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Voyagez sur Mars en mode rétro avec SpaceX

SpaceX aimerait bien emmener les premiers hommes sur Mars et pourquoi pas, y fonder une colonie, la première de l’humanité dans l’espace. Un beau rêve tout…

SpaceX aimerait bien emmener les premiers hommes sur Mars et pourquoi pas, y fonder une colonie, la première de l’humanité dans l’espace. Un beau rêve tout autant qu’un fantasme pour le moment, mais ce qui est certain c’est que le constructeur de fusée sait s’y prendre pour nous donner envie.

L’entreprise d’Elon Musk a mis en ligne trois posters rétro-futuristes pour vanter les charmes de la planète rouge. Que diriez-vous de vous balader dans Valles Marineris, une série de canyons qui courent sur plus de 3.200 km ? Dans l’ancien temps, les flots ont creusé ces immenses dépressions.

Pour les amateurs de hauteur, SpaceX propose un petit tour sur le mont Olympe, le pic le plus élevé du système solaire — trois fois la taille du mont Everest, excusez du peu. Enfin, on pourra s’arrêter à la contemplation de Phobos et Deimos, deux lunes de Mars qui pourraient bien être des astéroïdes capturés par la gravité de la planète.

J’ai pris mon billet pour ces trois attractions. À noter, ces posters sont proposés sous licence Creative Commons.

SpacexPoster1

SpacexPoster2

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Source : Source

2 commentaires
  1. PROJET SPACE X – CALCUL DE L’ACCELERATION DU VAISSEAU
    SPATIAL

    Considérons que le trajet
    supposé rectiligne entre la Terre et Mars se décompose en 2 demi trajets de
    112.500.000 km. Durant le premier le Vaisseau Spatial sera en Accélération
    Constante et durant le second en Décélération Constante.

    GAMMA(A) est l’Accélération du
    Vaisseau Spatial

    GAMMA(D) est la Décélération du
    Vaisseau Spatial

    D = 112.500.000.000 m

    Calcul de l’Accélération GAMMA(A) :

    GAMMA(A) = (Delta V)/(Delta T) c’est l’Accélération du Vaisseau Spatial

    Delta V = V(1) – V(0) avec V(0) = 30 000 km/h la vitesse initiale et V(1) = 300
    000 km/h soit 10 fois la Vitesse Initiale V(0).

    V(1) – V(0) = (300.000.000 – 30.000.000)/3600 m/s soit 75.000 m/s

    Delta T = T(1) – T(0) avec T(0) = 0 donc T(1) = 3 X 31 X 24 X 3600 secondes, on
    prend comme hypothèse que les 225.000.000 km sont parcourus en 6 mois.

    GAMMA(A) = 75000/(3 X 31 X 24 X 3600) = 0,01 m/s² ce qui est trop faible,
    remplaçons les 3 mois par 1 mois et on obtient :

    GAMMA(A) = 75000/(1 X 31 X 24 X 3600) = 0,03 m/s² pour rappel G l’accélération
    de la pesanteur terrestre = 9,81 m/s²

    Si on remplace les 1 mois par 15 jours alors GAMMA(A) = 0.06m/s², soit 1/163ème
    de l’Accélération de la Pesanteur Terrestre..

    En phase Décélération GAMMA(D) = – GAMMA(A)

    Calcul du trajet le plus
    économique du point de vue du carburant, ça sera indéniablement le plus long du
    point de vue du temps (T) : Si V(1) = V(0) = 30000 km/h = Constante tout
    le long du trajet, dans ce cas précis le consommation du carburant sera nulle
    en dehors du carburant nécessaire pour assurer la poussée des réacteurs pour échapper à
    l’Attraction Terrestre et pour assurer la poussée des rétrofusées pour
    décélérer le Vaisseau Spatial pour qu’il soit en orbite géostationnaire autour
    de Mars à une distance à calculer par les Scientifiques et les Ingénieurs
    responsables du Projet.

    Pourquoi la Vitesse Initiale
    V(0) est égale à 30.000 km/h ?

    V(0) est engendrée par la
    rotation de la Terre autour du Soleil, cad V(0) est la Vitesse Tangentielle du
    Centre de Gravité de la Terre par rapport au Centre d’Inertie du Soleil. Pour
    effectuer les calculs avec un maximum de précision, ceux-ci seront fait dans un
    REPERE HELIOCENTRIQUE ayant pour point d’origine le Centre d’Inertie ou de
    Gravité du Soleil et ses 3 axes orthogonaux dirigés vers 3 étoiles fixes de
    l’Univers (étoiles situées dans des galaxies très éloignées de la VOIE LACTEE).

    Ce sont l’Accélération
    et la Décélération du Vaisseau Spatial qui génèrent la consommation en
    carburant, des Réacteurs Nucléaires à Fusion seront nécessaires pour équiper le
    Vaisseau Spatial et assurer la liaison Terre – Mars en un minimum de temps
    Delta(T).

    Selon l’Accélération du Vaisseau Spatial choisie (0 ou 0.01 ou 0.03 ou
    0.06 m/s²), la Trajectoire sera différente et la distance parcourue entre la
    Terre et Mars sera différente de 225.000.000 km, il y aura lieu de recalculer
    le temps T(C) (temps corrigé) par rapport à l’Accélération retenue , Ainsi
    Delta(T) sera égale à T(C)..

    Alain Mocchetti

    Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes

    Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985)

    UFR Sciences de Metz

    [email protected]

    [email protected]

    @AlainMocchetti

  2. PROJET SPACE X – CALCUL
    DE LA POUSSEE DES REACTEURS

    1. Si les Réacteurs sont du type conventionnel et
    fonctionnent avec du carburant classique, qui est utilisé entre autre pour les
    fusées Ariane 5 et Ariane 6 à partir de 2020 pour cette dernière, les Réacteurs
    possèderont une Tuyère de Laval dont le profil sera calculé grâce aux 2
    Principes de la Thermodynamique, le mélange Air Carburant sera assimilé à un
    Gaz Parfait Compressible, donc nous pouvons écrire les équations
    suivantes :

    – Pv = rT (1) avec P la pression du mélange qui
    est variable selon le point où nous nous plaçons le long de l’axe de la tuyère,
    v le volume massique du mélange air carburant, r la Constante Massique du Gaz
    Parfait utilisé pour la combustion du mélange, et T la Température du mélange
    exprimée en degrés Kelvin, soient T(K) et T(C), cette dernière étant exprimée
    en degrés Celcius, nous pouvons écrire la seconde équation ;

    – T(C) = T(K) – 273 (2)

    Premier Principe de la Thermodynamique :

    – dE + dK = &We + &Qe (3)

    E : Energie Interne

    K : Energie Cinétique

    &We : Travail échangé avec le Milieu Extérieur

    &Qe : Quantité de Chaleur échangée
    avec le Milieu Extérieur

    Deuxième Principe de la Thermodynamique :

    – &Qe + &We = TdS (4)

    S est l’Entropie du volume considéré de gaz (mélange)
    brûlé

    Autre hypothèse : l’évolution des gaz dans
    la tuyère est assimilée à une ISENTROPIQUE REVERSIBLE (pas de frottement et pas
    d’échange de chaleur dans la tuyère avec le milieu extérieur car la vitesse des
    gaz dans la tuyère est élevé).

    Calcul de la poussée du
    Réacteur Conventionnel :

    – P = QM X V avec QM = pSV (5)

    P est la poussée d’un Réacteur en Newtons,

    QM est le Débit Massique du mélange brulé à la sortie de la tuyère,

    V est la Vitesse du mélange brulé à la sortie de la Tuyère du Réacteur. La poussée du
    Réacteur sera maximale quand les gaz atteindront mach 1 au Col de la Tuyère,

    – P = pSV^2 (6) donc plus V est grande plus P est
    importante.

    Théorème de la Résultante Dynamique :

    – M(T) GAMMA(A) = P (7) avec GAMMA(A)
    l’Accélération Absolue du Vaisseau Spatial calculée dans un REPERE
    HELIOCENTRIQUE qui est un REPERE GALILEEN,

    – M(T) = M(VS) + M(C) + M(P) (8)

    M(T) : masse totale du Vaisseau Spatial carburant, personnels et
    voyageurs compris,

    M(VS) : masse du Vaisseau Spatial vide, cad sans carburant et sans
    personnel ni voyageur,

    M(P) : masse du personnel et des voyageurs,

    M(C) : masse du carburant dans la soute,

    Remarque : M(C) est variable par rapport au temps, à accélération
    constante le débit de carburant sera variable, car M(C) diminue avec le nombre
    kilomètres parcourus et a donc un impact direct sur la Poussée du Réacteur P,
    il faut asservir la Poussée P et la Vitesse V pour maintenir GAMMA(A) constante.

    La Trajectoire Rectiligne de la Terre jusqu’à Mars est la Trajectoire
    Absolue du Vaisseau Spatial, La Trajectoire Relative ne nous intéresse pas.

    Le Vaisseau Spatial sera équipé de 4 Réacteurs de taille acceptable
    assurant chacun comme poussée P/4, un seul Réacteur aurait une trop grande taille.

    2. Si les Réacteurs sont du type à Fusion
    Nucléaire, alors les soutes à carburant permettront d’assurer le voyage aller
    et le voyage retour. Le principe de fonctionnement des Réacteurs à Fusion
    Nucléaire diffère complètement de celui des Réacteurs du type conventionnel, je
    rédigerai un pavé de texte spécial pour expliquer le Fonctionnement des
    Réacteurs à Fusion Nucléaire.

    Alain
    Mocchetti

    Ingénieur
    en Construction Mécanique & en Automatismes

    Diplômé
    Bac + 5 Universitaire (1985)

    UFR
    Sciences de Metz

    [email protected]

    [email protected]

    @AlainMocchetti

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