Comment fonctionne une fusée ?

En voilà une bonne question ! Dans cet article, je vais vous expliquer (en simplifiant, on est pas des scientifiques) le principe de fonctionnement d’une fusée.

Résultat de recherche d'images pour
Décollage d’une Atlas V 401

En gros, c’est quoi ?

Eh bien, pour faire simple, c’est un gros cylindre rempli d’un mélange hautement explosif, sauf que l’objectif n’est pas de tout faire péter, là l’objectif c’est d’envoyer un satellite, une sonde, ou une voiture (chacun son délire) dans l’espace. En contrôlant la combustion du carburant, on arrive à générer une poussée, si cette poussée est supérieure à la masse de la fusée, alors, elle décolle.

Vous suivez ?

Pour mettre un satellite en orbite, il faut donc générer une poussée. Par exemple, la Delta IV heavy a une masse de 733 tonnes. Au décollage, elle génère une poussée de 961 tonnes, ce qui l’arrache du sol. Si elle ne pouvait produire que 650 tonnes de poussée par exemple, elle ne décollerais pas: elle tomberais sur le pas de tir et exploserais (certains connaîtront la frustration  de voir sa fusée s’écrouler sur le pas de tir sur Kerbal Space Program)

Pourquoi avoir besoin d’étages ?

Pour optimiser au maximum son rendement, si il n’y aurait pas d’étages, on devrait rejoindre l’orbite avec des réservoirs vides constituant un poids inutile (imaginez que vous transportiez une citerne vide à l’arrière de votre voiture). On préfère donc s’en débarrasser: on sépare l’étage vide avec des boulons explosifs pour laisser place à des moteurs moins puissants, mais plus efficaces dans le vide de l’espace. Ces moteurs ont certes, une puissance faible, mais à ce stade le lanceur a déjà perdu 80% de sa masse, et dans le vide, on a plus les contraintes de l’atmosphère et on est déjà suffisamment rapide, ce moteur sert donc généralement à terminer la mise en orbite.

Et ces moteurs, ils marchent comment ?

Résultat de recherche d'images pour
Moteur Vulcain 2 (1er étage de l’Ariane 5)

Pour générer une flamme, on a besoin de 3 éléments, un combustible, un comburant et une source de chaleur. Le comburant, c’est l’oxygène liquide (on le liquéfie pour pouvoir en emporter plus). Le combustible, c’est souvent un dérivé du kérosène (le RP-1), de l’hydrazine ou de l’hydrogène, et la chaleur est formée par la combustion de ces éléments. Cette combustion a lieu dans ce que l’on appelle une chambre de combustion. Le carburant est injectée à très haute pression, la chaleur générée dilate le gaz qui est éjecté par ce que l’on appelle la tuyère, ce procédé génère une forte poussée qui permet le décollage de la fusée.

Et comment la diriger ?

Résultat de recherche d'images pour
Système RCS du module de service Apollo

Ça dépend, sur certaines fusées ce sont des ailerons qui assurent sa stabilité. Sur d’autres, on installe de petits moteurs verniers qui peuvent s’incliner pour contrôler l’engin et enfin, sur certains modèles comme la Falcon 9 ou l’Ariane 5 c’est directement le moteur principal qui peut pivoter sur son axe. Pour les étages supérieurs, ou les satellites, dans le vide de l’espace, les ailerons ne sont d’aucune utilité. On utilise donc un système appelé RCS (Reaction control System), ce sont de petits propulseurs permettant d’effectuer de petites poussées afin de modifier l’orientation d’un vaisseau. On s’en sert aussi pour l’arrimage entre 2 vaisseaux, le RCS est aussi utilisé pour tasser le carburant au fond du réservoir lorsqu’on dois rallumer les moteurs en orbite.

Mais, pourquoi aller si vite ?

Pour atteindre l’orbite basse, il faut réussir à atteindre la vitesse de 27 600km/h, en dessous on retombe sur Terre. Une orbite, c’est comme une chute, mais une chute infinie: Imaginez que vous jetez une pierre, elle décrit une trajectoire parabolique, mais, elle n’a pas assez de vitesse et finit donc par retomber. Pour une orbite, c’est le même principe, sauf que l’on va trop vite, lors de la chute, on rate la Terre, mais on est toujours attiré par cette dernière, on décrit donc un cercle autour d’elle, c’est ça une orbite. Il y en a plusieurs type, mais je vous expliquerai ça dans un autre article dédié aux orbites.

J’espère que ce nouveau format vous plaît, n’hésitez pas à me dire ce que vous en pensez en commentaire et sur Discord !

Anthony (Tymon)

Un commentaire sur “Comment fonctionne une fusée ?

Répondre

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l'aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur la façon dont les données de vos commentaires sont traitées.