Le masque dont vous n'avez jamais rêvé: des moteurs qui conquériront la galaxie


Nouvelle ère - vieux moteurs


Même si l'on écarte les idéaux romantiques-utopiques des années 60, qui impliquent la conquête de la Voie lactée par l'homme, la «chute» des rythmes du progrès moderne sur fond de fusée et de l'industrie spatiale du siècle dernier est toujours perceptible. Sa principale raison est simple: l'Union soviétique et les États-Unis voulaient se prouver l'un à l'autre, ainsi qu'à eux-mêmes, qu'ils étaient meilleurs qu'ils ne le sont. Des centaines de milliards de dollars ont été payés pour cette course (aux taux de change modernes). L'humanité s'est distinguée pour son temps de la technologie, qui encore aujourd'hui, plus d'un demi-siècle après leur développement, nous permettent de nous sentir confiants dans le cadre des tâches pratiques qui nous attendent. Un exemple: pour les missiles russes Soyouz, ils utilisent le moteur-fusée principal RD-107, développé dans les années 50 (la fusée elle-même, pour être franc, est aussi une version du balistique R-7, créée à la même époque).

Les Américains travaillent activement sur des moteurs au méthane qui ont un certain nombre de caractéristiques de performance, mais qui ont les mêmes limites que les anciennes conceptions utilisant un système de carburant kérosène / oxygène liquide. En gros, les moteurs de fusée chimiques ont atteint le sommet de l'évolution à bien des égards, mais conceptuellement, ils sont dans une impasse. Afin d'obtenir une accélération plus élevée, il faut soit augmenter le débit du jet stream, qui est limité par l'énergie de la réaction d'oxydation, soit augmenter la masse de carburant brûlé, ce qui, là encore, conduira à une augmentation de la masse de l'ensemble du complexe. Ce genre de contradiction est plein. Heureusement, cela n'entrave guère le lancement de satellites de communication commerciaux en orbite. Mais la colonisation de planètes lointaines est une autre affaire.


Moteur de fusée nucléaire

Elon Musk, promouvant le nouveau moteur méthane Raptor, propose de créer à l'avenir de nombreuses stations de remplissage spatiales pour les navires BFR. Cependant, les scientifiques ont déjà présenté d'autres options intéressantes. Parmi les idées les plus réalistes, il y a un moteur de fusée nucléaire. Les avantages sont évidents. Un tel moteur peut fournir les caractéristiques requises pour les vols longue distance, et le carburant nécessaire pour cela ne sera pas mesuré en dizaines et centaines de tonnes, comme maintenant, mais en dizaines et centaines de kilogrammes.


L'énergie qui sera libérée lors de la désintégration radioactive des noyaux lourds chauffera le fluide de travail - alors le schéma familier de propulsion à réaction entre en jeu. En général, de tous les moteurs de fusée prometteurs qui n'utilisent pas de «chimie», les moteurs nucléaires / thermonucléaires sont l'option la plus réfléchie et la plus réaliste. Selon les scientifiques, ils permettront de se rendre à Pluton dans deux mois et de revenir dans quatre: 75 tonnes de carburant devront être dépensées. Atteindre Alpha Centauri pourrait théoriquement prendre douze ans. Le principal inconvénient d'un moteur nucléaire est un risque de rayonnement élevé. Il faut dire que le souci moderne de l'environnement n'ajoute clairement pas les chances de leur apparition précoce.

Moteur ionique

Un moteur ionique est un type de moteur de fusée électrique, dont le principe est basé sur la création d'une poussée de jet à base de gaz ionisé accéléré à des vitesses élevées dans un champ électrique. Qualifier le moteur ionique de «prometteur» ne serait pas très correct. Il détient déjà le record de l'accélération non gravitationnelle d'un vaisseau spatial dans l'espace. À un moment donné, la station expérimentale Deep Space 1 a augmenté sa vitesse (la masse de l'appareil était de 370 kg) de 4,3 km / s, après avoir dépensé 74 kg de xénon. Ce record a été battu par Dawn en 2010, alors qu'à l'automne 2016, il a réussi à gagner une vitesse de 11,1 km / s. Maintenant, soit dit en passant, l'ionique Artemis est la société de l'appareil Dawn, puis LISA les rejoindra.


Le concept a définitivement un avenir. Les inconvénients des moteurs fusée ionique sont également bien connus. Le principal est la poussée extrêmement faible, atteignant au mieux 100 millinewtons. Au niveau actuel de développement technologique, il est impossible de lancer depuis la Terre avec un tel moteur. En revanche, on estime que dans l'espace, à condition que le moteur ionique fonctionne longtemps, le vaisseau spatial peut être accéléré à des vitesses très décentes. Au minimum, un tel dispositif peut être utilisé pour corriger le cap.

Antimatière

Un moteur prometteur qui utilise de l'antimatière semble être beaucoup plus révolutionnaire. Comme vous le savez, lorsque des antiparticules et des particules de matière ordinaire se rencontrent, l'annihilation se produit avec la libération d'une énergie colossale. Un kilogramme d'antimatière et un kilogramme de matière peuvent libérer 43 mégatonnes d'énergie en équivalent TNT, ce qui est comparable à l'explosion du Tsar Bomba thermonucléaire soviétique. Ils disent qu'un vol vers Mars avec un tel moteur prendrait environ un mois. Et là-bas et jusqu'aux étoiles les plus proches, peut-être, il serait venu.


Il y a hélas un «mais». L'antimatière est la substance la plus chère de la planète - selon les estimations de la NASA pour 2006, la production d'un milligramme de positrons (l'antiparticule d'un électron) coûte environ 25 millions de dollars américains. Compte tenu de la tendance actuelle à réduire le coût des lancements de fusées, le concept semble utopique. Heureusement, la science ne reste pas immobile. Peut-être qu'à l'avenir, il y aura des chances de mettre en œuvre un tel moteur dans la pratique.

EmDrive

L'invité le plus étrange et le plus étrange de notre liste est EmDrive maintenant largement connu. Si quelqu'un a oublié, rappelons qu'il s'agit d'une configuration expérimentale qui a intrigué de nombreux scientifiques du monde entier. Selon le point de vue des créateurs, le moteur crée une poussée, bien qu'il ne le devrait pas, selon les lois de la physique. L'appareil se compose d'un magnétron et d'un résonateur. Le magnétron génère des micro-ondes, l'énergie de leurs oscillations est accumulée dans un résonateur de haute qualité et, selon les auteurs, une onde stationnaire d'oscillations électromagnétiques dans un résonateur fermé sert de source de poussée. Le problème est que l'absence d'un fluide de travail consommable dans ce moteur, apparemment, va à l'encontre de la loi de conservation de la quantité de mouvement.

En général, l'effet obtenu est insignifiant et de nombreux scientifiques l'associent à des erreurs commises dans la recherche ou à des erreurs franchement grossières dans les calculs. L'une des dernières études des Allemands indique que la poussée à l'intérieur de l'EmDrive est due à l'interaction entre le champ magnétique des câbles, l'amplificateur et les champs magnétiques de la planète. Brumeux, mais toujours une explication.


En général, rien ne menace l'hégémonie des moteurs-fusées chimiques à ce stade. Comme nous l'avons déjà noté, ils correspondent bien aux réalités actuelles et répondent à toutes les exigences de l'industrie des fusées et de l'espace. Eh bien, les vols vers d'autres planètes, et plus encore vers d'autres systèmes planétaires, sont associés non seulement au problème des nouveaux moteurs, mais aussi à toute une liste d'autres problèmes qui doivent encore être résolus.
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  • Photos utilisées: https://sciences.ucf.edu
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3 commentaires
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  1. Syoma_67 Офлайн Syoma_67
    Syoma_67 (Semyon) 18 septembre 2018 21: 18
    -1
    Nous nous entraînons à nouveau sur les dessins animés!
  2. Monster_Fat Офлайн Monster_Fat
    Monster_Fat (Quelle est la différence) 20 septembre 2018 15: 11
    +1
    L'auteur sait même que le Masque a rêvé et que sais-je ... Il n'est pas dans le même lit que lui, passe-t-il du temps? lol amour
  3. Ancien optimiste Офлайн Ancien optimiste
    Ancien optimiste (Ancien optimiste) 24 septembre 2018 22: 21
    0
    Nous sommes en concurrence avec Musk lui-même. Les sociologues et les journalistes vous mèneront loin ...