Personnellement, j'ai toujours été fortement porté sur la conception des vaisseaux spatiaux, spécialement destinés aux voyages "longues distances".
Ce n'est pas en restant inerte comme actuellement que nous ferons des progrès, je dis toujours que "l'avenir des hommes est dans les étoiles, ou il ne sera pas", c'est pour moi un fait évident. L'humanité à eut sa période "conquête de la Terre", maintenant il lui reste l'ultime défi aux capacités infinies, l'espace intersidéral et l'expansion.
Quoique cela bouge doucement et des efforts semblent s'amorcer dans la propulsion des vaisseaux futurs :
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Propulsion spatiale :
La NASA engage le développement de 22 projets innovants
Alors que l'Agence spatiale européenne s'apprête à dévoiler cette semaine ses nouvelles orientations et ambitions dans sa capacité à accéder et travailler dans l'espace, la NASA poursuit en toute quiétude ses recherches engagées dans la propulsion spatiale.
L'Agence américaine a récemment choisi 15 industriels, organisations gouvernementales et autres Universités qui assureront la continuité du développement de 22 projets innovants qui s'inscrivent dans la propulsion spatiale et se regroupent en cinq catégories. Il s'agit de l'aérocapture, la propulsion chimique avancée, la propulsion électrique, les voiles solaires et space-based tether propulsion (électrodynamique).
A terme, la NASA veut révolutionner l'exploration et l'étude scientifique du Système Solaire et rendre l'exploration de ses confins plus accessible et surtout plus productif. Cela se traduira par une augmentation de la fréquence des missions et la capacité des américains à mettre au point des missions impossibles aujourd'hui en raison des limites imposées par les systèmes de propulsion actuellement à l'œuvre.
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Scaled Composites va développer un vaisseau spatial
Scaled Composites vient de révéler l'existence d'un programme spatial. Il s'agit pour la firme américaine de développer un engin spatial emportant trois personnes et capable de vol suborbital à une centaine de kilomètres d'altitude. Ce programme comprend un dispositif de lancement aéroporté (le White Knight), un vaisseau spatial tout en graphite et époxy (SpaceShipOne), un système de propulsion par fusée, l'avionique, ainsi que les infrastructures au sol.
SpaceShipOne s'élancera depuis son pas de tir accroché sous le ventre du lanceur White Knight. A 15 km d'altitude, les réacteurs du vaisseau prendront la relève pour une durée du vol qui devrait être de 30 minutes. Bien qu'aucune date de lancement n'ait été communiquée, Scaled Composites apparaît comme un concurrent redoutable pour le X-Prize.
Photo de l'engin Ce n'est pas grand chose, mais ça bouge tout de même, à terme atteindre l'orbite terrestre (toujours intéressant pour navetter).
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La NASA lance Boeing dans la propulsion électrique
La NASA vient d'attribuer à Boeing trois contrats qui s'inscrivent dans le programme de propulsion spatiale pour le développement d'un système avancé de propulsion électrique (xénon et ion). A charge pour la firme américaine de développer et démontrer, d'ici 2 ans et demi, les technologies critiques nécessaires à la mise au point d'un tel système de propulsion d'une puissance de 100 kW à 250 kW.
Ces contrats concernent les projets suivants de la NASA :
- Carbon-Based Ion Optics project;
- NASA Evolutionary Xenon Thruster system;
- High Power Electric Propulsion project.
Ce programme de l'agence américaine a pour but la mise au point des technologies nécessaires à un système avancé de propulsion électrique conçu pour fonctionner bien au-delà de l'orbite terrestre (il ne sera pas conçu pour équiper les satellites de télécommunications). Les critères imposés par la NASA sont classiques. Un moteur fiable, faiblement massif, aux coûts aussi bas que possible et capable de réduire sensiblement les temps de voyage. A terme, il équipera les futures sondes de la NASA d'exploration du Système Solaire, notamment les planètes extérieures et leurs satellites et les petits corps lointains comme les astéroïdes et les comètes.
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La fusée à fusion :( Par Stephanie Leifer du Laboratoire de propulsion spatiale de Pasadena (Californie).)
La fusée à fusion est évoquée depuis la fin des années 1950. Bien que la fusion produise d'énormes quantités de particules très énergiques, la réaction n'accélérera un vaisseau spatial que si ces particules sont dirigées de façon à produire une poussée. Dans les systèmes à fusion par confinement magnétique, on alimenterait la réaction en combustible pour l'entretenir, tout en permettant à une partie du plasma de s'échapper par une tuyère. Comme le plasma détruirait toute paroi matérielle rencontrée, la tuyère devrait être magnétique : de puissants champs magnétiques dirigeraient les particules chargées vers la sortie de la fusée.
Dans un moteur fondé sur la fusion par confinement inertiel, de puissants lasers ou des faisceaux d'ions fusionneraient de minuscules billes de combustible à une cadence de 30 microbilles par seconde. Une tuyère magnétique suffirait également pour évacuer le plasma, créant ainsi la poussée.
Les particules créées par fusion dépendent des combustibles utilisés. La réaction la plus facile à amorcer est celle entre le deutérium et le tritium, deux isotopes lourds de l'hydrogène dont les noyaux atomiques comprennent un proton et, respectivement, un et deux neutrons. La réaction libère des protons et des particules alpha, c'est-à-dire des noyaux d'hélium, composés de deux protons et de deux neutrons. Les particules alpha communiqueraient une poussée (on peut les diriger à l'aide de champs électriques ou magnétiques, parce qu'ils sont électriquement chargés), mais les neutrons (neutres) sont indésirables parce qu'on ne peut les diriger. Leur énergie cinétique peut être exploitée pour la propulsion, mais pas directement : on pourrait les bloquer dans un matériau et utiliser la chaleur qui résulte de leur capture. Enfin les neutrons menaceraient l'équipage humain, de sorte que les fusées emportant un équipage seraient alourdies par des protections.
Ainsi, bien que la fusion entre deutérium et tritium soit a priori la plus facile à réaliser, il serait préférable d'utiliser du deutérium et l'isotope 3 de l'hélium (deux protons et un neutron). La fusion de ces noyaux produit une particule alpha et un proton, tous deux manipulables par des champs magnétiques. Cependant, l'hélium 3 est extrêmement rare sur la Terre, et la réaction entre le deutérium et l'hélium 3 est plus difficile à amorcer que la réaction entre le deutérium et le tritium. Dans tous les cas, seul un vaisseau spatial de plusieurs milliers de tonnes (la majeure partie étant du combustible) pourrait conduire des hommes jusqu'aux confins du Système solaire ou dans l'espace interstellaire (pour comparaison la Station spatiale internationale aura une masse de 500 tonnes environ).
Chacune des difficultés évoquées semble rédhibitoire, mais, pour chacune, des solutions semblent en vue. Tout d'abord, la réaction de fusion dépassera de loin le seuil de rentabilité à partir duquel un réacteur produit autant d'énergie qu'on lui en fournit. Les études du confinement inertiel progressent rapidement. En 2003, avec un laser dont la puissance atteindra près de deux millions de joules pendant quatre milliardièmes de seconde, les physiciens espèrent libérer jusqu'à dix fois la quantité d'énergie nécessaire pour amorcer la réaction de fusion.
Par ailleurs, plusieurs éléments indiquent que le tokamak, qui a dominé la recherche sur la fusion par confinement magnétique, sera un jour supplanté par des techniques plus compactes et plus adaptables à la propulsion des fusées. En 1996, plusieurs pays ont financé les recherches sur des techniques de confinement magnétique prometteuses comme les strictions à champ toroïdal inversé, la configuration à inversion de champ et le tokamak sphérique.
En attendant, les physiciens étudient les tuyères magnétiques. Des physiciens de l'Université de l'Ohio et du Laboratoire de Los Alamos utilisent des courants électriques qui créent des plasmas chauds, et ils étudient les interactions de ce dernier avec le champ magnétique.
Même le problème de la rareté du combustible fusible peut être résolu. Bien qu'il y ait très peu d'hélium 3 sur Terre, il en existe de grandes quantités dans le sol lunaire ou dans l'atmosphère de Jupiter. En outre, d'autres éléments présents sur la Terre, comme le bore, peuvent servir dans des réactions de fusion qui produisent des particules alpha.
L'annihilation de matière et d'antimatière libérerait encore plus d'énergie par unité de masse que la fusion. Un système de propulsion spatiale fondé sur ce principe exploiterait l'annihilation de protons et d'antiprotons.
Cette annihilation conduit à une succession de réactions. La première d'entre elles est la production de pions, des particules de courte durée de vie, dont certaines peuvent être canalisées par des champs magnétiques. Les pions qui résultent de l'annihilation matière-antimatière se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière.
Où trouver les antiprotons, alors que les accélérateurs de particules de haute énergie du monde entier n'en produisent que quelques dizaines de nanogrammes par an? Pour transporter des missions habitées vers Alpha du Centaure, un système de propulsion par annihilation de matière et d'antimatière nécessiterait des tonnes d'antiprotons. Le piégeage, le stockage et la manipulation des antiprotons restent une difficulté majeure, car ces particules s'annihilent au contact de protons de la matière ordinaire.
Néanmoins, on pourrait exploiter une partie seulement de l'énorme quantité d'énergie contenue dans l'antimatière, tout en n'utilisant que de petites quantités d'antiprotons, quantités qui seront probablement disponibles dans le courant de la prochaine décennie. Ce système utiliserait des antiprotons pour déclencher une fusion initiale par confinement inertiel. Les antiprotons pénétreraient dans les noyaux d'atomes lourds, s'annihileraient avec des protons et déclencheraient la fission des noyaux lourds. Les fragments énergiques obtenus par fission chaufferaient le combustible fusible et amorceraient la réaction de fusion. L'étude de la faisabilité d'un tel système de propulsion est en cours.
Au premier abord, les défis techniques de la construction de systèmes de propulsion à fusion, sans parler de l'antimatière, paraissent insurmontables. Cependant, l'humanité a déjà réalisé des exploits aussi extraordinaires. Le programme Apollo a montré ce que l'on peut accomplir lorsqu'on mobilise des efforts et les moyens. Avec la propulsion par fusion et par annihilation de matière et d'antimatière, l'enjeu serait considérable : c'est l'accès aux étoiles.
Photo du projetStephanie Leifer travaille au Laboratoire de propulsion spatiale de Pasadena (Californie).
Source :
Vers les étoiles
Je te conseille d'aller compulser le site de l'article ci-dessus, très intéressant sur les divers moyens de propulsions envisageables pour voyager rapidement dans l'espace. Réalisés de manière facile à lire et à comprendre et expliqués par des professionnels.
Objectif visite guidée d'Alpha du Centaure pour l'échauffement, plus tard... notre galaxie ?
Je suis sûr que lorsque nous aurons un propulseur digne de ce nom, comme ci-dessus, nous pourrons commencer une visite sérieuse du système solaire non pas par des stupides robots, mais par les hommes eux-mêmes. Je pense qu'à partir de ce moment, l'habituelle soif de conquête de l'homme va lui donner des idées nouvelles pour aller plus loin.