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Moteur ionique


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2 replies to this topic

#1 X-System

X-System

    X-trême plieur

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Posté 01 juillet 2010 - 15:15

Salut à tous biggrin.gif

Je viens lire l'article du moteur ionique. C'est vraiment très intéressant pour des véhicules spatiaux. Dans 200 ans, des habitants pourront voyager dans l'espace (quand je parle "dans 200 ans", c'est la question du prix d'un véhicule spatial qu'un habitant normal peut l'acheter lol)


Voici quelques extraits d'un article de Wikipédia :


"Un moteur à ions est un moteur qui produit sa force de propulsion en projetant des ions à très haute vitesse. Son principe a déjà été pensé au début du XXe siècle et il est employé au début du XXIe siècle pour le vol spatial."


"Avec les moteurs conventionnels, il faut embarquer la masse à éjecter et l’énergie pour l’éjecter. Alors qu’avec les moteurs ioniques, seule la masse à éjecter est embarquée, l’énergie de l’éjection peut être prise sur place avec des panneaux solaires ou provenir d’un générateur thermoélectrique à radioisotope.

Les moteurs de fusée conventionnels fournissent en peu de temps une accélération importante mais utilisent pour cela de grandes quantités de carburant. La réserve de carburant elle-même doit être propulsée tout autant que le véhicule spatial. Les moteurs de fusée doivent pouvoir supporter des contraintes énormes (pression, températures), ce qui les rend lourds, et ils doivent eux-mêmes être propulsés. En conséquence, le véhicule spatial doit emmener avec lui encore plus de carburant.

Les moteurs à ions, qui produisent une force de propulsion faible et sur une longue durée, sont particulièrement économes. Ils produisent, par kilogramme de carburant, une énergie de propulsion supérieure à celle des moteurs de fusée conventionnels. Ils peuvent donc, après un temps certes non négligeable, obtenir la même vitesse avec une consommation de carburant bien moindre. Le véhicule spatial peut alors emporter moins de carburant. Les moteurs à ions sont également beaucoup plus légers, permettant ainsi une économie supplémentaire de carburant.
"


Très intéressant, non ?


Il y a des autres moteurs en projet qui sont encore plus intéressants que le moteur ionique biggrin.gif


Voici la photo du moteur ionique :



My configurations

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#2 Txon

Txon

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Posté 03 juillet 2010 - 09:33

Merci pour cet excellent sujet X-System !

Un petit complément ...
CITATION(Techno-Science.net)
Les moteurs à ions, de par leur petite force de propulsion, ne conviennent pas pour le lancement de véhicules spatiaux. Pour cela, les moteurs de fusée conventionnels sont encore nécessaires. Mais, en principe, dès que le véhicule spatial a atteint l’espace, le moteur à ions peut prendre le relais. Le moteur à ions peut fonctionner très longtemps sans s’arrêter, si nécessaire durant des années. Avec son aide, des destinations extrêmement lointaines, comme Jupiter, peuvent être atteintes bien plus rapidement.

Le moteur à ions a été testé de façon poussée pour la première fois par le véhicule spatial non-habité Deep Space 1 (Deep Space 1 est la première sonde spatiale du programme New Millenium de la NASA, dont l'objectif principal est de...). Ce dernier a été lancé par la NASA le 24 octobre 1998. Il avait pour but premier de tester un certain nombre (Un nombre est un concept caractérisant une unité, une collection d'unités ou une fraction d'unité.) de nouvelles techniques astronautiques, dont le moteur à ions. À la fin de la mission, la vitesse de Deep Space 1 avait augmenté, grâce au moteur à ions, de 4,5 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini...) par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à...), après l’usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de seulement 81,5 kilogrammes de carburant. Avec un moteur conventionnel et en utilisant autant de combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de...), le véhicule aurait subi à peine un dixième de cette accélération.

Le satellite (Satellite peut faire référence à sourire.png européen Astra 2A, qui transmet des signaux télé, est muni d’un moteur à ions. Les forces d’attraction variables de la Lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite...) et du Soleil ((pourcentage en masse)) font en sorte que des satellites de ce type doivent souvent effectuer des corrections de trajectoire. La quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) de carburant qui peut être emportée est limitée, mais du fait que le moteur de l’Astra 2A est très économe, sa durée d’utilisation sera beaucoup plus longue que les +/- 10 ans habituels.

La sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système...) SMART-1 de l’Agence Spatiale Européenne (L'Agence spatiale européenne ou ESA, European Space Agency, est une Agence Spatiale fondée [1] le 31 mai 1975. Elle est...) (ESA) a aussi un moteur à ions. Elle a été lancée le 28 septembre 2003 et a été ecrasée sur la Lune (3 septembre 2006) comme prévu dans l'objectif initial du programme. Cette sonde met beaucoup plus de temps qu’un véhicule spatial muni d’un moteur conventionnel, mais elle est beaucoup plus économe et coûte donc beaucoup moins cher (car la charge à mettre en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que décrit dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous...) est considérablement réduite).

La sonde spatiale japonaise Hayabusa est dotée d’un moteur ionique. C'est la première à avoir (presque) réussi à se poser sur l’astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont la taille varie de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de...) Itokawa le 19 novembre 2005. Sa propulsion ionique (Un moteur à ion est basé sur l'accélération de particules chargées (les ions) via un champ électrostatique) lui permettra de revenir sur Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...) avec des échantillons de l’astéroïde en 2010, après avoir parcouru environ 300 millions de kilomètres.

La NASA travaille au développement d’un moteur à ions qui sera alimenté en énergie grâce à un réacteur nucléaire (Un réacteur (Un réacteur peut désigner sourire.png nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte sourire.png est un dispositif dans lequel une réaction en chaîne peut être initiée, modérée et contrôlée...). Cela rendrait l’utilisation du moteur à ions possible pour les vols spatiaux à si grande distance du Soleil que des panneaux solaires ne peuvent plus fournir assez d’énergie.

Et ... Principe de fonctionnement du moteur ionique

@+

"They who can give up essential liberty to obtain a little temporary safety, deserve neither liberty nor safety."(Benjamin Franklin)


#3 Thelwin Argon

Thelwin Argon

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Posté 03 juillet 2010 - 23:21

Ou, "comment commencer à vraiment appliquer la science du siècle dernier..."

Autrement, je ne contredis personne : c'est effectivement un sujet intéressant, surtout qu'il recoupe facilement d'autres sujets encore plus intéressants... (L'antimatière, par exemple... Que l'on pourrait éventuellement envisager d'appliquer aux voyages spatiaux...)


Quant au moteur à ions, je ne vois pas ce qu'il y a à rajouter... sauf que bon, ce moteur est loin d'être la panacée : il ne fournit pas une poussée suffisante à accélérer autre part que dans le vide... clindoeil.gif

Enfin, une petit précision historique : n'allez point croire, crédule lecteur, que le moteur à ions a été découvert ou même développer récemment !
En effet : la recherche sur le moteur en question avait déjà commencé en 1959, comme le Dr. Kaufman construisit un moteur semblable dans son concept aux moteurs actuels, une grosse différence toutefois le distingue... Il était propulsé avec du mercure au lieu de xénon... ga.png

Et d'ailleurs, les premiers essais en vol eurent lieu en 1964 avec la (peu) fameuse SERT 1... Bon, je vous l'accorde, 31 minutes de vol n'ont rien de très impressionnant... Mais, comme on dit : ce fut un "petit vol pour un satellite mais un grand envol pour l'humanité" ! (Ah... On dit pas ça comme ça ?) transpi.gif
L'histoire continue en 1970 avec SERT 2 (comment ça, j'ai étonné personne ?). Les deux moteurs alors embarqué fonctionnèrent, pour le premier, presque 3 et - pour le second - plus de 5 ...suspens... mois !
Toutefois, cela était dû à un problème avec les grilles de "propulsion", le problème fut résolu en 74 et l'un des moteurs put redémarrer et servir encore pendant quelques 6 années.

En même temps, dans les années 70, furent alors développés sur un principe similaire les propulseur à effet Hall, qui exploitent un champ magnétique afin d'accélérer des ions. Ces derniers ne furent par contre réellement utilisés que par les russes.

Pour finir, je tiens à souligner le domaine principal d'exploitation : les satellites nécessitant une correction régulière, non nécessairement constante, de leur trajectoire afin de leur permettre de garder une orbite satisfaisant au besoin de leur tâche trouve dans ces propulseurs une motorisation adaptée en cela qu'elle ne nécessite pas beaucoup de carburant, permettant ainsi une utilisation à plus long terme pour une masse donnée par rapport à d'autre moyen de propulsion... Cet avantage étant cependant contrebalancé par le fait que ce moyen pas si futuriste de motorisation n'est pas apte à fournir une poussée très importante... Pour tout dire, cette poussée est équivalente à un souffle humain sur une main située à environ 20 cm de la source dudit souffle, lequel dépendant du "coffre" et de la constitution de la personne le produisant et de ce fait, ne constituant pas, à vrai dire, un référentiel très objectif ! (Bref : une poussée équivalente à moins d'un newton...)
En compensation, l'impulsion spécifique de ces propulseurs est très élevée, de l'ordre des 5'000 à 25'000 secondes... Pour rappel, l'impulsion spécifique indiquant la durée durant laquelle un kg d'ergol produira une pousée de 9.81N, cela signifie qu'à poussée égale, plus cet indice est élevé, moins le propulseur consommera d'ergols, qui sont, je vous le rappelle les comburants et carburants nécessaires à un système propulsif à réaction !


Voilà, sur ce, je vous souhaite une bonne nuit ! (Je l'imagine heureuse pour toi, Txon, pour peu que tu suives le foot '^^ Ce qui n'est évidemment pas mon cas, sans les feux d'artifice, je n'aurais même pas regardé les résultats mdr2.gif )
Sauf pathologie mentale profonde, tout le monde est bon en maths. | Albert Jacquard
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Deux excès : exclure la raison, n'admettre que la raison. | Blaise Pascal



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