Triergol
En astronautique, un dispositif à triergol sert à désigner un moteur-fusée utilisant trois ergols. Cette appellation peut désigner deux réalités différentes ...
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Définitions :
- Propergol composé de trois ergols (source : fr.wiktionary)
En astronautique, un dispositif à triergol sert à désigner un moteur-fusée utilisant trois ergols. Cette appellation peut désigner deux réalités différentes :
- d'une part le fait d'utiliser successivement deux carburants différents (généralement le kérosène puis l'hydrogène) avec le même oxydant (généralement l'oxygène) afin, tout d'abord, d'optimiser la poussée en limitant les pertes dues à la gravité, puis, dans un second temps, d'optimiser l'impulsion spécifique.
- d'autre part le fait d'utiliser simultanément trois ergols.
Triergols à l'oxygène
Avec l'oxygène liquide comme oxydant, l'hydrogène est le carburant qui apporte l'impulsion spécifique la plus élevée : à peu près 435 s. Cependant, l'hydrogène liquide est singulièrement peu dense, de l'ordre de 71 kg/m3 à -255 °C, ce qui impose de le stocker dans des réservoirs particulièrement encombrants qui posent des problèmes de résistance à l'air lors du décollage. Le kérosène (en fait le RP-1) présente une bien meilleure densité énergétique et permet d'obtenir de meilleures poussées au décollage, quoique son impulsion spécifique soit moindre avec l'oxygène que celle de l'hydrogène : à peu près 320 s.
Il y a par conséquent un moment, sur la trajectoire ascendante de la fusée, quand la résistance atmosphérique et les pertes dues à la gravité deviennent négligeables, où l'impulsion spécifique de l'hydrogène devient plus avantageuse que la poussée du kérosène. Les dispositifs à triergols seraient par conséquent théoriquement plus avantageux que les respectant les traditions dispositifs diergols, permettant d'étager le mode de propulsion sur un même étage de la fusée pour une meilleure optimisation de chacun des couples d'ergols. Ce type de réalisation s'avère néanmoins techniquement particulièrement complexe à mettre en œuvre, conduisant en quelque sorte à fusionner deux moteurs en un seul.
Aucune réalisation pratique de moteur-fusée à triergol n'a jamais abouti, outre le projet d'avion spatial MAKS en URSS dans sa phase expérimentale (le projet lui-même n'a, lui non plus, jamais abouti).
Triergols au fluor
Le propergol le plus énergétique jamais testé repose sur le fluor comme oxydant avec le lithium associé à l'hydrogène comme combustibles. L'impulsion spécifique mesurée s'élève à 542 s, soit une vitesse d'éjection de 5, 32 km/s. Si, sur le papier, cette combinaison est prometteuse, les réalisations techniques présentent des difficultés presque insurmontables :
- le lithium et le fluor sont des éléments plutôt chers, en particulier le lithium (utilisé pour fabriquer des batteries) dont le cours a atteint 3 000 /t au plus fort de la vague spéculative sur les matières premières en 2008
- le fluor est toxique pour l'homme dès 1 mg/jour
- pour être liquide, l'hydrogène doit être réfrigéré en dessous de -252 °C alors que le lithium doit être chauffé au-dessus de 180 °C
- le fluor et le lithium liquides sont tous deux extrêmement corrosifs
- le lithium s'enflamme au contact de l'oxygène de l'air et l'hydrogène est naturellement particulièrement explosif, alors que le fluor déclenche spontanément la combustion du moindre combustible à son contact
- les gaz d'échappement sont ionisés, ce qui perturberait les communications radio de la fusée avec le sol
- les produits de combustion sont extrêmement toxiques et dangereux, surtout le fluorure d'hydrogène
Pour toutes ces raisons, aucun dispositif à triergol Li-F-H n'a jamais été réalisé.
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