Réparation en orbite pour le téléscope James Webb

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A lire sur :
http://www.flashespace.com/html/mai07/29_05.htm

Apparemment la NASA pourrait envoyé des missions de réparations/maintenance, un peu comme Hubble.
Et cela avec un Orion lunaire.
Maintenant pourquoi ne pas avoir fait des instruments interchangeables comme sur Hubble???
Commander Ham
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AMHA ce genre d'annonce est à prendre avec des pincettes.
La lecture de l'article original :

http://tinyurl.com/3298wc

indique que cette éventualité est une surprise pour Griffin lui-même:

The decision to add a docking ring to the Webb telescope was news to Griffin.

LE JWST sera en orbite au point de Lagrange L2. Soit environ 4 fois plus loin qu'un voyage Terre-Lune. (c'est bien différent de Hubble en LEO)
Son lancement et son déploiement sont programmés pour 2013. Cela laisse beaucoup de points d'interrogation sur la possibilité d'une mission humaine si lointaine dans ces dates.

Mieux vaut bien travailler sur les procédures de déploiement automatique avant le lancement de ce très joli télescope.
A la limite construire sa doublure et la lancer pourrait coûter moins cher qu'une mission de dépannage :?: :?:
Le JWST est une collaboration NASA, ESA, Canada qui doit être mis sur orbite par une Ariane 5 ECA, il n'est pas inutile de le rappeler :sage:
montmein69
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Après lecture de l'article original dont l'url est :

http://www.space.com/businesstechnology/070523_techwed_jwst_dock.html

Un anneau d'amarrage est bien envisagé. Le principal pour l'administrateur est que les budgets se tiennent au prévisionnel. D'autant plus que Griffin est totalement d'accord pour cette option.
Cependant, les missions humaines seraient envoyées uniquement en cas de soucis majeurs compromettant la mission, et non pour changer un instrument défaillant après sa durée de vie.

Pourquoi ne pas concevoir des instruments retirables de la structures et échangables ? Simple question budgétaire.
Fabien
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Voiçi une photo du téléscope !!!!!


https://servimg.com/view/11226307/5
Amine
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Amine
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J'ignorais que c'est une Ariane 5 ECA qui assurera le lancement! C'est une responsabilité énorme mais un belle preuve de confiance de la part de nos partenaires. :eeks:
Charly
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@Charly a écrit:J'ignorais que c'est une Ariane 5 ECA qui assurera le lancement! C'est une responsabilité énorme mais un belle preuve de confiance de la part de nos partenaires. :eeks:

Ah oui la vache !
Génial !
Quelle fierté.
Fabien
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Il s'agit clairement d'un scénario de type "what if" à la NASA.
Comme indiqué dans l'article, c'est d'ailleurs assez vieux (2 ans au moins).

En fait, lorsque le CEV/Orion a commencé à se préciser, la NASA a voulu montrer que cette capsule (par opposition à la navette) pouvait éventuellement faire plus que ce que son design "à l'ancienne" laissait craindre.
Il y a même eu des pré-études de missions vers Hubble avec un CEV/Orion. Je crois que la mission de service de 2008 placera même un anneau de jonction sur Hubble pour le permettre. Anneau qui servira d'ailleurs plus probablement à docker un module de propulsion destiné à parquer le télescope sur une orbite haute ou à contrôler sa rentrée dans l'atmosphère.

Pour le JWST, le plus gros problème reste sa case à instruments qui n'est pas prévue pour l'intervention humaine. L'étude d'une mission Orion vise peut-être à aller donner un gros coup de pied si le miroir ne se déploie pas comme prévu ? :lol!:

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Je pense que leur principale crainte est un évennement à la "Hubble", que faire si tout ne se passe pas comme prévu et que le téléscope ne se déploie pas? ou que le miroir est myope? Ce serait dommage quand même après les sommes investies.

De plus ils envisagent de rajouter des instruments par la suite à côté des autres.
Commander Ham
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En fait c'est la règle générale qu'un satellite se déploie correctement dans l'espace tout seul (que ce soit un télescope comme Soho, ... un satellite de telecom en GEO . une sonde allant vers une destination lointaine comme Mars Express ...etc ...)

C'est Hubble qui fait figure d'exception. Ainsi que les quelques satellites réparés au début de l'épopée navette ... mais les américains y ont renoncé depuis longtemps car très, très cher.

Je ne sais même pas si les satellites <<keyhole>> ayant le même design qu'Hubble ont fait l'objet de mission de maintenance :?: :?:

Il vaut donc mieux que les procédures de déploiement soient bien au point avant de décider le lancement. Pour ma part je suis le plus inquiet pour le miroir, la tolérance sur la forme définitive est très faible. L'instrument est complexe avec des système de correction active.

Le lancement par Arianespace doit être un élément de la "participation" de l'ESA au financement du JWST, et avoir ainsi un temps d'observation pour les scientifiques européens.
montmein69
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L'envoi d'une mission Orion vers le télescope James Webb me semble moins périeuse qu'une mission vers un astéroïde comme la NASA l'a suggérée récemment. Mais une telle aventure reste inédite donc dangereuse et extrèment coûteuse comme le précise Montmein69.

Par curiosité, combien de temps serait nécessaire pour qu'un vaisseau Orion atteigne le point de Lagrange L2? :scratch:
Charly
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Quelques interrogations me viennent à l'esprit.
Il n'y a pas de sas de sortie prévu pour le moment sur Orion, ce qui impliquerait de dépressuriser l'ensemble de la cabine (comme sur Apollo donc). A moins d'apporter un module orbital.
De plus Ares 1 est incapable d'envoyer un Orion vers L2, et là il faudrait utiliser un étage de départ (EDS) lancer par un Ares 5. Ce serait au final une couteuse opération.

Mais bon comme il ne faut pas non plier se lier les mains pour l'avenir, prévoir un port d'amarrage "simple" (pas de connexion autre que mécanique) ne semble pas aberrant.

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Pour ce qui est du lancement par Ariane 5, je me demande si ce n'est pas pour qu'on prenne part au projet sans qu'on vienne les embeter dans la conception du télescope. J'ai un affreux doute. En tout cas cela constituera une mission inédite et originale pour Ariane 5.

Pour les missions habitées, je ne pense pas que la quantité de carburant pour ce type de mission soit aussi importante que pour une mission lunaire avec atterrissage.
Ainsi, une Ares V ne serait peut-être pas nécessaire. On pourrait se contenter d'une deuxième Ares I ou même d'un lanceur déjà existant (Atlas 5 ou Delta IV).

Avec un module orbital, l'Orion serait conceptuellement assez proche du Soyouz. On se rapprocherait même de l'architecture de mission proposée par les russes pour les vols circumlunaires avec un Soyouz propulsé par un module suplémentaire amené par un autre vol. Ils sont très forts ces russes.

Sinon si les ricains aiment bien Ariane 5, on peut toujours envoyer un Soyouz directement au point L2. Suffirait de mettre un point d'emport russe sur le télescope. Et ca leur ferait en tout deux fois moins cher.
Quentin
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Steph a écrit:Quelques interrogations me viennent à l'esprit.
Il n'y a pas de sas de sortie prévu pour le moment sur Orion, ce qui impliquerait de dépressuriser l'ensemble de la cabine (comme sur Apollo donc). A moins d'apporter un module orbital.
De plus Ares 1 est incapable d'envoyer un Orion vers L2, et là il faudrait utiliser un étage de départ (EDS) lancer par un Ares 5. Ce serait au final une couteuse opération.
.

Le double lancement est effectivement incontournable. La distance à L2 est environ 4 fois celle d'un voyage Terre-Lune.
Ne serait-ce que par la durée prévisible d'une telle mission (assemblage du train en orbite terrestre, voyage aller, mission de maintenance, voyage retour) ? Au bas mot 40 jours ?
Cela dit, mettre en place un anneau d'accostage en soi, ne pose aucun problème.
Envisager une telle mission non plus.
La réaliser .... ? Espérons que le JWST se déploiera sans problème at qu'il n'y en aura pas besoin :roll:
montmein69
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Si on veut absolument permettre une maintenance, il est peut-être plus simple de faire revenir automatiquement le téléscope de L2 vers le point L1 entre la Terre et la Lune, ce qui demande très peu d'énergie sur une trajectoire économique (le deltaV doit être de moins de 100 m/s, de mémoire). Celà permet de réduire la durée de la mission habitée à quelques jours plutôt que quelques semaines...

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@lambda0 a écrit:Si on veut absolument permettre une maintenance, il est peut-être plus simple de faire revenir automatiquement le téléscope de L2 vers le point L1 entre la Terre et la Lune, ce qui demande très peu d'énergie sur une trajectoire économique (le deltaV doit être de moins de 100 m/s, de mémoire). Celà permet de réduire la durée de la mission habitée à quelques jours plutôt que quelques semaines...
Les fameuses autoroutes spatiales dont tu avais parlé si je me souviens bien.
C'est effectivement une bonne idée à laquelle je n'avais pas pensé.

Sur le site de JWST, cette image donne un temps de trajet d'environ 2 mois ...

http://www.jwst.nasa.gov/orbit.html

Réparation en orbite pour le téléscope James Webb L2orbit

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Dans les courbes de potentiel gravitationnel, on note bien un palier ("une autoroute") entre L1 et L2, mais par contre je n'en vois pas entre L2 et le centre de masse Terre-Lune. Cette même Lune semble bien balayer devant sa porte:

Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Nasamap
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Je viens par contre de trouver ce schéma d'un système double quelconque, je vais essayer de trouver (ou de simuler très simplement, la semaine prochaine) ce résultat pour le système Terre-Lune:

Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Potential
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Astrogreg a écrit:Dans les courbes de potentiel gravitationnel, on note bien un palier ("une autoroute") entre L1 et L2, mais par contre je n'en vois pas entre L2 et le centre de masse Terre-Lune. Cette même Lune semble bien balayer devant sa porte:

Question d'échelle de représentation je pense. D'ailleurs ton 2ème schéma fait bien apparaître le col correspondant à L1(Terre, Lune), qui permet de s'échapper du système à moindre frais.
Si tu veux faire des calculs de trajectoire, ça risque d'être assez musclé (ce sont en général des trajectoires chaotiques), mais tu peux toujours calculer la différence de potentiel gravitationnel entre L1(Terre,Lune) et L2(Terre,Soleil).

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Tout à fait, ce 2è schéma montre bien qu'il y a un col. Pour calculer le potentiel, je peux y arriver sans problème dans un problème à 2 corps (2 lignes de calcul), mais dans des cas aussi précis, ne vaut-il pas mieux utiliser 3 corps d'après toi ?
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Les 2 corps massifs sont supposés en orbite circulaire ; on note w la vitesse angulaire de rotation. Le potentiel gravitationnel créé par ces 2 corps est étudié dans le référentiel tournant avec les 2 corps, supposés en orbite circulaire.
Le corps de masse négligeable subit le potentiel :
Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree222x

avec Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree223x les masses respectives des 2 corps massifs, Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree224x les distances du système aux 2 corps, r la distance à leur barycentre, et w la vitesse angulaire de rotation des 2 corps. Le dernier terme est introduit par le référentiel tournant.
En posant Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree227x le rapport des masses Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree228x , et en notant Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree229x la plus forte des masses, on obtient :
Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Maree230x

Réparation en orbite pour le téléscope James Webb Deflagrange

Pour L1 Terre-Lune:

On a G = 6.7428*10^-11
M = Mterre = 5,9736*10^24 kg
Pour L1 Terre-Lune: r1 = distance satellite-Lune = 63.000km = 63*10^6m
r2 = satellite-Terre = 317.000km = 317*10^6m
m1/m2 = 1/81
distance barycentre Terre-Lune - centre-Terre = 4671km, on va considérer que r = 312*10^6m
a = 380.000km - 4671km = 375*10^6

U1 = -6.78 MJ

Pour L2 Terre-Soleil:

M = Msoleil = 1,9891*10^30 kg
r1 = distance satellite-Terre = 1.500.000km = 1.5*10^9m
r2 = satellite-Soleil = 151.500.000km = 151.5*10^9m
r = 150*10^9m
m1/m2 = 1/333442
a = 150*10^9m

U2 = -6.6270*10^24 J :suspect:

Différence de potentiel = U1 - U2 = N'importe quoi...


Dernière édition par le Lun 4 Juin 2007 - 17:04, édité 1 fois
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Vous pouver confirmer ou infirmer le raisonnement ? Le résultat me parait bien gros...

PS: je n'ai pas pondu la formule tout seule, je l'ai piquée sur le net (d'où les jolies formules jointes)
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Astrogreg a écrit:Vous pouver confirmer ou infirmer le raisonnement ? Le résultat me parait bien gros...
PS: je n'ai pas pondu la formule tout seule, je l'ai piquée sur le net (d'où les jolies formules jointes)

Attention à ne pas confondre L2(Terre,Soleil) avec L2(Terre,Lune).
Le téléscope se trouve en L2(Terre,Soleil).
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Mon Dieu quelle bourde !!

Je corrige immédiatement !
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Bon le résultat donne n'importe quoi, il faut vraiment tenir compte des 3 corps (+ le satellite) pour avoir quelque chose de crédible.

Je vais donc m'y atteler !
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