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Fusée spatiale
« Fusée spatiale » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
Une fusée est un véhicule qui se déplace dans l'espace grâce à un moteurfusée. Celui-ci emporte à la fois le combustible et le comburant nécessaires
à son fonctionnement.
Sommaire
1 Fonctionnement
2 Structure
3 Mise en orbite
4 Pour aller sur la Lune
5 Le feu dans l'espace
6 Types de fusées
Fonctionnement
Une fusée décolle grâce à une force appelée « action réaction » ; par
exemple, si un canon tire une boule à 90 km/h (action), le canon reculera à
4,5 km/h (réaction). La fusée subit le même procédé, mais dans le sens
vertical.
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Fusée Atlas V.
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Structure
Sont empilés dans un long tube :
la charge utile (le matériel et/ou les personnes transportées) ;
le carburant nécessaire à la poussée et l'air nécessaire à la carburation une
fois l'atmosphère quittée ;
le moteur.
Les plus gros volumes des fusées sont donc consacrés aux éléments nécessaires à
l'accélération.
L'indice de structure d'une fusée est le rapport entre la masse d'un étage de fusée
(réservoirs, structure, moteur) et sa masse au décollage. Plus cet indice est faible,
plus la fusée est performante.
Pour se débarrasser des poids devenus inutiles une fois le carburant épuisé, et
optimiser la poussée en fonction de la zone de l'atmosphère traversée, le système
des étages largables a été développé dans les années 1950, puis celui des fusées
externes dans les années 1970.
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La première fusée
opérationnelle, le V2, avait un
usage militaire
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Inconvénients :
Il ne reste pas beaucoup de poids disponible pour la charge utile (le matériel
et/ou les personnes transportées) ;
les carburants, très instables, sont stockés dans des réservoirs les plus fins
possibles : les risques d'explosion sont très grands.
La découverte des nanotubes de carbone permet d'imaginer une alternative à la
fusée : l'ascenseur spatial.
Lancement d'une navette
spatiale
Deux types d'engins permettent la propulsion :
Les moteurs-fusées à ergols sont très complexes et coûteux et ils ne peuvent être utilisés pour les poussées les
plus élevées au décollage.
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Les moteurs-fusées à propergols solides sont moins performants mais ils sont capables de fournir des
poussées très importantes.
Mise en orbite
Pour aller dans l'espace, la fusée ne doit pas aller tout droit, mais elle doit former une courbe. Le phénomène
d'"action-réaction" permet à la fusée de partir dans l'espace, elle doit atteindre la vitesse de 7,9 km/s pour se mettre
en"orbite" autour de la Terre. Pour se mettre en orbite, la fusée doit s'alléger:elle se sépare en donc en plusieurs
étages. Ils se détachent quand ils ont brûlés tout le "kérosène" contenu dans leurs réserves. Les étages sont de plus
en plus petits, donc moins lourds, il y a moins de place pour le carburant. Le dernier étage est un satellite artificiel qui
est la seule partie pouvant se mettre en orbite. Quand il retourne sur Terre il se met à brûler à cause du frottement trop
rapide avec l'air. Il déploie alors son parachute qui ralentit sa combustion. Il peut donc atterrir tout en douceur.
Pour aller sur la Lune
Pour aller sur la Lune, il faut d'abord se mettre en orbite autour de la Terre puis prendre la bonne direction (pas
possible de se tromper, un ordinateur calcule la trajectoire à notre place !) pour la Lune. Il faut alors aller à 11,7 km/s.
Cette fois, ce n'est pas qu'un satellite, car il est rattaché à un module lunaire. Le satellite le lâche quand il est en orbite
lunaire. Deux personnes descendent avec le module tandis qu'une troisième reste dans le satellite en cas de
problèmes. Le satellite a alors la puissance nécessaire pour se décrocher de l'attraction lunaire et revenir sur Terre.
Le feu dans l'espace
Il n'y pas d'air dans l'espace donc rien ne peut brûler : comment les fusées peuvent-elles alors brûler leur
carburant ?
Elles emportent avec elles de l'oxygène ou l'oxydant liquide: ceci est appelé le comburant.
Types de fusées
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La fusée à eau est une véritable fusée à réaction qui peut atteindre 400 km/h, mais l'énergie qu'elle utilise (air
comprimé) ne lui permet pas d'atteindre la vitesse critique d'échappement. Elle peut atteindre 100 mètres d'altitude.
Le lancement nécessite l'utilisation d'une base de lancement. La propulsion d'une fusée à eau est basée sur le
principe d'action/réaction.
Article mis en lumière la
semaine du 4 juillet 2016.
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Catégorie : Exploration spatiale
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Dernière modification de cette page le 25 septembre 2016 à 01:41.
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