cslevine a écrit:je me demande ce que ça donnerait, en simu, de remplacer le réservoir principal de la navette par 2 autres boosters placés en crois par rapport au 2 premiers, et dont on pourrait contrôler la poussée.
L'interêt des boosters, c'est qu'il est beaucoup plus aisé de faire des moteurs de forte puissance en propulsion solide qu'en propulsion liquide. Et le fait d'avoir une très forte puissance (et donc une très forte accélération) en début de vol permet d'obtenir des profils de vol avec une consommation réduite : un moteur de très forte puissance permet effectivement de consommer rapidement et en début de vol sa masse d'ergols et donc de ne transporter cette masse que sur une petite partie du trajet, plutôt que pendant une longue durée comme l'imposerait l'utilisation de moteurs de plus faible puissance mais à temps de combustion plus long.
Le défaut principal de la propulsion solide, c'est sa modeste efficacité par rapport à la propulsion cryotechnique. Ains les boosters de la navette ont une impulsion spécifique de 269 secondes, contre 455 pour les moteurs cryotechniques de la navette.
Utiliser des boosters supplémentaires à la place du réservoir principal imposerait donc nécessairement d'emporter une masse très supérieure d'ergols si on veut obternir au moins la même performance de mise en orbite.
La navette emporte un réservoir SLWT de 762 tonnes, et 2 boosters SRB de 590 tonnes soit 1942 tonnes de "charge" externe pour un total de 2051 tonnes. Avec la version 4 boosters, on passerait à 2269 tonnes au total.
Pour conserver un même rapport poussée/poids au décollage, les 2 boosters supplémentaires devraient être capables de baisser leur poussée à 11% de la poussée nominale.
A la fin de la combustion des 2 premiers boosters, les deux restants auraient consommé approximativement 55 tonnes d'ergols chacun, il resterait donc environ 900 tonnes d'ergols pour le reste du vol.
Etant donné que la navette péserait alors 1179 tonnes, les boosters ne pourraient être utilisés qu'à 55% de leur poussée pour conserver une accélération supportable par l'équipage et ils devraient être capables de diminuer cette poussée au fur et à mesure que la navette s'allège.
En supposant qu'en fin de combustion la poussée tombe à 25%, on pourra partir sur une poussée moyenne de 40%. 888 tonnes de carburant, avec une poussée de 996 tonnes et une Isp de 269 secondes donne un temps de fonctionnement de 239 secondes après séparation des deux premiers boosters.
Les moteurs cryotechniques en comparaison auraient produit une poussée de 525 tonnes pendant 356 secondes après séparation des deux boosters.
Ainsi, la trajectoire avec 4 SRBs aurait probablement une intensité énergétique 25% supérieure., ce qui ramené à la masse totale de l'engin procurerait un gain energétique de 5% pour la version 4 boosters.
Le coût de l'orbiter diminuerait, compte tenu du fait que l'on pourrait supprimer les 3 moteurs SSME.
Mais la faisabilité d'une propulsion solide de forte puissance à poussée variable reste à démontrer.
La non réutilisabilité des SRBs supplémentaires pourrait gréver les coûts d'exploitation; les SRBs sont nettement plus coûteux que les reservoirs SLWT.
Sur des trajectoires de plusieurs minutes, l'utilisation des SRBs pourraient poser des problèmes importants de pollution (ils sont déjà importants).
J'ai fait mes calculs au fil de l'écriture de ce message, et je pensais initialement que les SRBs ne suffiraient pas à atteindre la même orbite que la navette normale - j'ai peut-être fait des erreurs de calcul....
