_sourire )

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montmein69
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Au moins,on sait quel produit sera utilisé comme isolant: de la perlite expansée :
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Giwa
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@ giwa, même si la perlite a (à peu près) la consistance du riz soufflé c'est quand même lourd, et dans l'espace c'est un défaut. Mieux vaut une paroi isolée du réservoir par du vide qui ne coute rien là-haut ! Cette paroi on s'assure qu'elle rayonne vers l'extérieur et absorbe les infra-rouge de l'intérieur.
Reste le poids même dans ce cas.
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Anovel
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@Anovel Dès que l’on est dans l’espace , je pense qu’un dégazage sera effectué entre les interstices des grains de perlite soufflés et que l’ensemble se comportera en quelque sorte comme des vases Dewar gigognes emboités les uns dans les autres.
En tout cas, c’est bien ce que l’on fait pour stocker de l’hélium liquide le temps de faire des expériences et des mesures : un premier vase Dewar qui le contient plongé dans un deuxième vase Dewar qui contient de l’azote liquide .
Avec un seul vase Dewar, les pertes thermiques par rayonnement restent trop importantes - même avec un bon pouvoir réfléchissant des parois d’un vase Dewar unique. On ne peut éviter toute fuite thermique,on ne peut que les réduire le plus possible.
Certes ces grains de perlite introduisent une masse supplémentaire à transporter, mais elles doivent assurer aussi une rigidité supplémentaire pour les parois .
Enfin les ingénieurs de SpaceX ont dû réfléchir à tout ça et rechercher le meilleur compromis entre masse et isolation thermique.
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Giwa
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D'après ce que j'ai pu comprendre de cette vidéo la perlite est utilisée pour l’isolation des réservoirs de la basse de lancement et pas pour le starship !
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@Clg_55 a écrit:D'après ce que j'ai pu comprendre de cette vidéo la perlite est utilisée pour l’isolation des réservoirs de la basse de lancement et pas pour le starship !
Effectivement cette perlite expansée est utilisée actuellement d’après cette vidéo pour l’isolation des réservoirs de la base de lancement. 
En ce qui concerne le Starship,c’est vrai qu’il y a déjà sous les tuiles de la mousse isolante qui sert surtout lors de la rentrée atmosphérique.Sinon dans l’espace avec son vide, l’isolation est renforcée  Cela doit suffire pour les voyages lunaires.
  Pour les voyages de plus grande durée vers Mars, le problème sera sans doute à reprendre.
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Giwa
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https://twitter.com/jeff_foust/status/1460276201830772736

Planning proposé par SpaceX fin décembre.
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Très intéressant. Si je ne me trompe pas, l'année fiscale de la NASA commence le premier octobre, donc FY 2022 Q2 (pour le vol orbital du starship) signifierait premier trimestre 2022 (jan, fév, mar) ?
Thierz
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@Thierz a écrit:Très intéressant. Si je ne me trompe pas, l'année fiscale de la NASA commence le premier octobre, donc FY 2022 Q2 (pour le vol orbital du starship) signifierait premier trimestre 2022 (jan, fév, mar) ?
Et du coup un alunissage sans passager au dernier trimestre 2023!  FB_oh 
Très intéressant effectivement, belle trouvaille.
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Moi, je lis premier trimestre 2024...
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Quelqu'un peut-il confirmer que l'année fiscale de la NASA est du 01/10 au 30/09 ?

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  • [Artemis] HLS - SpaceX - Moon Starship - Page 16 Favicon3 Jalons des prototypes Starship
  • [Artemis] HLS - SpaceX - Moon Starship - Page 16 Favicon-001 Plan du site de Boca Chica
  • [Artemis] HLS - SpaceX - Moon Starship - Page 16 Favicon3 Classement du grand concours de pronostics SpaceX (règlement)
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Oui, c'est ça.

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/nasa-nasa-ce-va-changer-budget-2022-fixe-administration-biden-86773/ a écrit:Le long marathon budgétaire américain a débuté il y a quelques jours [article du 13 avril dernier] avec la présentation des grandes lignes du premier budget du président Biden pour l'année fiscale 2022, qui commence le 1er octobre 2021.

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@BBspace a écrit:Moi, je lis premier trimestre 2024...
Je parlais en année calendaire, plus parlant que des années fiscales américaines :p
Dans 2 ans tout pile quoi... s'ils tiennent la date je mange mon chapeau!
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Dans ce cas, oui, il s'agit bien du dernier trimestre de l'année calendaire 2023.
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Ben oui, l'année commence bien dans la journée du 1er janvier et se termine stricto sensu dans la nuit du 31 décembre (~365 jours) ; cela en fait des évènements à dater entre ces deux bornes. Par exemple, pour ma part je peux dire que ma vie a commencé en 1942, mais je précise en automne... FB_oh
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salut
vu que dans ce type de vaisseau il ya pas de transport de personne  sur le trajet terre/lune
est il possible utiliser la methode ( certe plus lente ) de l'assistance gravitationnelle pour economiser ( ou reduire la part ) de carburant....
rodi
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@rodi a écrit:salut
vu que dans ce type de vaisseau il ya pas de transport de personne  sur le trajet terre/lune
est il possible utiliser la methode ( certe plus lente ) de l'assistance gravitationnelle pour economiser ( ou reduire la part ) de carburant....

 Le problème c'est avec quel corps ferais-tu de l'assistance gravitationnelle?
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@Syl35 a écrit:
@rodi a écrit:salut
vu que dans ce type de vaisseau il ya pas de transport de personne  sur le trajet terre/lune
est il possible utiliser la methode ( certe plus lente ) de l'assistance gravitationnelle pour economiser ( ou reduire la part ) de carburant....

 Le problème c'est avec quel corps ferais-tu de l'assistance gravitationnelle?
Il y a déjà eu des études de ce type.
En voici une à titre d'exemple:
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10569-019-9883-7.pdf

Il s'agit de calculs réalisés dans un système à 4 corps (Terre, Lune, le vaisseau lui-même et le soleil).
Au prix de transit longs (jusqu'à 200 jours) et passant par L1 (Terre-Soleil), quelques centaines de m/s sont gagnés sur le ∆v.
C'est déjà ça de pris...
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