Module 2: L’histoire de l’exploration de l’espace

Présentation au sujet: "Module 2: L’histoire de l’exploration de l’espace"— Transcription de la présentation:

1 Module 2: L’histoire de l’exploration de l’espace
PHF 354 Systèmes Spatiaux Module 2: L’histoire de l’exploration de l’espace Partie 1: Prélude au vol spatial

2 Histoire de débuts Les anciens Grecs et les Romains ont décrit plusieurs de leurs dieux ayant des pieds à ailes Selon la légende de Daedalus et d'Icare, le père et le fils ont échappé à la prison en attachant des ailes faites de cire et plumes à leurs corps Malheureusement, Icare a volé trop près du soleil, et la chaleur a fait fondre la cire et les plumes Les plumes ont tombé, et Icare est descendu à la mer Daedalus a débarqué en Sicile

3 Histoire de débuts Environ 100 AC, Héro de l'Alexandrie a inventé un dispositif qui a employé la vapeur pour la propulsion L’eau dans un navire sphérique à été chauffé d’en dessous, produisant du vapeur La vapeur jaillissant des becs a fait tourner la sphère sur son axe

4 Histoire de débuts Les Chinois étaient les premiers à utiliser des fusées dans la bataille En 1232 AD les Chinoises ont utilisées des fusées contre les Mongoles Une flèche avec un tube de poudre a produit une flèche du feu volant La poudre, un mélange explosif de nitrate de potassium, du soufre, et le charbon de bois a été inventé par les alchimistes chinois au neuvième siècle

5 Histoire de débuts Il existe plurieurs rapports d’experiences de fusées entre le 13ème et le 15ème siècle. Par exemple, Joanes De Fontana de l'Italie a conçu une torpille propulsée par fusée pour mettre à feu les bateaux ennemis

6 Histoire de débuts Selon la légende, Wan Hu était le premier astronaute Tôt au seizième siècle, Hu a décidé de tirer profit de la technologie de fusée avancée de Chine pour se lancer dans l'espace Il a fait construire une chaise avec 47 fusées jointes en dessous Le jour du décollage, Hu a monté dans sa chaise de fusée et les 47 fusibles ont été allumés simultanément Ni Hu ni la chaise n'ont été jamais revus

7 Histoire de débuts En 1650, un expert Polonais en matière d'artillerie, Kazimierz Siemienowicz, a publié une série de schémas pour une fusée étagée

8 Histoire de débuts En 1696, Robert Anderson, un Anglais, a publié un traité en deux parties sur la façon dont faire des moules de fusée, préparer les propulseurs, et exécuter les calculs

9 Histoire de débuts Dans 1780 les Européens ont rencontrés pour la première fois des fusées en bataille Les troupes britanniques, normalement bien-disciplinés, se sont cassées et ont couru quand l'armée Indienne a fixé un barrage de fusée à leur milieu

10 Histoire de débuts Monsieur William Congreve a développé une fusée qui pourrait monter à environ 2700 m La fusée incendiaire de Congreve a utilisé la poudre noire, une caisse de fer, et un bâton de guide En 1807, ila dirigé une attaque de fusée contre Copenhague en laquelle fusées ont été lancées Des fusées de Congreve ont été utilisées contre les É-U dans la guerre de 1812 William Congreve

11 Histoire de débuts D'ici 1870, les inventeurs américains et britanniques avaient trouvé d'autres moyens d'utiliser des fusées Par exemple, la fusée de Congreve était capable de porter une ligne plus de 1000 pieds à un bateau échoué Des milliers des vies ont été sauvés par cette technique

12 Prélude au vol spatial En 1865 Jules Verne a écrit “De la Terre à la Lune” Elle raconte l'histoire de trois hommes qui essayent de se tirer à la lune en employant un canon géant Jules Verne

13 Prélude au vol spatial L'histoire soutient des similitudes au programme Apollo réel : Le canon de Verne a été appelé “Columbia”; le module de command d'Apollo 11 a été appelé “Columbia” Les équipages des deux vaisseaux se sont composés de trois personnes Les dimensions physiques de la projectile de Verne sont très proches des dimensions du module de command d'Apollo Le voyage de Verne a été lancé de Floride, de même qu'ont fait tout les missions d'Apollo Verne énonce correctement dans le livre que les objets lancent plus facilement des régions équatoriales

14 Prélude au vol spatial Dans 1898 H.G. Wells a écrit “La Guerre des Mondes”, qui décrit une invasion de l'Angleterre par des étrangers de Mars Elle est l'une des descriptions les plus tôt et les plus connues d'une invasion étrangère de la Terre H.G. Wells Wells et Verne ont aidés à former les imaginations d'une génération de scientifiques

15 Prélude au vol spatial Nikolai Kibalchich a fait les grenades qui ont été utilisées pour tuer Tsar Alexandre II en 1881 Tout en attendant l'exécution pour sa partie dans l'assassinat, Kibalchich a élaboré des plans pour une plate-forme propulsée par fusée Il a envisagé un engin fixé à une plate-forme par un système de suspension, qui permettrait au plate-forme d'être orienté en ajustant la direction de la poussée du moteur Les plans ont langui dans les archives jusqu'à être redécouvert en 1917

16 Konstantin Tsiolkovsky
Prélude au vol spatial Konstantin Tsiolkovsky a théorisé beaucoup d'aspects de propulsion de voyage spatial et de fusée En 1903 il a écrit “l’Exploration de l’Espace Cosmique à l'aide des Dispositifs de Réaction”, qui était le premier travail scientifique sérieux sur le voyage spatial L'équation de fusée de Tsiolkovsky porte son nom Ses percées incluent : La réalisation que les fusées à plusieurs étages sont plus efficaces qu'en une seule étage Les palettes de direction pour diriger l’échappement et pour orienter la fusée L'idée du carburant d’hydrogène liquide et l'oxygène Konstantin Tsiolkovsky

17 Prélude au vol spatial Tsiolkovsky a publié un rapport en 1903 qui a suggéré l'utilisation des carburants liquides Il a déclaré que la vitesse et la distance voyagé par une fusée sont limitées par la vitesse d'échappement des gaz d'évasion Équation de fusée de Tsiolkovsky Changement de vitesse Masse initiale Masse finale Vitesse d’évasion effective Conceptions des fusées par Tsiolkovsky

18 Prélude au vol spatial Inspiré par les écritures de H.G. Wells, Robert Goddard ( ) était un pionnier de développement des fusées commandées Il a lancé le premier fusée a carburant liquide en 1926 Bien que Goddard ait fonctionné dans l'obscurité relative, il est impossible de construire une fusée sans identifier son travail Goddard a plus de 200 brevets de fusée, beaucoup qui ont été publiés après sa mort

19 Lancement d'une fusée Ariane

20 Prélude au vol spatial La fusée de Goddard 1926 s'est levée juste 41 pieds pendant un vol de 2.5 secondes, mais c'était une démonstration importante que la propulsion par des carburants liquides étaient possibles

21 Prélude au vol spatial Les combustibles liquides sont plus efficaces que la poudre noire utilisée dans les premières fusées Le combustible et l’oxydant sont portés dans des réservoirs séparés Le combustible et l’oxydant viennent ensemble dans une chambre de combustion où ils réagissent Oxydant commun : Oxygène liquide Carburant commun : Hydrogène liquide Les conceptions de combustible liquide ont un avantage principal par rapport aux fusées modernes de combustible solide parce que le taux de brûlure peut être controllé avec précision

22 Prélude au vol spatial Herman Oberth ( ) était l'équivalent allemand de Goddard et à Tsiolkovsky L'intérêt d'Oberth pour le voyage dans l'espace a été déclenché par le livre de Jules Verne Le livre d'Oberth, “Le Fusée dans l’Éspace Planétaire” (1923), a inspiré des ingénieurs inspirés du Verein für Raumsciffahart (VfR), qui signifie la société pour le voyage dans l'espace Bien que beaucoup du travail d'Oberth ait été indépendant, il y avait des soupçons à travers l’océan Atlantique que des idées ont été empruntées de Goddard

23 Prélude au vol spatial Wernher von Braun ( ) était un membre du VfR et collaboré avec Oberth vers la fin des années 20 Cherchant des fonds pour s recherches, von Braun a démontré la technologie de fusée à l’armée allemande en 1932 Une année plus tard les Nazis ont interdit des expériences civiles de fusée Von Braun et d'autres membres du VfR ont été recrutés pour travailler aux fusées pour les Nazis La traité de Versailles a empêché l'Allemagne de développer des armes, mais aucune mention n'a été faite de fusées

24 Prélude au vol spatial L'Allemagne a commencé à développer des armes de fusée en 1936 Gyroscopes et accéléromètres utilisés pour navigation Le premier lancement du missile A4 s'est produit en 1942 Cela a pris encore deux années pour lancer un missile qui fonctionne Retitré “V-2” pour le vengeance

25 Prélude au vol spatial Les moteurs V-2 ont seulement mis le feu jusqu'à ce qu'il ait atteint l’altitude maximale de 60 kilomètres Le missile est tombé silencieusement de cette altitude à quatre fois la vitesse du son portant plus qu'une tonne d'explosifs Anvers et Londres ont supporté 90% des attaques allemandes 567 ont été tués dans une seule attaque à Anvers Le lendemain d'une attaque de fusée à Londres centrale, mars 1945, l'où 112 personnes sont mortes

26 Prélude au vol spatial À la fin de la guerre, il y avait une course entre les États-Unis et l'URSS pour rechercher autant de fusées V-2 et personnel comme possible Cent V-2s ont été capturés et embarqués aux Etats-Unis, ainsi que 126 des principaux concepteurs, y compris Von Braun Von Braun et son équipe ont décidés de se rendre aux militaires des Etats-Unis pour s'assurer de ne pas être capturés par les Russes Von Braun après sa reddition aux Américains

27 Prélude au vol spatial Les Soviétiques ont également tiré bénéfice du programme de fusée allemand Usines V-2 à Peenemünde et Nordhausen étaient à eux Plusieurs scientifiques qui ont construit les fusées V-2 ont été pris de nouveau à l’URSS De façon générale les superpuissances avaient des capabilités comparables dans la course de missile après la guerre Aux usines de Mittlewerk V-2, environ prisonniers sont morts en 20 mois en construisant environ 5000 missiles. Le nombre tué pendant la construction de l'arme était plus grand que le nombre tué par le missile en bataille.

28 Prélude au vol spatial Von Braun est devenu la personne la plus importante du côté américain de la course à l'espace Travaillant à White Sands, Von Braun et une équipe de scientifiques allemands ont développé les fusées américaines basées sur la conception V-2 Le “Redstone Rocket” Von Braun était un partisan avide de voyage spatial Dans les années 50 il a collaboré avec Walt Disney pour produire une série populaire de documentaires de télévision sur le voyage dans l'espace Cependant, le gouvernement des É-U était plus intéressé à créer les missiles balistiques intercontinentaux (ICBM) Von Braun Oberth Les “Rocketeers”

29 Prélude au vol spatial Du côté soviétique, Sergei Korolev ( ) était la force d'entraînement derrière le programme spatial soviétique dans les années 50 et les années 60 Une victime de la grande purge de Stalin 1938, il a été emprisonné pendant presque six années Après son dégagement, il est devenu un concepteur de fusée et une personne clé dans le développement du programme du Soviétique ICBM Il a été alors nommé pour mener le programme spatial soviétique, surveillant les succès des projets de Spoutnik et de Vostok

30 Prélude au vol spatial D'ici 1957, les Soviétiques et les Américains ont eu la technologie pour mettre un satellite dans l'espace La question était en grande partie une de volonté politique La conception groupée du fusée Soviétique R-7 (quatre lanceurs à la base) l'a donnée une poussée supérieure à celle du lanceur américain de Redstone R-7 Redstone

31 Prélude au vol spatial La technologie de fusée a été employée dans les avions expérimentaux du série X des États-Unis Le X-1 était le premier avion à casser la barrière saine dans le vol commandé en 1946 Pilote Chuck Yeager Par 1963 le X-15 a atteint une altitude au-dessus de 100 km X-15 lancé d’un B-52

32 Prélude au vol spatial Le lancement de Spoutnik par l'URSS dans 1957 a déclenché l'ère du voyage dans l'espace

33 Module 2: L’histoire de l’exploration de l’espace
PHF 354 Systèmes Spatiaux Module 2: L’histoire de l’exploration de l’espace Partie 2: L’aube de l’âge spatial