Actus des projets
26 Mai 2011
Des fusées sondes, des ballons et des jeunes
Le 20ème colloque sur les fusées sondes et les ballons organisé à Hyères (83) a été le théâtre d'un lâcher de ballon de lycéens.
19 Mai 2011
De l'espace pour la mer : la finale
Vendredi dernier à Toulou, 150 élèves sont réunis pour pour la restitution du projet « De l’espace pour la mer ». Au programme : rencontre avec la navigatrice,Véronique Loisel et l’océanographe Bruno Voituriez, visite du Centre Ifremer Méditerranée, ateliers et découverte des systèmes sous-marins.
Une citerne volante
Pour fonctionner, les moteurs ont besoin d’une matière à brûler (comme l’hydrogène) et d’oxygène pour faire brûler cette matière. Mais dans le vide spatial, pas d’oxygène… Les lanceurs emportent donc un carburant spécial fusée appelé propergol. Il est constitué d’un ergol qui brûle (le combustible) et d’un ergol qui fournit l’oxygène (le comburant).
2 minutes après le lancement, séparation des 2 propulseurs à poudre, les EAP © ESA
90% de carburant
Le lanceur doit produire une très grande quantité d’énergie pour pouvoir décoller et placer des charges utiles en orbite.
Pour cela, il embarque une très grande quantité d’ergols. C'est aux ergoliers à qui revient la délicate tâche d'alimenter Ariane et ses satellites en ergols.
Les ergols constituent à eux seuls 90% du lanceur : les 10% restant représentant la structure (9%) et le satellite à placer en orbite, appelé charge utile, (à peine 1% !).
Au lieu d’un réservoir unique qui alourdirait son poids tout au long du vol, les scientifiques ont eu l’idée de superposer différents réservoirs.
Ainsi, le lanceur s’en débarrasse en les éjectant au fur et à mesure que leur contenu est brûlé.
Ainsi, de plus en plus léger, il gagne encore en vitesse.
Cette superposition de réservoirs explique pourquoi on parle d’« étages » dans la composition d’un lanceur.
Selon le type de lanceur, ces étages contiennent des réservoirs et un ou plusieurs moteurs.
Deux types d'ergols
Les ergols solides ou poudres, ressemblent à une pâte caoutchouteuse, où combustibles et comburants sont mélangés. Faciles à stocker et à manipuler, ils délivrent rapidement une forte poussée à partir d’une masse et d’un volume réduits. Ils sont donc souvent utilisés au décollage. Seul inconvénient : il est impossible de les éteindre une fois allumés. Pour cette raison, il est impossible de stopper le décollage d’une fusée encore sur le pas de tir.
Les ergols liquides sont soit stockables, soit cryotechniques. Stockables, leurs composés se conservent facilement à température ambiante. Ils s’enflamment spontanément dès que combustibles et comburants se rencontrent, facilitant ainsi l’allumage des moteurs.
Cryotechniques, leur stockage est très compliqué. Souvent constitués d’hydrogène et d’oxygène liquides, ils doivent être conservés à très basse température. Leur manipulation est donc très délicate, les matériaux utilisés sont limités. L’hydrogène étant de plus très peu dense, les réservoirs doivent être volumineux et les turbopompes puissantes pour obtenir les pressions et débits voulus. En contrepartie, ils sont très performants : ils génèrent des gaz très chauds, éjectés 50% plus vite qu’avec d’autres ergols, permettant ainsi un gain de consommation.
Les ergoliers, pompistes de l'espace
Les ergoliers sont équipés d'un scaphandre relié par un cordon de 30 mètres, d'une VHF intégrée dans le casque et d'un réseau d'air autonome pour faire le plein du lanceur Ariane en ergols
Soumis à des normes de sécurité très strictes, ils interviennent en amont et en aval d'un remplissage.
Réceptionnant l'ergol après son transport en mer, ils analysent tout d'abord la teneur du produit.
Après prélèvement, ils réalisent, en tenue étanche, le dépotage des conteneurs. Quand il part au stockage, le produit est encore en phase dynamique.
C'est seulement à J-1 que la chronologie de remplissage débute : d'abord le 2ème étage puis le 1er étage, enfin les propulseurs d'appoint.
Une machine à gaz
Pour se déplacer, il est nécessaire de s’appuyer sur un support (par exemple le sol) ou la résistance d’un fluide (l’eau, l’air…).
Le lanceur ne fait ni l’un ni l’autre, et pour cause : si c’était le cas, il ne pourrait fonctionner dans l’espace où il n’y a ni sol, ni eau, ni air…
Il fonctionne selon le principe de l’action-réaction, le même principe qui fait s’envoler un ballon de baudruche gonflé qu’on lâche sans en avoir noué la base.
La force créée par l’éjection de l’air contenu dans le ballon (action) le propulse dans la direction opposée (réaction).
C’est la même chose avec les gaz produits par la réaction chimique née du mélange des ergols. Ces gaz sont envoyés dans une tuyère, sorte de machine à accélérer les molécules gazeuses. Elle les éjecte violemment et en grande quantité propulsant ainsi puissamment le lanceur dans la direction opposée.
Une fusée comme Ariane 5 est encadrée par deux énormes propulseurs à poudre, les EAP (Etages d'accélération à poudre), chargés de délivrer la phénoménale énergie nécessaire au décollage.
Une fois utilisés, ils retombent dans l’océan Atlantique.
L’étage principal (EPC, Etage Principal Cryotechnique), allumé lui aussi au décollage, prend alors le relais pour permettre au lanceur d'acquérir de plus en plus de vitesse. Il retombe également dans l’océan, mais cette fois-ci Pacifique.
C’est au tour de l’étage suivant (EPS, Etage à Propergol Stockable) : sa mission n’est plus de gagner de l’altitude mais d’atteindre la vitesse nécessaire à la satellisation.
Une fois sa tâche accomplie, il reste en orbite pendant 4 mois puis retombe dans l’atmosphère terrestre où il est désintégré.
