Random discussion sur l'espace

quelques éléments sur l'espace, ma passion.

Quelques points techniques

Pour atteindre l'orbite terrestre il faut accélérer jusqu'à une vitesse de 9 km/s soit Mach 27 ou 32400 km/h.
en dessous de cette vitesse, la balistique l'emporte. en fait un vol suborbital est une orbite incomplète qui cogne la planète avant d'avoir bouclé un tour complet.
La vitesse orbitale varie en fonction de la taille du corps céleste. Règle de base: plus petit que la Terre, plus facile d'aller en orbite. Plus gros: ça se gâte. De manière assez absurde, il serait plus facile de décoller de la Lune ou de Mars, comme si on vivait sur la mauvaise planète.
L'équation des fusées / de Tsyolkovski se présente de la façon suivante (pour aller en orbite)
9 km/s = 9.81 * impulsion spécifique * ln (masse de la fusée, réservoirs plein / masse de la fusée, réservoirs vide)
ou
- 9 km/s c'est la vitesse orbitale, en dessous, c'est mort. On ne peut pas changer ce truc là.
- 9.81 c'est lié à la Terre, sa masse et son diamètre. On ne peut pas le changer non plus.
- Impulsion spécifique: la performance de la fusée. Comme on ne dispose que de la propulsion chimique (le nucléaire est politiquement foutu depuis 50 ans), ce chiffre peut varier entre 260 (poudre) et 460 (hydrogène liquide). Ce qui est complètement minable, il faudrait au moins 1000 - 1500 (voir plus loin).
- les masses: réservoirs plein, réservoirs vide. On peut le faire varier mais le ln - logarithme - placé devant complique les choses.

au final comme on ne peut traffiquer aucun paramètre efficacement, le résultat est épouvantable.

Dans ma Fiat Grande Punto, le réservoir d'essence représente 50 kg sur 1000 kg, soit 5%.
Dans un 747 le carburant représente 33% de la masse - 150 tonnes, soit 1/3 de 450 tonnes.
Si on veut faire une fusée à un seul étage - SSTO - alors le carburantet l'oxygène liquide (y a pas d'air dans l'espace)  doit représenter 95% de la masse au décollage. Tout le reste - les réservoirs et le SSTO et la charge utile - doit se tasser dans les 5% qui restent. Si ça déborde de seulement 1% ou 2%, c'est foutu - on perds les 9 km/s et le bouzin n'atteindra pas l'orbite.
Si on fait un SSTO avec oxygène liquide et kérosène, les deux représentent 95% de la masse au décollage. Sur les 95%, le kérosène c'est 15% et l'oxygène liquide 80%.
D'ou les solutions alternatives
- balancer du poids par dessus bord - les fusées à étages. 3 étages est le nombre optimal, 2 ça passe encore, mais 1 pas du tout.
- prendre l'oxygène ailleurs que dans un réservoir pour tailler dans les 80%. C'est ce que fait Skylon, qui siphonne l'atmosphère tant qu'il est dedans, et en extrait de l'oxygène pour ses moteurs.

Plus de détails dans la partie suivante...

Par exemple

9.81*325*ln(120/7) = 9059 m/s

Ce serait un véhicule, un seul étage, avec une impulsion spécifique assez basse; masse, réservoir plein: 120 tonnes. Réservoirs vide: 7 tonnes. Charge utile: zéro. Ajouter 1 tonne de charge utile et c'est foutu, plus d'orbite.

Du coup vu que tu es plutôt calé sur le sujet, j’espère vraiment que tu nous servira lse reboot de TL spatiales.
En attendant: je veux bien de ton aide par ici.
J'ai encore beaucoup de pain sur la planche sur cette partie là.