Lors du 67ème Congrès astronautique international qui s’est déroulé cette semaine au Mexique, Elon Musk, le patron de SpaceX et Tesla, a dévoilé ses plans pour la conquête de Mars.
SpaceX est toujours à la recherche des causes de l’explosion de sa fusée Falcon 9, début septembre, Elon Musk vient de présenter ses plans de conquête et de colonisation de la planète Mars pour 2024. Et sa prise de parole était attendue, car il est bien pris au sérieux dans la course dont l’arrivée est la planète Mars.
Pas forcément d’aller-retour
Techniquement, le projet repose d’abord sur son propulseur. Celui-ci est une version améliorée et plus puissante de son Falcon 9 et qui est nommée BFR. Sous ce sigle se cachent les mots « Big Fucking Rocket », une « Putain de grosse fusée », excusez l’expression. Et cette version BFR de la Falcon 9 est déjà en phase de test.
Et pour expédier les astronautes vers Mars, SpaceX utilisera ce lanceur deux fois de suite en quelques heures. En effet, le premier lancement mettra en orbite d’attente les astronautes et le lanceur retournera sur Terre afin de récupérer une navette de ravitaillement qui ira remplir les réservoirs de la navette des astronautes avant le départ vers Mars. Et la navette contiendra pas moins de 100 places ! Rien que ça.
Mais les astronautes qui prendront place à bord de la BFR devront savoir que ce voyage, surtout pour les premiers, devrait être un aller simple. En effet, les premiers astronautes seront des pionniers qui devront installer et mettre en place un village.
Enfin, la vidéo de présentation dévoile à la fin que Elon Musk et SpaceX prévoient, en plus du voyage, de terraformer la planète Mars. Toutefois, restent les questions financières qui n’ont pas trop été détaillées.
Si techniquement envoyer des hommes sur Mars sera bientôt possible, quoique très coûteux, et sans doute grâce à Elon Musk, une question reste entière : est-ce souhaitable ?
Et la réponse est vraisemblablement non!
Et ce pour plusieurs raisons :
– cela accroîtrait démesurément les risques de contaminer la surface de Mars avec nos microbes, ce qui ruinerait nos chances de l’étudier proprement, ce qui peut être fait tout aussi bien et pour moins cher par des robots
– toutes les raisons invoquées pour y aller soit sont infondées, soit peuvent être satisfaites autrement
J’ai développé un argumentaire complet avec tous les détails à retrouver sur ce site : http://www.pourquoi-elon-musk-ne-doit-pas-envoyer-l-homme-sur-mars.com/
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
alainmocchetti@sfr.fr
alainmocchetti@gmail.com
@AlainMocchetti
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
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@AlainMocchetti