Propulseurs des fusées : liquides ou solides
Propulseurs des fusées : Les moteurs-fusées actuels utilisent des propulseurs chimiques, qui peuvent être liquides ou solides. Ces moteurs nécessitent généralement deux types de propulseurs.
L’un est appelé carburant, et l’autre, comburant. Contrairement aux moteurs d’automobile, une fusée transporte sa propre source d’oxygène, le comburant.
Les moteurs-fusées à ergols liquides possèdent des réservoirs séparés pour le carburant et le comburant. Ils se mélangent et brûlent dans une chambre de combustion. La différence réside donc dans le fait que carburant et comburant se conservent sous forme liquide dans les réservoirs. Ils se vaporisent alors en combustion.
Divers moteurs utilisent des combinaisons spécifiques de carburant et de comburant. Pourtant l’oxygène liquide reste le comburant le plus courant.
Dans le premier étage d’Atlas ou de Saturn V, le carburant est du kérosène, similaire à celui des avions à réaction. Les étages supérieurs, comme ceux de Centaur ou du troisième étage de Saturn V, utilisent de l’hydrogène liquide. Ces deux propulseurs sont cryogéniques, car leur stockage nécessite des températures extrêmes (-297°F pour l’oxygène).
La fusée Titan II et d’autres utilisaient des propulseurs n’exigeant pas de froid intense, comme l’hydrazine ou l’acide nitrique.
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Certaines combinaisons d’ergols liquides, dites hypergoliques, s’enflamment au simple contact sans nécessiter de système d’allumage supplémentaire. Le moteur de descente TRW conçu pour le module lunaire Apollo utilisait des propulseurs hypergoliques pour ses manœuvres. Les moteurs à propergol solide combinent carburant et comburant avant d’être coulés dans le corps de la fusée.
On place la fusée tête en bas, un noyau central étant inséré avant d’ajouter le mélange chauffé pour solidification. Lorsque le moteur est activé, un allumeur projette une flamme dans le noyau vide pour enflammer le propergol. Les fusées à propergol solide n’ont ni réservoirs, ni pompes, ni valves, rendant leur conception simple et fiable.
Le missile Minuteman possède trois étages solides et on peut le lancer en moins d’une minute en cas d’urgence. Cependant, une fois allumée, une fusée à propergol solide ne peut pas être éteinte aussi facilement qu’une fusée liquide. Un autre type de fusée, destiné aux missions spatiales lointaines, est la fusée nucléaire appelée NERVA. NERVA chauffait l’hydrogène liquide à l’aide d’un réacteur nucléaire pour produire un gaz expulsé par la tuyère. Les moteurs électriques, encore plus avancés, chauffent l’hydrogène avec de l’électricité pour produire des gaz à haute température.
Bien qu’efficaces, les moteurs électriques restent limités à de faibles poussées, faute d’énergie suffisante dans l’espace L’électricité seule ne propulse pas une fusée . En fait, elle accélère des particules expédiées à grande vitesse depuis la tuyère.
