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A - Petite histoire des moyens de transport pour la conquête spatiale
1. Début de la propulsion : les feux d’artifices chinois
Les feux d’artifices apparaissent en Chine entre le IX (1) et le XIII (2) ème siècles selon les sources. Ils utilisaient de la poudre noire (mélange de salpêtre, de charbon et de soufre) (3) afin d’augmenter la portée de leur flèches (1) ; c’est le début de la propulsion (2). Ces feux d’artifice furent utilisés lors du mariage de Louis XIV avec Anne d’Autriche en 1615 et des écoles de pyrotechnie s’installèrent en Europe au XVIIIème siècle (3).
Illustration chinoise des premiers feux d'artifice
- (1) = http://www.art-du-feu.net/histoire.html
- (2) = http://spaceconquest.pagesperso-orange.fr/Propulsion.htm
- (3) = http://www.sodip-pyrotechnie.com/le-saviez-vous/histoire-des-feux-d-artifice.html
2. La première fusée moderne : la V2
C’est en 1944 que la première fusée moderne, la fusée V2, fut lancée sur Londres (1). Cette fusée fut développée à Peenemünde par des ingénieurs allemands et spécialement par Wernher von Braun (2) qui était à la tête du programme de recherche nazie. Cette fusée pèse 12 tonnes, mesure 14 m et développe une poussée de 250 000 Newton ; elle emporte une charge utile de 980 kg à une portée de 300 km (1). Elle utilise un moteur-fusée avec un carburant nommé B-Stoff, composé à 75% d’éthanol et à 25% d'eau utilisée avec de l’oxygène liquide (3).
Lancement d'une fusée V2 à Pennemünde
- (1) = https://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Frockhis.htm
- (2) = https://fr.wikipedia.org/wiki/Wernher_von_Braun
- (3) = https://fr.wikipedia.org/wiki/V2_(missile)
3. L’évolution des fusées
A la fin de la seconde guerre mondiale, avec la guerre froide et la course à l’espace entre l’Union Soviétique et les Etats-Unis, d’importants moyens ont été employés à la mise au point de lanceurs permettant d’atteindre l'orbite terrestre tout d’abord, avant l’envoi par la suite de missions habitées sur la Lune.
La fusée la plus grande construite est la Saturn V “le plus gros lanceur jamais construit”(1) avec ses 102 m de haut (2). Saturn V possède aussi la plus grande puissance de réaction du monde avec une poussée de 3400 tonnes (3). Sa charge utile en orbite basse est de 118 tonnes, et de 47 tonnes pour les missions lunaires (3); c’est elle qui emmena Louis Amstrong sur la Lune en juillet 1969.
Cependant, depuis la fin des années 1960, les technologies employées pour la propulsion des fusées n’ont que très peu évoluées (4). On utilise toujours de l’ergol, soit liquide (qui fut découvert à la fin du XIXème siècle) soit solide (5) (6).
- (1) = https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/blue-origin-va-construire-la-plus-grosse-f usee-du-monde_104932
- (2) = https://www.capcomespace.net/dossiers/espace_US/apollo/lanceurs/saturn5/saturn5_caracteristiques.htm
- (3) = https://fr.wikipedia.org/wiki/Saturn_V
- (4) = https://fr.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A9e_(astronautique)
- (5) = https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur-fus%C3%A9e
- (6) = http://www.capcomespace.net/dossiers/astronautique/les_carburants.htm
4. Les navettes spatiales et les fusées réutilisables
La volonté de recyclage des fusées a abouti à la construction de navettes spatiales qui permettent d’utiliser plusieurs fois l'orbiteur ( élément le plus complexe (1)). La première navette est lancée en 1972 par les américains (2) ; le programme STS s'achève avec le dernier vol de la navette Atlantis en 2011. Les soviétiques reprennent le concept et construisent leur propre navette nommée Bourane en 1988 (2), mais cette dernière n’effectuera qu’un seul vol. Les Européens lancent également un projet de navette spatiale, le projet Hermes en 1977 ; en 1992, le projet est abandonné pour des raisons financières (2) (3). En 2018, aucune “navette spatiale” n’est actuellement en service.
Atterrissage de la navette spatiale
Cette volonté de “recyclage” a amené la compagnie Space X à développer la fusée Falcon 9 dont le premier étage (le plus coûteux) est réutilisable, ce qui baisse le coût de production de 30% (4) (5). La fusée Falcon 9 a effectué son premier vol réussi le 4 juin 2010 (5). Space X développe également une version plus puissante de son lanceur, la Falcon Heavy, actuellement en cours de mise au point. En particulier, un premier test statique de ces moteurs aurait du être effectué le 15 janvier 2018… La Falcon Heavy deviendra alors le plus puissant lanceur en service, avec une poussée maximale de 2500 tonnes par 27 moteurs, l'équivalent de 18 Boeing 747, et sera capable de mettre jusqu'à 63,8 tonnes en orbite basse, 26,7 tonnes en orbite de transfert géostationnaire, 16,8 tonnes vers Mars et 3,5 tonnes vers Pluton. (6)
Atterrissage d'un lanceur SpaceX sur une barge
- (1) = https://fr.wikipedia.org/wiki/Navette_spatiale_am%C3%A9ricaine
- (2) = https://www.astropleiades.fr/pages/astronautique/les-navettes-spatiales.html
- (3) = http://www.sciences-mag.fr/2013/10/avion-spatial-hermes-navette
- (4) = https://fr.quora.com/Space-X-cours-apr%C3%A8s-la-r%C3%A9utilisation-de-ses-fus%C3%A9es-pourquoi-ne-pas-reconstruire-une-navette-spatiale-les-US-savaient-le-faire-%C3%A0-l%C3%A9poque
- (5) = http://www.20minutes.fr/sciences/2041355-20170331-spacex-reussit-lancement-falcon-9-premiere-fusee-recyclee-histoire
- (6) = https://www.sciencesetavenir.fr/espace/mise-a-feu-statique-de-la-falcon-heavy-de-spacex-le-15-janvier-2018_119715
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