Maxillaire a écrit :cher 240-185
Vous avez vu la gueule du Lem ?
http://fr.wikipedia.org/wiki/Module_lunaire
Comment cette bebette pourrait redécoller de la Lune, avec quelles réserves de carburant (où se trouve le réservoir, immense, qui lui permettrait de s'opposer à l'attraction lunaire, même si cette dernière est 6 fois moindre que sur la Terre) ?
Il faut d'abord comprendre que le LM est composé d'un étage de descente et d'un étage de remonté.
Il a de nombreux facteurs:
Premièrement, il n'y a pas d'atmosphère sur la Lune, ceci n'est pas un secret.
Autrement dit, il n'y a pas de friction atmosphérique, ce qui limite profondément les performances des moteurs et, de facte, les performances de la fusée. Ensuite, il faut bien comprendre qu'un moteur fusé est beaucoup plus efficace dans le vide que sous atmosphère. En effet, le principe des moteurs fusées est la combustion d'un carburant avec un comburant pour créer des gaz chauds à forte pression, mais à basse vitesse qui sont ensuite convertient en gaz à basse pression, mais à haute vitesse. On appelle cela la détente des gaz. Le rendement est maximale lorsque la pression des gaz éjectés est égale à la pression ambiante. Donc la pression atmosphérique limite la détente des gazs et de facto, les performances des moteurs. Sur la Lune, les gaz de combustions peuvent être détendus presque à l'infini.
Deuxièment, la gravité de la Terre est de 9,81m/s² et celle de la Lune 1,69m/s². Il est radicalement différent de s'opposer à une attraction gravitationnelle six fois plus grande ou mois grande, dépendant de quel côté on se met. Il ne faut pas oublier qu'en sextupluant la poussée, on multiplie aussi par six la consommation de carburant, il faut donc augmenter la quantité de carburant dans les réservoires, ce qui augment la masse du carburant, de facto, la masse au décollage de l'engin se trouve augmenté, il faut donc encore augmenter la poussée, ce qui augment encore la consommation.
Troisièmement, la vitesse de satellisation de la Lune en d'environ 7000km/h comparativement à 28000km/h pour la Terre, ce qui fait tout un monde de différence entre communiquer une vitesse de 28 000km/h et une vitesse de 7000km/h.
Quatrièment, il a fallut une immense fusée pour allé sur la Lune car, il fallait amener 125 tonnes en orbite terrestre pour pouvoir transporter 47 tonnes en orbite lunaire, ce qui est nécessaire pour la mission. Le LM qui assurait l'alunissage et le redécollage pesait 16,500 tonnes maxi et le CSM qui est resté en orbite pesait 30,5 tonnes maxi. Ce masse comprends également les ressources nécessaires pour un séjour de 3 jours sur la Lune pour deux astronautes(nourritures, eau, oxygène, électricité, équipement scientifique et ressources pour exploration), mais également les mêmes ressources de base pour les trois astronautes lors du voyage Terre-Lune et le retour Lune-Terre. Hors, le LM, en fin de mission, ne doit qu'amener le stricte minimale en orbite LUNAIRE. Une fois l'étage de remonté ayant atteint l'orbite lunaire, il s'arrime avec le CSM, il a transfert d'équipage et d'équipement du LM vers le CSM et c'est le CSM qui amène les astronautes vers la Terre. Par l'abscence d'atmosphère, il est possible de sa satelliser à 30km d'altitude sur la Lune, hors sur Terre il faut atteindre les 150km. De plus, pas d'atmosphère, pas de contraites aérodynamiques, la structure du LM se trouve allégée.
Cinquièmement, la partie qui décolle du LM pese environt 4 800kg, soit environ 8000N sur la Lune. La carburant utilisé est de Aérozine 50(mélange de 50% d'UDMH(Diméthylhydrazine dissymétrique) et de 50% Hydrazine simple) et le comburant est du N2O4, soit du peroxyde d'azote. L'impulsion spécifique du moteur est de 311 seconde, ce qui signifie qu'un kilogramme de mélange produit 1kgf de poussée pendant 311 secondes, ce qui fait environ 3000N de poussée par kilogramme de mélange carburant/comburant. La poussée du moteur est de 15 600N, il faut donc seulement 5,2kg de propergol par secondes. Or, environ la moitié de la masse au décollage de LM est du propergol(2350kg), ce qui fait une autonomie de 450secondes. Cela est tout à fait respectable. Le propergol se divise en comburant, le N2O4 avec 1450kg et en carburant l'A-50 avec 900kg. La densité du N2O4 est de 1,45kg/l et celui du A-50, 0,9kg/L. .
Autrement dit, il faut tout simplement deux réservoires du 1000l pour faire décoller le LM de la Lune. Avec la formule V=4pi x r³/3 on a un rayon de 6,2dm, soit un diamètre de 1,24mètre. Sachant que le LM mesure 4m de diamètre, je ne vois aucun problème d'incompatibilité de taille de réservoirs.
Image
http://history.nasa.gov/diagrams/ad011.gif
Tu vois les deux petits "boule" sur le LM, bein se sont les réservoirs. Tu remarqueras également qu'ils sont décentrés, c'est parce que les résevoirs sont de masse différente. Le réservoir de carburant, plus légé, est placé à une plus grande distance du centre géométrique du vaisseau, de certe que le centre de gravité soit au centre du vaisseau, juste au dessus du centre de poussée.