Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
À partir des principes physiques et thermodynamiques qui fondent l’architecture des lanceurs spatiaux, cet article propose une synthèse relative aux nouvelles architectures qui émergent dans le contexte du New Space. En effet, les industriels réalisent et opèrent des véhicules innovants, dans un nouvel équilibre entre maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre, dans une nouvelle approche du partenariat public-privé. Le présent article fait le point sur les nouvelles technologies, les matériaux, les procédés et les moyens de propulsion qui prennent leur essor dans ce contexte, en les reliant aux fondements de la fuséologie.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Yves GOURINAT : Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace, Toulouse, France
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Annafederica URBANO : Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace, Toulouse, France
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Loris MASSONNAUD : Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace, Toulouse, France
INTRODUCTION
Access to space is the major factor determining sovereignty in terms of space exploration and industry. Indeed, while control of payloads is essential to mission accomplishment, the vector is no less indispensable.
Today's developments, grouped together under the term New Space, are the result of a historical evolution characterized by technological and organizational convergence. This type of convergence is not really new. The Apollo program, for example, saw the emergence of both breakthrough technologies (microelectronics) and radically new organizations (matrix structuring of organizations). But the scale of the New Space movement is unprecedented in terms of the rebalancing of the various players in the space industry.
This article describes some of the characteristic features of these current developments, centered around space transportation and the hybridizations underway. It is based on the architectural, propulsion and structural principles of launchers, and proposes an analysis of the prospects opened up by New Space.
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The challenges of propulsion
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1. Principles of space launcher architecture
1.1 Launch vehicle kinetic mission and Tsiolkovsky equation
The launcher's mission is to place a payload into orbit. To do this, the launcher must impart potential and kinetic energy to the payload so that it can maintain orbit. Indeed, the specific energy of a body in an elliptical orbit (figure 1) around the Earth with a semi-major axis of
is the sum of kinetic and potential energy and verifies the following equation :
with
being the mass of the earth and
Newton's universal gravitational constant. So, ideally, the variation in speed
that the launcher must deliver at lift-off must be sufficient to reach
which in the absence of losses corresponds...
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Principles of space launcher architecture
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GIL (D.), ALARY (D.), PASCO (X.), PISOT (N.), TEXIER (D.), TOULZA (S.) - From new space to big space : How commercial space dream is becoming a reality…. - Acta Astronautica. Volume 166, p. 431-443. DOI : 10.1016/j.actaastro.2019.08.031 (2020).
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(2) - DURET (F.) - Small and medium launch vehicles to extend the Ariane 5 transportation service. - Acta Astronautica. Volume 40, p. 171-182 doi.org/10.1016/S0094-5765(97)00139-2 (1997).
-
(3) - HENSON (G.), JONE (C.S.) - III. Chapter 7 : Materials for Launch Vehicle Structures. - P. 435-504. Chapitre de livre. ISBN : 978-1-62410-488-6, DOI :10.2514/4.104893 (2018).
-
(4) - SUTTON (G.P.), BIBLARZ (O.) - Rocket Propulsion Elements. - Ninth edition. John Wiley & Sons. Definitions and fundamentals. p. 26-44. Chemical rocket propellant performance analysis. p. 154-188. Liquid Propellant. p. 244-270. Solid Propellant Rocket Motor fundamentals. p. 434-490. ISBN 9781118753880 (2017).
-
(5) - FORTESCUE (P.), SWINERD (G.), STARK (J.) - Spacecraft Systems Engineering. - Third...
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