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Les tests de pompes à carburant de fusée de la NASA ouvrent la voie à Mars Lander alimentés au méthane

Les tests de pompes à carburant de fusée de la NASA ouvrent la voie à Mars Lander alimentés au méthane

La NASA a récemment testé une turbopompe de moteur-fusée imprimée en 3D avec du méthane liquide - un candidat probable pour fournir un propulseur et fournir de l'énergie à de nombreux types de vaisseaux spatiaux pour le voyage de la NASA vers Mars.

«Il s'agit de l'une des pièces de fusée les plus complexes que la NASA ait jamais testées avec du méthane liquide, un propulseur qui fonctionnerait bien pour alimenter les atterrisseurs de Mars et d'autres engins spatiaux».

dit Mary Beth Koelbl, directrice du département des systèmes de propulsion au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, Alabama.

«La fabrication additive, ou impression 3D, a permis de concevoir, fabriquer et tester rapidement deux turbopompes avec des conceptions identiques qui fonctionnaient bien avec du méthane liquide et du propulseur d'hydrogène liquide.»

Une turbo-pompe est une machine incroyablement complexe; il abrite des turbines qui tournent à des vitesses vertigineuses pour fournir aux moteurs suffisamment de carburant pour maintenir milliers de livres de poussée. Tout comme les voitures, les engins spatiaux nécessitent une pompe pour fournir au moteur suffisamment de carburant pour fournir ou maintenir la vitesse. Dans le cas d'un vaisseau spatial, cependant, une pompe turbo est utilisée pour alimenter le moteur en carburant, ce qui nécessite plus de600 chevauxpour fournir suffisamment de propulseur.

La pompe spécifique testée était composée en partie de pièces imprimées en 3-D, des pièces qui pourraient être fabriquées à bord car des imprimantes 3-D sont actuellement équipées sur des engins spatiaux pour de futures missions. Les tests ainsi que la fabrication des pièces ouvrent la voie à la fourniture aux futurs vaisseaux spatiaux de pièces complexes pouvant être facilement fabriquées à bord. La nouvelle pompe turbo requise 45% de moins pièces, tout en fournissant plus 600 gallons de carburant un minute, suffisant pour alimenter un moteur avec plus 22 500 livres de poussée.

Les turbopompes précédentes utilisaient de l'azote liquide qui doit être refroidi pour 400 degrés en dessous de zéro Fahrenheit (-240 degrés Celsius), alors que la nouvelle pompe utilise un propulseur de méthane liquide qui est refroidi à une température beaucoup plus chaude 255 degrés en dessous de zéro Fahrenheit (-159 degrés Celsius). Le méthane liquide peut être stocké à une température plus chaude, ce qui signifie qu'il bout plus lentement et ne se dissipe pas aussi rapidement, ce qui le rend plus idéal pour le stockage à long terme - un avantage majeur pour les missions sur Mars. La nouvelle turbopompe a la capacité d'utiliser les deux propulseurs, ce qui pourrait s'avérer utile puisque la NASA possède la technologie pour fabriquer du méthane à partir de dioxyde de carbone, un composé abondant dans l'atmosphère martienne.

Un rover potentiel alors que les planificateurs de la NASA étudient différents concepts pour les missions habitées sur Mars[Source de l'image:NASA]

«En démontrant que la même pompe turbo peut fonctionner avec différents carburants, nous avons montré qu’une conception commune fonctionnerait pour les moteurs fonctionnant au méthane ou à l’hydrogène».

«Le méthane liquide étant beaucoup plus dense que l'hydrogène, il faut que la pompe turbo tourne à une vitesse différente pour fournir la même quantité de débit massique au moteur.»

La NASA fournit toutes les données de test aux entreprises américaines dans l'espoir que le coût de production du nouveau processus de fabrication pour fabriquer les pièces puisse être réduit, tout en maintenant les normes aérospatiales. Des entreprises extérieures ont déjà contribué à faire de la turbopompe imprimée 3D futuriste une réalité.

«La fabrication additive nous a permis de construire la pompe turbo avec 45% de pièces en moins»,

dit Nick Case, l'ingénieur de propulsion Marshall qui a dirigé les essais.

«Cela a rendu abordable la construction de deux turbopompes, leur installation rapide sur le banc d'essai et l'obtention de résultats. Notre prochaine étape consistera à tester la turbopompe à méthane liquide avec d'autres composants de moteur imprimés en 3D dans une configuration similaire aux tests d'hydrogène liquide effectués l'année dernière.

Test de la turbopompe de la NASA[Source de l'image:NASA]

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Écrit par Maverick Baker


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