VASIMR - Le moteur plasmique

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Message Mer 26 Mar 2008 - 22:46


@CosmoS a écrit:
Steph a écrit:Ad-Astra et ATK ont signé un accord de coopération : http://biz.yahoo.com/prnews/080326/aqw072.html?.v=45
C'est vraiment le mariage de la carpe et du lapin !
Je me doute qu'ils doivent avoir une idée (précise) derrière la tête, mais à première vue c'est surprenant, non ?
ATK envisage peut-être une version du VASIMR à carburant solide... :blbl: :eeks: :affraid: :hot: :lol!:
Bon, je sors...

Henri
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Message Mer 26 Mar 2008 - 22:51


En tout cas, ATK apporte plein de $$$$ a AD-Astra, ca promet de booster le vasimr,

on aura peut etre rapidment notre petit reacteur nucleaire hypercompact à coeur gazeux qui marche au carburant solide
ca me fait penser a la locomotive du film retour vers le futur no 3, :face: :eeks: 🤡 :bave: :lolnasa:
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 14:09


@zx a écrit:Il parait qu'il va y'avoir un prototype qui va etre testé sur l'ISS en 2010, quelqu'un à des infos ?

Ca mettrait Mars à 39 jours, pas mal. :eeks:

En 2007, un nouveau prototype va être construit au Costa Rica, et des expérimentation à bord de la station spatiale internationale sont programmées pour 2010 et 2011[5]. Les premières réalisations industrielles doivent produire des impulsions spécifiques de 1 000 à 30 000 secondes (correspondant à des vitesses d'éjection allant de 10 à 300 km/s), et des poussées de 10 à 500 newtons

Wiki vasimr

Disons que pour les 39 jours, ce sont les performances "commerciales", destinées à attirer les investisseurs, et les "slides" de présentation font quelques hypothèses physiques pas très réalistes.
Compter plutôt sur des vols Terre-Mars en 3 mois, ce qui est déjà pas mal, sans technologie nucléaire trop exotique, au moins dans un premier temps.
Pour le proto sur l'ISS, on en a déjà un peu parlé dans ce fil de discussion, mais je ne sais pas si c'est vraiment "programmé" du point de vue de la NASA, ça dépendra aussi de l'état d'avancement du développement. Pour l'instant, il me semble que c'est plutôt une proposition.

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Message Jeu 27 Mar 2008 - 15:47


@lambda0 a écrit:
@zx a écrit:Il parait qu'il va y'avoir un prototype qui va etre testé sur l'ISS en 2010, quelqu'un à des infos ?

Ca mettrait Mars à 39 jours, pas mal. :eeks:

En 2007, un nouveau prototype va être construit au Costa Rica, et des expérimentation à bord de la station spatiale internationale sont programmées pour 2010 et 2011[5]. Les premières réalisations industrielles doivent produire des impulsions spécifiques de 1 000 à 30 000 secondes (correspondant à des vitesses d'éjection allant de 10 à 300 km/s), et des poussées de 10 à 500 newtons

Wiki vasimr

Disons que pour les 39 jours, ce sont les performances "commerciales", destinées à attirer les investisseurs, et les "slides" de présentation font quelques hypothèses physiques pas très réalistes.
Compter plutôt sur des vols Terre-Mars en 3 mois, ce qui est déjà pas mal, sans technologie nucléaire trop exotique, au moins dans un premier temps.
Pour le proto sur l'ISS, on en a déjà un peu parlé dans ce fil de discussion, mais je ne sais pas si c'est vraiment "programmé" du point de vue de la NASA, ça dépendra aussi de l'état d'avancement du développement. Pour l'instant, il me semble que c'est plutôt une proposition.

A+
Briseur de rêve Lambda0 !! :wall:
Je viens de lire ton intervention sur le fil des voyages interstellaires où tu dis à Gilgamesh qu'il ne peut pas fixer une température de 20000K sans en savoir plus sur le moteur de Bussard. Et là, j'arrive sur ce fil où tu nous dis que les essais de VASIMR sur l'ISS ne sont qu'une proposition... Je vais pas t'aimer beaucoup si tu continues !!

:lol!: :lol!: :lol!:
Mais bon, tu te rattrapes en nous disant que 3 mois pour Mars, c'est plausible dans les décennies à venir ! 🍺

La propulsion, c'est vraiment le seul verrou qui nous ferme véritablement la porte de l'Espace. Tous les autres problèmes ne font juste qu'en découler et se résoudraient ou même disparaitraient si on pouvait raccourcir nos temps de vols et emporter plus de poids dans l'espace !
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 16:16


@Skyboy a écrit:
...
Briseur de rêve Lambda0 !! :wall:
Je viens de lire ton intervention sur le fil des voyages interstellaires où tu dis à Gilgamesh...
...
La propulsion, c'est vraiment le seul verrou qui nous ferme véritablement la porte de l'Espace. Tous les autres problèmes ne font juste qu'en découler et se résoudraient ou même disparaitraient si on pouvait raccourcir nos temps de vols et emporter plus de poids dans l'espace !

Bah, pas de problème, que des solutions :drunken:
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:03


Peut-on raisonnablement penser que ce type de moteur équipera les navettes/capsules/vaisseaux... des générations à venir (post Ares par exemple) ?
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:13


Bonsoir,
@Skyboy a écrit:La propulsion, c'est vraiment le seul verrou qui nous ferme véritablement la porte de l'Espace.
Et c'est toi qui dit que les autres sont des briseurs de rêve ???
La propulsion n'est pas un verrou. Le temps de voyage importe peu (tant qu'il reste de l'ordre de quelques mois) pour celui qui veut vraiment s'installer ailleurs. Il y a quelques siècles, les temps de voyage étaient de plusieurs mois, ça ne les a pas empêcher de partir.
Aller plus vite ne permet pas d'emmener plus de choses de toute façon, donc ça n'est pas un "verrou" à la colonisation.
Des problèmes très difficiles qui pourraient remettre en cause le spatial habité sur d'autres planètes, il y en a pourtant, mais perso je ne compte pas la propulsion parmi ces problèmes.

Cordialement,
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:22


Le plus grand probleme seras la psycologie des membres de l'équipage :scratch:
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:32


Ce qui bloque et ce qui bloquera surement pendant longtemps encore notre expension dans l'espace, c'est la dépendance de l'astronautique vis-a-vis de la politique. La technique, avec de la volonté et de l'argent, ce n'est pas insurmontable, enfin c'est mon point de vue :)
Vivement les grandes entreprises spatial indépandantes !!!
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:43


@Argyre a écrit:Bonsoir,
@Skyboy a écrit:La propulsion, c'est vraiment le seul verrou qui nous ferme véritablement la porte de l'Espace.
Et c'est toi qui dit que les autres sont des briseurs de rêve ???
La propulsion n'est pas un verrou. Le temps de voyage importe peu (tant qu'il reste de l'ordre de quelques mois) pour celui qui veut vraiment s'installer ailleurs. Il y a quelques siècles, les temps de voyage étaient de plusieurs mois, ça ne les a pas empêcher de partir.
Aller plus vite ne permet pas d'emmener plus de choses de toute façon, donc ça n'est pas un "verrou" à la colonisation.
Des problèmes très difficiles qui pourraient remettre en cause le spatial habité sur d'autres planètes, il y en a pourtant, mais perso je ne compte pas la propulsion parmi ces problèmes.

Cordialement,
Argyre
Ok, la propulsion n'est pas verrou, c'est déjà elle qui nous a ouvert les portes de l'Espace il y a 50ans. Mais par contre, tant que ses performances ne s'amélioreront pas significativement, on ne peut pas espérer aller loin dans l'espace. La lune ok, Mars, ça reste à voir... Le reste impossible... [Mode réflexion perso]Il a raison Argyre, je suis un briseur de rêve avec ce constat...[/mode]
Les problèmes de psychologies, les problèmes d'odeur, les problèmes de santé, les problèmes de recyclage des déchets, les problèmes de radiation, etc.... Si on peut aller sur Mars et en revenir en 2 mois et demi, ils auront tout d'un coup sacrément diminué !
Ensuite, je parle des limites de la propulsion tant pour les limites de vitesses que pour les limites de capacités d'emport. Parce que même si le voyage sur Mars restait d'une durée de 3 ans, si on était capable d'emporter 10 fois plus chargement ou encore plus pour le même coût, on aurait moins de problèmes (Recyclage moins indispensable, possibilité de faire un grand vaisseaux avec des centrifugeuses pour la santé, etc...)

Quand à la dépendance à la politique elle vient essentiellement du fait qu'aller dans l'espace coûte très cher ! Si on s'envoyait en l'air pour quelques kE, on attendra par que nos politiques décident d'y aller !

Edit: Je suis d'accord pour dire qu'on peut faire des choses avec la propulsion d'aujourd'hui, tout comme Christophe Colomb a pu découvrir l'Amérique avec ses caravelles rikiki... Mais moi, l'Amérique aujourd'hui j'y fais mes études et je rentre 2 fois par an voir ma famille... Tu vois un peu de quelle conquête de l'Espace on se prive tant que la propulsion reste ce qu'elle est aujourd'hui !

En tout cas, vivement l'avenir et les progrès du VASIMR (ou autre)


Dernière édition par Skyboy le Jeu 27 Mar 2008 - 18:46, édité 1 fois
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:45


@astrochti a écrit:Le plus grand probleme seras la psycologie des membres de l'équipage :scratch:

Pas forcément, si le vasseau et grand. Perso, tu me mets un labo, un terrain de sport (dans une partie du vaisseau qui est centrifuge et ou on peut régler la gravitée), un pc avec internet et des nanas, je peux vivre des années comme ça. :eeks:

@Stan a écrit:Ce qui bloque et ce qui bloquera surement pendant
longtemps encore notre expension dans l'espace, c'est la dépendance de
l'astronautique vis-a-vis de la politique. La technique, avec de la
volonté et de l'argent, ce n'est pas insurmontable, enfin c'est mon
point de vue :)
Vivement les grandes entreprises spatial indépandantes !!!

J'ai l'impression que ça commence .... tout doucement.
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Message Jeu 27 Mar 2008 - 18:51


@antoine34 a écrit:
Pas forcément, si le vasseau et grand. Perso, tu me mets un labo, un terrain de sport (dans une partie du vaisseau qui est centrifuge et ou on peut régler la gravitée), un pc avec internet et des nanas, je peux vivre des années comme ça. eek
Compte pas dessus avec les temps de transmission. À moins de redéfinir le protocole de communication parce qu'en ethernet, si ton temps d'attente est trop long, ça passe plus.

Il falloir apprendre à vivre sans le forum... Tout de suite, ça fait plus peur...

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Message Jeu 27 Mar 2008 - 23:05


Pour les communications avec aller retour en direct, c'est clair que c'est mort !
Par contre pour le reste, un spationaute sur Mars pourra toujours consulter le forum.
L'idée je pense c'est qu'il télécharge tout d'un coup et qu'il le consulte sur place avant de répondre aux sujets voulus. Bon, il reste quand même le décalage de publication des réponses :P
En ce qui concerne l'internet Terre/Mars, je vous conseille la lecture de cet article :
http://www.nirgal.net/mars_network.html
Il est très intéressant en mentionnant les études déjà effectuées sur ce réseau !
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Message Ven 28 Mar 2008 - 7:52


@antoine34 a écrit:Peut-on raisonnablement penser que ce type de moteur équipera les navettes/capsules/vaisseaux... des générations à venir (post Ares par exemple) ?

Ca ne se substitue pas à la propulsion des navettes/capsules qui font la liaison entre l'espace et une surface planétaire, ni à Ares, on a toujours besoin de fusées chimiques pour décoller et atterrir.
Par contre, ces fusées chimiques sont peu efficaces dans l'espace, et une propulsion électrique comme le VASIMR prendrait avantageusement le relais, pour réduire les temps de vol ou la masse, ou les deux.
En réduisant le temps de vol Terre-Mars à 3 mois plutôt que 6 mois avec les fusées chimiques, la durée de la mission peut passer de 3 ans à 1 an parce que l'expédition peut revenir sans attendre la conjonction suivante, en ayant passé 2 ou 3 mois sur Mars. Et une telle durée de mission de 1 an est déjà plus proche de l'expérience qu'on peut avoir avec l'ISS par exemple, du point de vue durée.
Le VASIMR est un candidat très prometteur pour remplir un tel cahier des charges, et le développement avance maintenant à un bon rythme.
Autres applications :
- maintien de l'orbite de l'ISS
- propulsion de grosses sondes
- transport de fret Terre-Lune, Terre-Mars
Par contre, c'est probablement peu intéressant pour les vols habités Terre-Lune, on resterait plutôt au système Ares-Orion pour le transport d'équipage vers la Lune.

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Message Ven 28 Mar 2008 - 12:12


Bonjour,
@astrochti a écrit:Le plus grand probleme seras la psycologie des membres de l'équipage :scratch:

En fait, je pense que la psycho et la propulsion sont des problèmes très importants (et j'attends aussi beaucoup des progrès dans ce domaine), mais fondamentalement, pour moi, les verrous sont tous liés à l'accès à l'autarcie d'une future colonie. On peut espérer que la Terre subviendrait à tous les besoins pendant quelques années, mais sur le moyen ou le long terme, ça me parait impossible.
Et donc, la question fondamentale est : peut-on accéder à l'autarcie ? Et les verrous sont donc AMHA :
1) Autonomie énergétique
2) Autonomie industrielle (quelles industries faut-il développer au minimum ?)
3) Ressources humaines (combien de personnes pour une colonie viable, en tenant compte de l'organisation sociale, des compétences nécessaires, du temps de travail maximal, et de l'évolution de la colonie ?)
Pour l'instant, il n'y a aucune réponse claire à ces questions, on ne sait même pas si c'est faisable, donc ce sont des verrous.

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Message Ven 28 Mar 2008 - 12:38


Je pense qu'on dérive un peu du sujet, on ne parlait pas de colonisation, mais plus modestement de missions d'explorations habitées, aller-retour.
Dans ce contexte, la propulsion est bien un problème, dont le traitement résoudrait automatiquement d'autres problèmes qui découlent de la longueur des missions, comme l'a rappelé SkyBoy.
Pour discuter colonisation, voir ici par exemple (mais il doit y avoir d'autres fils ouverts sur ce sujet) :
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/autres-f21/robinson-crusoe-sur-mars-t822.htm

Pour revenir au VASIMR : on devrait pouvoir confirmer l'intérêt de cette solution quand les premiers prototypes voleront, en principe dans moins de 10 ans.
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Message Ven 28 Mar 2008 - 14:58


@lambda0 a écrit:Pour revenir au VASIMR : on devrait pouvoir confirmer l'intérêt de cette solution quand les premiers prototypes voleront, en principe dans moins de 10 ans.
Dans moins de 10 ans tu penses ?
Tu parlais pas d'une trentaine d'années l'année dernière ?

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Message Ven 28 Mar 2008 - 15:14


@Argyre a écrit:
@lambda0 a écrit:Pour revenir au VASIMR : on devrait pouvoir confirmer l'intérêt de cette solution quand les premiers prototypes voleront, en principe dans moins de 10 ans.
Dans moins de 10 ans tu penses ?
Tu parlais pas d'une trentaine d'années l'année dernière ?
A+,
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Non, je parle d'un prototype. Voir la discussion concernant le test d'un moteur VASIMR sur l'ISS vers 2011.
Après, compter encore au moins une vingtaine d'années pour arriver au niveau de puissance requis pour des vols habités,
compte tenu aussi du temps de développement de la source d'énergie.

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Message Ven 28 Mar 2008 - 15:26


@lambda0 a écrit:Non, je parle d'un prototype. Voir la discussion concernant le test d'un moteur VASIMR sur l'ISS vers 2011.
Après, compter encore au moins une vingtaine d'années pour arriver au niveau de puissance requis pour des vols habités,
compte tenu aussi du temps de développement de la source d'énergie.

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Alors la question peut se poser :
Un moteur VASIMR fera-t-il partie de la première expédition vers Mars ???
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Message Ven 28 Mar 2008 - 16:15


D'un autre côté, il y a encore 3 ans, Chang-Diaz travaillait sur un moteur de 10 kW à l'ASPL, et maintenant, il y a un moteur de 200 kW en cours d'assemblage. Encore un facteur 10, et ça devient intéressant pour les vols habités en mettant en parallèle plusieurs moteurs.
Il faut suivre aussi attentivement les progrès sur les panneaux solaires.

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Message Ven 28 Mar 2008 - 16:53


@Commander Ham a écrit:En ce qui concerne l'internet Terre/Mars, je vous conseille la lecture de cet article :
http://www.nirgal.net/mars_network.html
Il est très intéressant en mentionnant les études déjà effectuées sur ce réseau !
Effectivement, c'est super intéressant comme site. Il date un peu, mais son explication de ce que devrait être SolarNet (L'internet du système solaire) est très claires.

On pourra donc aller sur le forum depuis Mars, mais les conversations n'auront pas la même réactivité...
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Message Sam 29 Mar 2008 - 13:52


N'y aura-t-il pas apparition de deux familles de VASIMR ? Celle pour les missions habitées et celle pour les autres (scientifiques ou de ravitaillement) ?
En effet les exigences ne seront pas les mêmes ?

Pour les dernières comme le facteur temps à moins d'importance on peut se contenter d'une faible poussée et ne rechercher qu'une ISP très grande, donc ioniser des atomes très légers même si l'énergie d'ionisation est grande puisque les panneaux solaires n'auront quant-même pas à fournir une forte puissance. En étalant la mission dans le temps on diminuera ainsi la masse nécessaire pour les panneaux et du produit à ioniser (comment doit -on nommer ce dernier car le mot ergol me semble pas justifier?)

Par contre pour des missions habitées, la durée du voyage doit être plus courte et là il y a conflit entre rechercher l'ISP la plus grande pour diminuer la masse à ioniser et augmenter la poussée pour réduire la durée du voyage. En effet la puissance que devront délivrer les panneaux solaires sera plus grande ce qui augmentera leur masse même si il y a des progrès sur leur masse surfacique. Il y a aura alors intérêt à faire un compromis optimal en utilisant des atomes à ioniser plus lourds , mais d'énergie d'ionisation plus faible quitte à augmenter la masse à consommer : le césium à l'exception du francium radioactif est alors le mieux placé pour l’ionisation. Bien sûr sa masse atomique est grande (133 g /mol) et on pourrait envisager d'autres alcalins comme le lithium (7 g/mol) près de 20 fois plus léger mais il faut aussi tenir compte de l’énergie cinétique d’éjection de la matière propulsive proportionnelle à la masse éjectée et au carré de la vitesse d’éjection tandis que leur quantité de mouvement toujours proportionnelle à la masse , n’est proportionnelle aussi qu’à la vitesse : donc pour consommer moins de puissance à poussée constante on a intérêt à augmenter le débit massique à éjecter.
Pas évident tout çà ! :scratch:

...Sauf quant-même qu’il devrait apparaître au minimum de deux types de VASIMR:
- le premier pour les vols non habités à très grande ISP mais à faible poussée (consommant beaucoup d'énergie * mais sur une longue durée donc à faible puissance *)

-le second pour les vols habités à moins grande ISP mais à bien plus forte poussée (consommant moins d'énergie *mais sur une bien plus courte durée donc à plus forte puissance*)

- le second pour les vols habités à moins grande ISP mais à plus forte pousée

* l'énergie d'origine solaire ne sera pas facturée ;) ...par contre la puissance à fournir coûtera en panneaux solaires
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Message Lun 31 Mar 2008 - 8:16


@giwa a écrit:N'y aura-t-il pas apparition de deux familles de VASIMR ? Celle pour les missions habitées et celle pour les autres (scientifiques ou de ravitaillement) ?
En effet les exigences ne seront pas les mêmes ?
...

Salut

Ce moteur présente effectivement une grande souplesse du point de vue des propulsifs utilisables : en fait, ça marche avec presque n'importe quoi, avec des performances différentes.
Etant donné le coût fixe que représente l'ionisation, on a intérêt à utiliser des éléments légers pour les Isp élevées (>10000s), correspondant par exemple à des deltaV élevés mais sans trop de contrainte de temps d'accélération (sonde vers le système solaire extérieur par exemple). Et plutôt des éléments plus lourds pour une Isp de 4000 à 5000s, adaptée à un vol vers Mars.
Pour l'instant, des pertes diverses font que le coût d'ionisation réel, de l'ordre de 100eV, est bien supérieur à la valeur théorique du fait de pertes diverses, mais quand même acceptable car le rendement global du moteur peut être de l'ordre de 50 à 60% si on utilise le bon propulsif correspondant au domaine d'Isp visé.
Je pense qu'il y a eu quelques essais avec le lithium, qui présenterait d'avantage d'être stockable indéfiniment sous forme solide.
Césium : peut-être, si ce n'est pas trop chimiquement actif et corrosif par ailleurs (au niveau du stockage et du système de vaporisation/injection). Sinon, préférer plutôt des gaz neutres, argon, krypton, etc.

Autre contrainte : quand on utilise des ions lourds, la charge électrique par unité de masse est plus faible et le rayon de Larmor plus grand. Il faut donc augmenter le champ magnétique de l'étage d'accélération pour que le rayon de Larmor reste inférieur rayon de la chambre d'accélération, et c'est ce qui a limité jusqu'à présent les expériences avec des ions lourds. Les expériences concluantes avec l'argon sont assez récentes.
(D'où aussi l'intérêt du prototype VX-200 où le champ, créé par des supraconducteurs, pourra atteindre des valeurs plus élevées).

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Message Lun 31 Mar 2008 - 9:06


L'usage d'éléments solides à température ambiante (métaux alcalins par exemple) ne pose t'elle pas un problème de "pollution" des structures du vaisseau par déposition d’une partie de l'éjecta ?

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Message Lun 31 Mar 2008 - 9:17


@Henri a écrit:
L'usage d'éléments solides à température ambiante (métaux alcalins par exemple) ne pose t'elle pas un problème de "pollution" des structures du vaisseau par déposition d’une partie de l'éjecta ?

Oui, et le problème existe d'ailleurs aussi pour les éléments gazeux et d'autres moteurs électriques (moteurs Hall par exemple) : quelques ions à haute énergie peuvent revenir vers le vaisseau et éroder certaines surfaces sensibles (panneaux solaires par exemple, ou instruments).
La parade consiste à encadrer la tuyère par un écran.

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Message Lun 31 Mar 2008 - 9:23


Maintenant, l'augmentation de l'ISP permise par VASIMR permettrait non seulement de réduire la durée de la mission (d'où diminution de la dose de CGR et diminution de la probabilité de perte d'équipage), mais aussi de réduire mécaniquement l'IMLEO (amélioration du rapport de masse et réduction de 3 ans à 6 mois du support de vie).

CGR : Cosmic Gamma Rays
IMLEO : Initial Mass in Low Earth Orbit

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