Voici la 2
ème traduction promise pour la semaine 45
Spacecraft design could get to Titan in only 2 years
using a direct fusion drive
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Lune
certaine conception d'engin spatial
pourrait permettre d’arriver à Titan en seulement 2 ans en
utilisant un entraînement à fusion directe
par Andy Tomaswick, Univers aujourd'hui
PHOTO/Conception
artistique du Direct Fusion Drive. Crédit: Princeton Satellite Systems
La puissance
de la fusion nucléaire est la technologie qui existera dans 30 ans
et le restera toujours, du moins selon
les sceptiques. Malgré sa transition difficile vers une source d'énergie
fiable, les réactions nucléaires qui alimentent le soleil ont une grande
variété d'utilisations potentielle dans
d'autres domaines. Le plus évident est dans les armes; les bombes à hydrogène
sont à ce jour les armes les plus puissantes que nous ayons jamais produites.
Mais il existe un autre cas d'utilisation qui est beaucoup moins destructeur et
pourrait s'avérer beaucoup plus intéressant: les lecteurs d'espace.
Le concept
d'entraînement à fusion, appelé entraînement à fusion directe (ou DFD), est en
cours de développement au Laboratoire de physique des plasmas de Princeton
(PPPL). Les scientifiques et ingénieurs là-bas, dirigés par le Dr Samuel Cohen,
travaillent actuellement sur la deuxième itération de ce dernier concept,
connue sous le nom de configuration inversée du champ de Princeton-2 (PFRC-2).
Finalement, les développeurs du système espèrent le lancer dans l'espace pour
le tester, et éventuellement devenir le principal système d'entraînement des
vaisseaux spatiaux voyageant dans le système solaire.
Il y a déjà
une cible particulièrement intéressante dans le système solaire externe qui est
similaire à la Terre à bien des égards: Titan. Ses cycles liquides et son
potentiel à abriter la vie ont fasciné les scientifiques depuis qu'ils ont
commencé à collecter des données à ce sujet. Et si nous utilisions correctement
le DFD, nous pourrions y envoyer une sonde dans un peu moins de deux ans, selon
des recherches effectuées par une équipe d'ingénieurs aérospatiaux du
département de physique du New York City College of Technology, dirigée par le
professeur Roman Kezerashvili et rejoints par deux boursiers du Politecnico di
Torino en Italie - Paolo Aime et Marco Gajeri.
PHOTO /Crédit:
Princeton Satellite Systems
Bien que
toujours en développement, le moteur lui-même exploihttps://youtu.be/hggqvB5I95Ite de nombreux avantages de
la fusion neutronique, notamment un rapport puissance / poids extrêmement
élevé. Le carburant d'un entraînement DFD peut varier légèrement en masse et
contient du deutérium et un isotope d'hélium-3. Même avec des quantités
relativement faibles de carburant extrêmement puissant, le DFD peut surpasser
les méthodes de propulsion chimique ou électrique couramment utilisées
aujourd'hui. L'impulsion spécifique du système, qui est une mesure de
l'efficacité avec laquelle un moteur utilise le carburant, est estimée
comparable aux moteurs électriques, les plus efficaces actuellement
disponibles. De plus, le moteur DFD fournirait 4-5 N de poussée en mode basse
puissance, seulement légèrement moins que ce qu'une fusée chimique produirait
sur de longues périodes de temps. Essentiellement, le DFD prend l'excellente
impulsion spécifique des systèmes de propulsion électrique et la combine avec
l'excellente poussée des fusées chimiques, pour une combinaison qui allie le
meilleur des deux systèmes de vol.
Toutes ces
spécifications améliorées sont excellentes, mais pour être utiles, elles
doivent en fait amener un vaisseau spatial quelque part avec interet . Les
auteurs de l'article ont choisi Titan, en grande partie parce qu'il est
relativement éloigné, mais aussi extrêmement intéressant en raison de ses
cycles liquides et de ses abondantes molécules organiques. Afin de tracer la
meilleure route vers la plus grande lune de Saturne, l'équipe italienne a
collaboré avec les développeurs du DFD à PPPL et a eu accès aux données de
performance du moteur de test. Ils ont ensuite obtenu des données
supplémentaires sur les alignements planétaires et ont commencé à travailler
sur la mécanique orbitale adéquate aza mettre en jeu Cela a abouti à deux chemins potentiels
différents, l'un où la poussée constante n'était appliquée qu'au début et à la
fin du voyage (appelé profil poussée-côte-poussée - TCT -) et l'autre dans
lequel la poussée était constante pendant toute la durée du trajet. périple.
Les deux types de voyages impliquaient de changer la
direction de la poussée pour ralentir le vaisseau spatial pour entrer dans le
système saturnien. Fournir une poussée constante mettrait le voyage à un peu
moins de deux ans, tandis que le profil TCT entraînerait une durée totale de
voyage de 2,6 ans pour un vaisseau spatial beaucoup plus grand que Cassini. Ces
deux chemins ne nécessiteraient aucune assistance gravimétrique, dont les
vaisseaux spatiaux se déplaçant vers les planètes extérieures ont régulièrement
bénéficié.
Pourquoi il
est important d’explorer Titan. Crédit: Univers aujourd'huihttps://youtu.be/rzg78ySwIn4
PHOTO/Image
du lecteur DFD PFRC-2 au travail. Crédit: Utilisateur Wikipedia Cswancmu / PPPL
Cassini, la
dernière mission célèbre à visiter le système saturnien, a utilisé une série
d'aides gravitationnelles entre Vénus et la Terre pour atteindre sa
destination, un voyage qui a duré près de sept ans. Une chose importante à
noter, dit Marco Gajeri, l'auteur correspondant de l'article, est que la
fenêtre qui rend ces courts trajets les plus efficaces s'ouvre vers 2046. Bien
que située dans 30 ans à peine, cela
donne à l'équipe de PPPL un beaucoup plus de temps pour améliorer leur
conception actuelle.
Cependant,
d'autres défis surviennent une fois qu'une sonde compatible DFD atteint ce
système saturnien. Orbiter autour de la deuxième plus grande planète du système
solaire est relativement facile. Transférer des orbites vers sa plus grande
lune est beaucoup plus difficile. Pour résoudre ce problème, il faut s'attaquer
au célèbre problème des trois corps, un
problème de mécanique orbitale notoirement difficile qui consiste à résoudre
les orbites de trois corps orbitaux différents (c'est-à-dire le vaisseau
spatial, Saturne et Titan).
Avec toute
la mécanique orbitale à l'écart et le vaisseau spatial en toute sécurité sur
l'orbite de Titan, il peut commencer à profiter d'un autre des avantages du DFD
- il peut fournir une alimentation directe aux systèmes du vaisseau spatial. La
plupart des missions du système solaire externe reposent sur des générateurs
thermiques à radio-isotopes (RTG) pour leur source d'énergie. Mais un DFD est,
en fait, une source d'énergie en plus d'être une source de poussée. S'il est
conçu correctement, il pourrait fournir toute la puissance dont un vaisseau
spatial a besoin pour une durée de vie prolongée de la mission.
Cette durée
de vie prolongée de la mission signifie que le DFD pourrait être utile dans un
large éventail de missions. Les auteurs qui ont étudié la mission précédente sur Titan ont également examiné le potentiel
d'une mission sur les objets trans-neptuiens, qui jusqu'à présent n'ont été
visités que par New Horizons, qui a mis neuf ans pour atteindre Pluton. Inutile
de dire qu'un DFD réduirait considérablement le temps nécessaire pour effectuer
ce trajet. Et s'il s'avère opérationnel dans les 30 prochaines années, il peut
commencer à servir de moteur pour toutes sortes de nouvelles missions
d'exploration.
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Researcher calculates optimal trajectories to Mars and
Mercury for a spacecraft with electric propulsion
More information: Trajectory design for a Titan
mission using the Direct Fusion Drive: webthesis.biblio.polito.it/15184/1/tesi.pdf
Provided by Universe Today
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MES COMMENTAIRE
Je suppose
que même mes lecteurs las moins avertis
ont compris qu’il n’est pas question d’équiper un pied de fusée avec une
bombe à hydrogène militaire !!!!!Il
ne s’agit pas davantage de transporter un tokamak ou un Stellarator dans les versions actuellement
réalisées…..
Cet article,
absolument passionnant nous invite à supposer
que les réflexions des petits génies de
Princeton se sont mis sur la voie
d’un moteur a explosion de type fusion
nucléaire ultra maitrisé !!!!!!!Il
ne s’agira plus d’un 6 cylindres a explosion
d’octane mais d’une sorte de
diesel a caburant fusionnel (H
/D/He 3 ETC ) très précisément réglé sur deux types d’exploration possible
Bien entendu
pour l’approche et la pose sur les glaces de TITAN
une modulation très pointue sera nécessaire avec ,
d’une part du carburant plus maitrisable
et peut être conventionnel et d’autre
part un outil informatique capable de
pousser ls calculs d’ HENRI POINCARE sur
les trois corps là où il a du s arreter …
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