Reportage : Les bonnes vieilles fusées spatiales

Le 30 août, SpaceX a annoncé que le satellite SES-2016 serait lancé dans l'espace au bout de 9 ans à l'aide d'un étage de fusée Falcon 10 usagé et remis à neuf. Deux jours plus tard, le 1er septembre, une autre fusée SpaceX, la Falcon 9, a explosé. à Cap Canaveral. L'ambiance change donc, passant de l'enthousiasme au doute.

"Nous pensons que les fusées réutilisables inaugureront une nouvelle ère de vol extraterrestre et faciliteront l'accès à l'espace à la fois en termes de coût et de gestion de la date de lancement", a déclaré Martin Halliwell de SES aux journalistes. C'est ici qu'il possède un satellite qui doit être lancé à l'aide d'une fusée usagée. Et puisque SES sera le premier à utiliser le service « fusée à la ferraille », ils bénéficieront d'une réduction spéciale…

Éruption du Falcon 9 à Cap Canaveral

Sur Twitter, SpaceX a annoncé que SES-10 sera lancée par la mission CRS-8 le 8 avril 2016. Le premier étage a atterri sur le navire autonome OCISLY dans l'océan Pacifique. Le satellite SES-5,3 pesant 10 tonnes a été construit par Airbus Defence and Space sur la base de la plate-forme Eurostar E3000. Il dispose d'un système de propulsion hybride : chimique pour la portance orbitale initiale et certaines manœuvres orbitales, et électrique (ionique) pour les manœuvres orbitales uniquement. Il s'agit du premier satellite SES entièrement dédié aux missions en Amérique latine.

Mais aujourd'hui, ces projets, comme toute coopération prometteuse, risquent d'être remis en cause. L'explosion d'une fusée Falcon 9 sur la plate-forme pendant le ravitaillement (bien que ses causes n'aient pas encore été clarifiées et qu'il existe d'étranges théories sur les tirs sur le site de l'accident, et même quelque chose qui en dit long sur la présence présumée d'un objet OVNI à proximité) certainement est devenu un coup dur pour l'image de l'entreprise d'Elon Musk. Habituellement, de tels événements retardent les plans les plus proches.

La catastrophe a coïncidé avec une autre annonce - le lancement d'une énorme fusée SpaceX dans l'espace, Falcon Heavyqui devait avoir lieu à l'automne 2016 ou au plus tard au printemps 2017. Ce lanceur lourd est en conception depuis plusieurs années. Sa conception est basée sur le premier étage de la fusée Falcon 9 v.1.1 FT, qui sera également le premier étage du Falcon Heavy, complété par deux moteurs auxiliaires, qui sont une modification de cet étage. Grâce à cette solution, les caractéristiques de la fusée augmenteront considérablement, ce qui permettra de livrer une charge utile pesant jusqu'à tonnes 53 (Falcon 9 à son plus puissant fournit jusqu'à 22,8 t). Si ce lancement a vraiment lieu, alors le lanceur le plus lourd (seulement le Saturn-XNUMX du programme lunaire Apollo et la fusée soviétique Energia de l'histoire) sera utilisé - seul un lanceur construit par la NASA aura de plus grandes capacités. Cependant, même dans ce cas, il y avait des doutes après l'accident en Floride.

L'explosion signifie de grosses pertes de relations publiques et financières pour SpaceX. Les lancements de fusées Falcon 9 devraient être suspendus pendant un certain temps, au moins jusqu'à ce que la cause de l'accident soit connue. En revanche, un vol habité de la capsule Dragon 2 avec la fusée Falcon 9R devait avoir lieu l'année prochaine. La NASA ne voudra probablement pas attendre. Il veut s'éloigner au plus vite de la dépendance à Soyouz russe pour son programme spatial. En pratique, SpaceX est ainsi en concurrence avec les Russes, faisant de la promotion de la fusée de Musk un enjeu politique.

Falcon 9 sur barge après l'atterrissage

Après des tentatives infructueuses - grande satisfaction

Avant l'explosion de septembre, ils devaient être l'actualité de l'année dernière et une avancée technologique majeure. atterrissages réussis des sections principales des fusées SpaceX. Cette "reprise" a traversé le monde de la technologie spatiale au cours des mois précédents. "À la fin!" - Elon Musk pourrait dire quand cet hiver il a réussi à amener la partie principale de sa fusée sur Terre, d'abord à Cap Canaveral, puis sur une plate-forme océanique flottante (3). Ce dernier exploit a rendu le monde de la science spatiale presque fou pour SpaceX. Car atterrir sur terre, ce qu'il y a à cacher, a en quelque sorte répété l'exploit de la fusée. Nouveau Shepard fabriqué par Jeff Bezos, le patron d'Amazon, depuis novembre dernier. En un sens, parce que le Falcon 9 est une fusée spatiale à part entière et que le produit de Bezos est un véhicule plus compact pour les vols suborbitaux. Et dans le cas des missions sans pilote, les fusées sont l'élément le plus coûteux du projet.

Même Musk lui-même n'a pas qualifié le débarquement de Cap Canaveral de spécial. Son objectif principal était de faire atterrir une fusée SpaceX de retour sur une plate-forme flottante. Cela a été essayé pendant de nombreux mois. Deux approches depuis 2015 ont échoué. La première fois, la fusée a explosé et la deuxième fois, il a été possible de mettre la fusée sur la barge, mais elle s'est immédiatement retournée.

L'un des atterrissages ratés du Falcon 9 sur une plateforme offshore

À ce jour, SpaceX a déjà effectué plusieurs lancements et atterrissages réussis de ses fusées. L'entreprise planifie actuellement embarquement simultané de jusqu'à trois participants en même temps, à la fois sur des navires autonomes et sur terre. Dans ce dernier cas, pour soulever les trois parties d'une grande fusée Falcon Heavy, vous avez besoin de trois sites d'atterrissage à la base aérienne militaire de SpaceX Cape Canaveral. Pour cette raison, l'entreprise aimerait que le gouvernement américain autorise la construction de deux autres en plus de celui existant. Elon Musk a expliqué sur Twitter que les moteurs auxiliaires de la fusée atterriraient presque simultanément et que le premier étage atterrirait avec un léger retard.

Bezos pense au tourisme

La tentative d'atterrissage réussie susmentionnée par un autre prodige du commerce électronique, Jeff Bezos, a eu lieu le 23 novembre 2015. Sa société Blue Origin a testé le vaisseau spatial suborbital New Shepard. La fusée a été lancée depuis un centre de recherche à Van Horn, au Texas. Lors du vol d'essai, il a atteint une altitude de 100,5 km, ce qui signifie dépasser la frontière imaginaire de l'espace. À l'avenir, cela permettra aux gens de vivre environ 4 minutes. état d'apesanteur.

Après un court vol, la capsule de passagers New Shepard a atterri à l'aide de parachutes dans le désert. Après cela, la fusée est revenue sur Terre, ralentissant sa chute avec des moteurs de fusée, jusqu'à ce qu'elle atteigne une vitesse d'environ 7 km/h directement sur la surface. En juin 2016, Blue Origin avait effectué quatre atterrissages réussis de sa fusée.

La société de Bezos, contrairement à SpaceX, ne fait pas beaucoup de bruit, mais cela ne veut pas dire qu'elle n'a pas beaucoup de succès. Blue Origin prévoit actuellement de construire six fusées New Shepard. Chacun d'entre eux pourra élever six passagers à 100 km au-dessus de la surface de la Terre, où pendant quelques minutes, ils pourront découvrir l'état d'apesanteur et de belles vues auparavant destinées aux astronautes. Des essais avec des pilotes auront lieu l'année prochaine et si tout se passe bien, les premiers clients pourront partir en voyage dans l'espace dès 2018. Le prix du billet n'est pas encore connu, mais on peut supposer qu'il fluctuera dans 250 mille dollars – c'est ainsi qu'une autre société bien connue planifiant des vols spatiaux civils, Virgin Galactic, souhaite voyager sur SpaceShip Two.

Experts : optimisme excessif

SpaceX pourrait proposer des vols Falcon 9 réutilisables pour 37 millions de dollars, selon le magazine et le portail SpaceNews. Les experts estiment que le prix atteindra en effet près de 48 millions au lancement, ce qui signifie des bénéfices plus élevés pour SpaceX. Les calculs impliquent d'utiliser la même fusée Falcon 9 au moins quinze fois, ce qui semble fantastique, mais les gens de Musk disent que le premier étage est évalué pour une centaine d'utilisations.

Cet optimisme tempère quelque peu le rappel de l'expérience de la NASA avec elle. ракета SRB. Malgré de nombreuses années d'essais et de nombreux vols, il n'a pas été possible de parvenir à une réutilisation complète. Un problème similaire s'est posé avec Moteurs SMME (). Bien qu'ils aient été conçus à l'origine pour 55 lancements, après chaque vol, ils ont trouvé des défauts nécessitant des réparations coûteuses. En fin de compte, il s'est avéré que les modèles SSME et SRB consommables seraient une solution moins chère pour les missions de navette spatiale à basse fréquence.

Selon les auteurs de SpaceNews, la réutilisation des fusées peut paradoxalement augmenter les coûts de SpaceX. Le coût relativement faible actuel de la fusée est associé à l'assemblage de moteurs Merlin. Cependant, si la demande diminue, leur prix unitaire augmentera (les coûts fixes représentent une très grande partie du prix de chaque moteur), et les économies pourraient être bien moindres que prévu.

Ce problème pourrait être résolu en augmentant la fréquence des vols - afin de maintenir le rythme actuel de production de fusées, tout en gagnant de l'argent grâce aux vols sur des fusées usagées (qui tomberont, s'useront, etc. de temps en temps ). Cependant, pour ce faire, vous devrez baisser les prix afin d'enlever la majorité des vols à vos concurrents. On estime que pour que SpaceX maintienne ses performances actuelles, mais puisse toujours utiliser pleinement les Falcons 9, la fréquence des vols devrait atteindre 35 à 40 par an. Il est vrai qu'il existe un marché international pour tant de vols, mais il est partagé entre quelques compagnies qui n'attendront pas passivement que SpaceX déménage.

En plus du premier étage de la fusée, SpaceX prévoit de restaurer également couvre-bagages. Bien qu'ils ne soient pas particulièrement coûteux, leur production prend du temps et nécessite beaucoup d'efforts pour les accélérer. Par conséquent, d'un point de vue économique, la restauration des boucliers de chargement est logique. Ils disent que SpaceX essaiera de fabriquer une sorte de planeurs à partir de boucliers de cargaison qui atterriraient doucement dans l'océan, d'où ils ont ensuite été capturés (SpaceX a déjà un navire séparé pour cela - GO Chercheur).

Le musc fait fléchir… les muscles. D'autres, comme nous l'avons déjà mentionné, ne somnolent pas du tout. En avril de cette année, les créateurs de la nouvelle fusée Ariane 6 ont annoncé que leur conception dépasserait le prix proposé par SpaceX par kilogramme de charge utile mis en orbite. La nouvelle Ariane devrait être prête à voler en 2020. Des représentants d'Airbus Safran Launchers (ASL), principal actionnaire du consortium européen Arianespace, annoncent même deux versions de cette fusée. Ariane 62 devrait pouvoir mettre en orbite géostationnaire un satellite de cinq tonnes et Ariane 64, avec quatre moteurs auxiliaires, délivrera 10,50 tonnes sur une orbite typique des satellites de télécommunications commerciaux.

Le prix par kilo de satellite devrait être inférieur de 40 à 50 % à celui de l'Ariane 5 actuellement utilisée. Le nouveau modèle devrait avoir deux fois la puissance du Falcon 9 et moins de deux fois le prix. Bien entendu, les calculs du consortium semblent tenir compte des dispositifs jetables, et non de l'élimination des missiles.

Petit... prometteur

Le développement de la technologie des fusées suit également une voie moins impressionnante que celle des énormes fusées de la NASA ou de SpaceX. Cela ne signifie pas qu'il est moins intéressant. Lors de la conférence European Space Solutions à La Haye en juin, le concept de développement d'une technologie pour une fusée de petite taille capable de livrer 50 kg en orbite terrestre basse a été annoncé.

Le projet mis en œuvre dans le cadre du programme Horizon 2020 a été nommé LE SOURIRE (). Dans SOURIRE (6), un nouveau petit missile de lancement, potentiellement hybride, en grande partie récupérable, avec production automatique de plusieurs composants sera développé. Tout doit être conçu pour être peu coûteux et facile à utiliser. Il est prévu d'utiliser l'électronique déjà disponible sur le marché et d'utiliser la technologie d'impression 3D.

Le coût du projet est de 4 millions d'euros. Il sera achevé en 2018. Il est mis en œuvre par quatorze partenaires de huit pays : Belgique, Danemark, Grèce, Espagne, Pays-Bas, Allemagne, Norvège et Roumanie. SMILE pourrait entrer sur le marché car les systèmes de fusée plus grands ne seront pas en mesure de fournir de petites charges utiles à faible coût. Si le projet réussit, il y a une chance de construire un nouveau lanceur européen qui puisse satisfaire de nombreux besoins non seulement des pays de notre continent.

La Chine ne se laisse pas oublier

Premier lancement de la fusée chinoise Longue Marche 7

Les nouveaux projets de missiles ne se limitent pas à l'Occident. Il y a quelques mois, la fusée a été lancée avec succès 7 Grande Marche (Zhang Zheng 7). Il devrait devenir la base de tout le programme chinois d'exploration spatiale. Officiellement, le but du lancement, qui a eu lieu depuis le tout nouveau cosmodrome chinois de Wenchang sur l'île de Hainan, dans le sud de la Chine, était de lancer un prototype d'une nouvelle capsule habitée en orbite - plusieurs petits satellites y ont également été livrés.

La Longue Marche 7 mesure 53 mètres de long et pèse 658 tonnes. Il est capable de livrer 13,5 tonnes de fret en orbite terrestre basse. Il aura éventuellement des navires habités et non habités, permettant à la rébellion de Station spatiale chinoisem, dont l'achèvement est prévu en 2022.

Le nouveau port spatial chinois de Wenchang, en tant que premier du genre, n'est pas caché dans des coins difficiles d'accès du pays, mais est situé sur une île tropicale populaire non loin de la côte maritime. Grâce à cela, les téléspectateurs, pour lesquels huit plates-formes d'observation ont été installées, ont pu suivre en direct le premier lancement de Longue Marche 7. Selon les experts, c'est la preuve que le programme spatial chinois a déjà atteint un très haut niveau de disponibilité et que les autorités ont cessé de s'inquiéter de la nécessité de masquer les plantages.

Une série d'impulsions et de troubles

Une série de défaites dans les opérations d'approvisionnement des stocks Station spatiale internationale ISS, en orbite autour de la Terre depuis 1998, a débuté fin octobre 2014. Quelques instants après le début de la mission CRS-3/OrB-3 avec un navire privé Cygnus puis les moteurs du premier étage de la fusée ont explosé Antares. À l'été 2015, une fusée Falcon transportant des fournitures vers l'ISS a explosé peu après le décollage. Nous avons une autre explosion en septembre 2016.

Il vaudrait mieux pour SpaceX et l'ensemble du programme spatial américain que les causes des accidents récurrents soient trouvées le plus rapidement possible. Les entreprises privées sont très importantes dans les plans de la NASA. D'ici 2017, le transport de personnes vers la Station spatiale internationale devrait être assuré par des entreprises privées - SpaceX et Boeing. Près de 7 milliards de dollars de contrats avec la NASA sont destinés à remplacer les navettes spatiales mises hors service en 2011 et à devenir indépendantes des Russes et de leur Soyouz, qui monopolisait à l'époque l'envoi de personnes vers l'ISS.

Le choix de SpaceX d'Elon Musk, qui livre des fusées et des navires à la station depuis 2012, n'a pas surpris. La conception de la capsule de l'équipage est bien connue. DragonX V2, par cette société, qui devrait accueillir jusqu'à sept personnes. Les essais et le premier vol habité étaient programmés jusqu'en 2017. La majeure partie des 6,8 milliards de dollars (SpaceX ne devrait obtenir "que" 2,6 milliards de dollars), cependant, ira à Boeing, qui travaille avec Blue Origin de Jeff Bezos. Capsule de développement Boeing - (KST) -100 – acceptera également jusqu'à sept personnes. Boeing pourrait utiliser les fusées BE-3 de Blue Origin ou les Falcon de SpaceX.

Système de lancement spatial - Infographie de la NASA

Bien sûr, les Russes aimeraient continuer à le faire, pas seulement pour des raisons financières. Cependant, ils ont eux-mêmes enregistré de nombreuses pannes spatiales ces dernières années. L'été dernier, peu après avoir décollé du cosmodrome de Baïkonour, leur fusée s'est écrasée à une altitude d'environ 150 km au-dessus de la Terre. Proton-M, dont la tâche était de lancer le satellite de télécommunications Express-AM4R en orbite. Le problème est survenu neuf minutes après le décollage, lors du lancement du troisième étage de la fusée. Le système de hauteur s'est effondré et ses fragments sont tombés en Sibérie, en Extrême-Orient et dans l'océan Pacifique. La fusée "Proton-M" a de nouveau échoué. Plus tôt, en juillet 2013, ce modèle s'est également écrasé, à la suite de quoi les Russes ont perdu trois satellites de navigation d'une valeur d'environ 200 millions de dollars américains. Le Kazakhstan a alors introduit une interdiction temporaire du Proton-M sur son territoire. Plus tôt encore, en 2011, la mission russe s'était soldée par un échec retentissant. Sonde Phobos-Grunt sur l'une des lunes de Mars.

fusée interplanétaire

Les escarmouches et problèmes décrits concernent la levée de charges et de personnes vers des orbites plus proches ou plus éloignées autour de la Terre. Toutes les idées autres que les fusées pour de telles activités - telles que les avions hybrides, les variétés de navettes, les ascenseurs spatiaux, etc. – ne pas travailler ou rester sur le terrain. Quant aux escapades ultérieures, nous n'avons toujours rien de mieux entre les mains. Le meilleur exemple est le projet ci-dessus , ELS.

Pendant plusieurs mois dans le désert de l'État américain de l'Utah, le moteur-fusée le plus puissant de l'histoire a été tiré de temps à autre. Il sera utilisé dans les fusées SLS conçues pour les vols dans l'espace lointain. vaisseau spatial habité Orion et encore plus de véhicules à construire. Moteur marqué comme QM-1, est une version étendue des moteurs utilisés dans le programme de la navette spatiale. Cependant, il se compose de cinq segments au lieu de quatre comme les modèles plus anciens. La version testée dans l'Utah mesure près de 47 mètres de long, 3,66 mètres de diamètre et pèse 801 tonnes. La fusée SLS sera équipée de deux moteurs de ce type et de quatre moteurs RS-25, dont la poussée totale sera de près de 4 tonnes. Ton.

Le premier lancement de la fusée SLS devrait avoir lieu en 2018. Ce sera la version de la charge utile. D'ACCORD. 70 tonnes. A terme, le système étendu devrait même permettre tonnes 130 charger en orbite terrestre et au-delà, vers la Lune et peut-être Mars.

Le SLS comprend, en plus d'une fusée puissante, le vaisseau spatial habité Orion déjà mentionné et de nombreuses autres technologies liées à des solutions bien connues. En bref, la NASA veut revenir à ses racines et à ses années de gloire en construisant une fusée qui ressemble à la Saturn XNUMX du programme Apollo.

Les fusées ne sont plus en métal

Le développement de la technologie des fusées se fait de différentes manières. L'un des axes de développement est des matériaux nouveaux, meilleurs et plus légers les construire. La NASA a terminé la première série de tests matériau compositequi à l'avenir servira à créer des lanceurs. Un cylindre de trois mètres en a été fabriqué. La structure a été soumise à une force de pression correspondant au poids d'un objet pesant plus de 400 tonnes pour tester sa capacité de support. Pour obtenir des données précises lors des tests, le cylindre a été équipé de milliers de capteurs et l'ensemble du processus a été surveillé par des caméras enregistrant à différentes vitesses. C'est grâce à eux que nous pouvons voir à quoi ressemblait une énorme fissure apparue à la surface du matériau sous l'influence du poids.

Le but ultime de la NASA est de développer un matériau composite qui permettrait de construire des fusées beaucoup plus légères et plus solides que celles en métal. Ces véhicules permettront de transporter plus de marchandises dans l'espace, y compris de l'eau, de la nourriture et d'autres fournitures. Cela faciliterait la mise en œuvre des plans d'un vol habité vers Mars.

Les Russes, à leur tour, ont développé un nouveau type matériau céramiquequi peut être utile pour construire des fusées. Résiste à des températures de l'ordre de 3 XNUMX degrés Celsius, bien plus que les meilleurs alliages métalliques utilisés aujourd'hui. Les ingénieurs de l'Université de Tomsk ont ​​réussi à créer un tel matériau multicouche à base de carbure d'hafnium, de diborure de zirconium et d'oxyde de zirconium.

La résistance du matériau pourrait être d'une importance capitale pour les fusées spatiales, car elle permettra des boucliers thermiques bien meilleurs qu'auparavant pour protéger les astronautes et les véhicules eux-mêmes de la température élevée qui se produit lors de la rentrée dans l'atmosphère. Les développeurs du nouveau matériau ont déjà annoncé qu'ils mèneraient des tests conjoints avec l'agence Roskosmos, qui montreront s'il est vraiment aussi résistant aux hautes températures que prévu.

Quelle est la prochaine?

Le plus rapide maintenant c'est un objet lancé dans l'espace par un homme Sondage du Voyagerqui, grâce à l'utilisation des lanceurs gravitationnels de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, a pu accélérer jusqu'à 17 km / h. Ceci, bien sûr, est encore plusieurs milliers de fois plus lent que la lumière, qui, par exemple, met quatre ans pour atteindre le voisinage de l'étoile la plus proche de nous, sans compter le Soleil, autour duquel, comme nous l'avons appris récemment, il y a une planète semblable à l'orbite terrestre. Un tel voyage prendrait du temps avec Voyager. des dizaines de milliers d'années. Ce n'est certainement pas ce dont nous parlons.

Donc, en ce qui concerne la technologie de propulsion, nous avons encore beaucoup de travail à faire si nous voulons aller quelque part plus loin que les corps les plus proches du système solaire. Et ces trajets apparemment proches sont encore trop longs. Pour voler vers Mars et revenir, avec un alignement planétaire favorable, il nous faut près de 1500 jours. Ça n'a pas l'air très encourageant...

Nous l'utilisons actuellement à grande échelle. entraînement chimique, c'est-à-dire des fusées à hydrogène liquide et à oxygène. La vitesse maximale pouvant être atteinte est d'env. 10 km / h. Si l'on pouvait tirer pleinement parti des effets gravitationnels dans le système solaire, y compris le soleil lui-même, un navire équipé d'un moteur-fusée chimique pourrait même atteindre plus de 100 km/s. La vitesse relativement plus lente de Voyager est due au fait que son objectif n'a jamais été d'atteindre la vitesse maximale. Il n'a pas non plus utilisé de "postcombustion" avec les moteurs lors des assistants de gravité planétaire. Mais même si nous essayions ces 100 km/s, notre voyage serait plus long plusieurs milliers d'années.

Il est environ dix fois plus efficace que les moteurs de fusée chimiques. lecteur d'ions, c'est à dire. les moteurs de fusée, dans lesquels les ions accélérés à la suite d'une interaction électromagnétique sont le facteur porteur. Les travaux sur cette solution ont commencé au milieu du siècle dernier. Dans les premières versions, la vapeur de mercure était utilisée pour l'entraînement. Actuellement, le gaz rare xénon est largement utilisé.

L'énergie qui émet les gaz du moteur provient d'une source externe (panneaux solaires, réacteur qui génère de l'électricité). Les atomes de gaz sont convertis en ions positifs puis accélérés par un champ électrique ou magnétique, atteignant des vitesses allant jusqu'à 36 km / h. La vitesse élevée du facteur éjecté conduit à une force de poussée élevée par unité de masse de la substance éjectée. Cependant, en raison de la faible puissance du système d'alimentation, la masse du porteur éjecté est faible, ce qui réduit la poussée de la fusée. Un navire équipé d'un tel moteur se déplace avec une légère accélération.

Par conséquent, des travaux sont en cours sur des conceptions visant à augmenter la puissance du propulseur ionique. L'Agence spatiale européenne ESA travaille sur HDLT - propulseur ionique électromagnétique. Il utilise le processus naturel d'apparition entre des régions de plasma aux caractéristiques différentes de deux couches en interaction électrique - un phénomène connu, par exemple, des aurores boréales. Les Américains travaillent Propulseur à plasma à impulsions variables, VASIMR. L'énergie des micro-ondes et un champ magnétique y sont utilisés pour chauffer, accélérer et diriger le fluide de travail et ainsi créer une poussée.

Moteur électrostatique ionique a été utilisé pour propulser la sonde Deep Space 1998 lancée en 1 vers la comète Borrely. Un entraînement conçu pour deux cents heures de fonctionnement a duré plus de cinquante fois plus longtemps en pratique. moteur de salle à son tour (l'un des types de moteurs ioniques dans lesquels les ions de gaz sont accélérés par un champ électrique) a été utilisé dans la sonde SMART-1 de l'Agence spatiale européenne. Les propulseurs ioniques servent désormais de moteurs principaux au vaisseau spatial japonais Hayabusa et au vaisseau spatial américain Dawn en orbite autour de Ceres.

Sonde ionique Dawn - Rendu

Ellen StofanLe chef de l'équipe de recherche de la NASA a admis dans une interview avec NewScientist qu'un voyage sur Mars deviendrait possible dans les années 30. La clé du succès d'une telle entreprise sera un autre projet de la NASA - dont tout le monde n'a pas un lien évident avec une expédition habitée sur la planète rouge. Et pourtant, les Américains répètent assidûment qu'il est difficile d'imaginer un vol habité vers Mars sans intercepter et lancer un astéroïde en orbite lunaire.

Grâce à l'interception de la roche spatiale, la technologie sera testée Propulsion Electrique Solaire (SEP). L'énergie obtenue des panneaux solaires est utilisée pour créer de puissants champs électromagnétiques dans le moteur ionique. Cette solution permet des économies importantes, car dans le cas de moteurs de fusée à solide plus traditionnels, le navire devrait en emporter une grande quantité avec lui. La nouvelle méthode est plus lente que celle associée aux fusées puissantes, mais beaucoup plus efficace. Cependant, cela doit être testé sur une charge utile très lourde, qui pourrait être un petit astéroïde. Les développeurs de la mission Mars suggèrent d'y envoyer d'abord des fournitures, puis des astronautes le plus rapidement possible. Leur voyage doit être le plus court possible en raison des rayonnements dangereux dans l'espace interplanétaire.

Pompes avec un laser

Les Américains parlent de missiles ioniques. Des scientifiques russes proposent de l'utiliser pour accélérer des fusées et des engins spatiaux de manière quelque peu différente dans leur travail conceptuel. faisceau de plasma à haute énergie. Le plasma sera produit dans un processus appelé ablation laser, c'est-à-dire évaporation de matière de la surface d'un solide vers un état gazeux ou plasma, en contournant l'état liquide.

L'idée est d'utiliser un laser au sol pour pointer le bon point dans la structure d'une fusée ou d'un navire (11). Là, grâce à l'énorme énergie, le matériau préparé sera ablaté et le plasma à haute énergie résultant fournira une poussée dans la bonne direction. Les inventeurs affirment que cela permettra aux petits satellites d'accélérer jusqu'à dix fois la vitesse du son.

Le problème de la mise en œuvre pratique de cette technologie est la nécessité d'utiliser des lasers extrêmement puissants à la surface de la Terre. Et ce n'est pas seulement une question de coûts, c'est aussi une question de sécurité. En effet, ces lasers peuvent tout détruire sur leur passage dans l'atmosphère et en orbite aussi efficacement qu'ils conduisent.

Rêves nucléaires

Utiliser des idées pour la propulsion d'engins spatiaux l'énergie nucléaire voire thermonucléaire ils sont aussi vieux que l'ère spatiale. Elles n'ont jamais été appliquées dans la pratique, ce qui montre assez bien le niveau de leur réalité. Cependant, les chercheurs et les concepteurs ne perdent pas espoir. L'agence russe Rosatom travaille sur un projet de moteur de fusée nucléaire qui pourrait lancer un vaisseau spatial dans l'espace. Selon le journal Izvestia, Rosatom a déjà développé la conception de la cuve du réacteur et créé un élément combustible spécial qui permet au moteur de fonctionner dans une large plage de températures.

Il s'agit d'un type de moteur-fusée dans lequel la source de chaleur est un réacteur nucléaire. Le gaz chauffé dans le réacteur se dilate dans la tuyère et donne de l'élan à la fusée. L'agence Roskosmos affirme que l'utilisation de cette technologie aidera la Russie à reconquérir l'espace. Les vols d'essai utilisant le nouveau moteur commenceront dès 2025.

La NASA américaine travaille également sur un projet de moteur nucléaire dans le cadre du programme DES ARBRES (). Le vaisseau spatial décollerait ici avec du carburant de fusée conventionnel, mais après un lancement orbital réussi, le vaisseau spatial continuerait son voyage en utilisant l'énergie nucléaire. La NASA affirme que l'utilisation de cette technologie pourrait réduire considérablement le temps nécessaire au lancement d'une mission habitée vers Mars. Un navire à propulsion nucléaire se déplacerait beaucoup plus rapidement et la plus petite quantité de carburant de fusée à bord permettrait de transporter plus d'astronautes.

Il y a, comme toujours, des idées pour révolutionner la propulsion spatiale. Mais pour l'instant, comme au cours des dernières décennies de l'ère spatiale, nous disposons encore principalement de fusées à propergol chimique. Dans des conditions réelles et lors de la planification de missions ultérieures, ce sont précisément les fusées avec carburant et comburant à l'intérieur qui doivent être prises en compte en premier lieu.