Heu toutes les fusées fonctionnent à l'oxygène!!!!!!!!!!!!!!!
Le seul moyen connu actuellement pour arracher une fusée à l'attraction terrestre est la propulsion chimique. Dans l'espace, d'autres procédés sont utilisables.
Les réacteurs d'avions emploient la combustion de l'air, préalablement comprimé, et d'un carburant, généralement le kérosène. Ce procédé pourrait être employé sur les lanceurs spatiaux pour la première phase de leur vol (avant la sortie de l'atmosphère). La première étape en ce sens est la fusée Pégasus américaine, tirée en altitude d'un Lockeed L-1011 tristar (initialement d'un B-52), ce qui réduit la charge de travail à effectuer par la fusée (vitesse en altitude à donner au satellite). Les russes étudient la Burkat, lancée à vitesse supersonique d'un bombardier lourd Tupolev160 "Blackjack".
Les fusées emploient des moteurs-fusées (logique, non?). Ceux-ci emportent carburant et comburant (appelés l'un et l'autre ergols) et les mettent en combustion. On distingue les moteurs-fusées à ergols solides et les moteurs-fusées à ergols liquides.
Le moteur-fusée à ergols solides
utilise une poudre noyée dans un gel et combinant du carburant (soufre, carbone, amnoniac...) et du comburant (composées oxygénés types sulfates, phosphates, et autres trucs en "ate"). C'est en fait un explosif lent. Au XIe siècle, les chinois inventèrent la poudre à canon (salpètre: K2PO4,riche en oxygène; soufre et charbon), puis construisirent des pétards en bambous censés effrayer les démons. En en voyant faire long feu et s'envoler, ils créérent les premiers feux d'artifice... et les premières roquettes sol-sol!
Aux extrémités, la zone étoilée et la zone conique voient leur surface de combustion se réduire, tandis que la zone médiane voit la sienne s'agrandir par l'élargissement du "trou" central. La poussée reste donc sensiblement constante. Elle est cependant presque incontrôlable: la combustion continue jusqu'à épuisement de l'ergol sans demander l'avis de personne. On peut parfois la contrôler en ouvrant une vanne à l'autre extrêmité (ce qui crée une contre-poussée mais gaspille du carburant) ou en injectant un fluide qui ralentit la réaction (peu fiable). Ces dispositifs sont peu utilisés. Les missiles de tous types (air-air, sol-air, balistiques...) emploient le plus souvent ce type de moteurs (pas de risques de fuite).
Les moteurs à poudre sont généralement enployés pour des temps de combustion plus courts que ceux à carburant liquide : au maximum un peu plus de deux minutes.
Le moteur-fusée à ergols liquides
est plus performant, plus souple d'utilisation, généralement moins polluant mais plus coûteux et moins fiable. L'idée remonte au russe Konstantin Tsiolkovski (écrivain de science-fiction, 1857-1935), à la fin du XIXe. Si la désinformation américaine attribue sa mise en application à Robert H. Goddard (1882-1945), qui en 1926 lança une fusée à ergols liquide (kérosène/O2) montant à 30m (!) d'altitude, c'est l'ingénieur péruvien Pedro P. Poulet qui semble avoir été le premier à faire fonctionner (au sol) un tel moteur, dès 1895. Il fonctionnait à l'acide nitrique (HNO3, riche en oxygène) et à l'essence.
Les fussées actuelles emploient les couples d'ergols suivants:
N2O4 (peroxyde d'azote) /UDMH (petit nom pour UnSymetric DiMethylHydrazine, ou diméthylhydrazine asymétrique): Assez peu performant, ce couple est par contre stockable à pression et température ambiantes et présente l'avantage de son hypergolicité: les deux ergols s'enflamment spontanément par contact. Le N2O4 peut être remplacé par l'IRFNA ou le RFNA (dérives de l'acide nitrique), l'UDMH par le MonoMerthyl-Hydrazine. On appelle l'ensemble ergols azotés.
O2 (oxygène)/ Kérosène: Si ce couple présente le défaut qu'est la nécessité de stocker cryogéniquement (-183°c) l'oxygène liquide et n'est pas hypergolique, il est plus performant et moins polluant que le précédant.
O2 (oxygène) /H2 (hydrogène): L'hydrogène est stocké à -253°c, ce qui pose de sérieux problèmes techniques. De plus, sa faible densité rend les réservoirs encombrants. Mais ce couple est extrêmement performant et non polluant (il ne dégage que de l'eau). Les fusée les plus modernes l'emploient. La première à l'utiliser fut la Saturn I, dès 1960.
D'autres couples, d'emploi plus marginal, existent. Citons le couple Oxygène/méthane de plusieurs projets russes, qui offirait un compromis entre l'hydrogène et le kérosène.
Notons qu'il existe, pour la propulsion des satellites, de petits moteurs n'employant qu'un seul ergol, de l'hydrazine que l'on décompose (H2N-NH2 —> N2 + 2H2). Simple mais modestement efficace (~240 secondes d'Isp), ce carburant est de moins en moins employé, au profit des solutions à biergols. Au début de l'ère spatiale existèrent quelques gros moteur employant des monergols, comme le nitrométhane. Ce sont en fait des explosifs brûlant lentement.
Le moteur-fusée à lithergols
est un concept associant un carburant solide et un comburant liquide. On peut par exemple citer le projet AMROC (avec oxygène liquide) aux USA.
Dans ces trois types de moteurs, les moteurs doivent être refroidis car ils sont soumis au passage de gaz à de très hautes températures. On peut employer différentes méthodes :
Ablatif : des matériaux recouvrant l'intérieur de la tuyère absorbent la chaleur en se sublimant ou en fondant.
Régénératif : sur un moteur à ergols liquides, un des deux ergols circule dans des tuyaux dans l'épaisseur de la tuyère, lui prenant de la chaleur. Soit cet ergol est rejeté (cycle ouvert) soit il est envoyé dans la chambre de combution (cycle fermé) ce qui est plus difficile à mettre en oeuvre mais plus économe en ergol.
Par rayonnement : la chaleur du moteur est diffusée dans le reste de la fusée, qui doit donc être conçue de façon à résister à une forte température.
Voila!!! QU'ON SE LE DISE!!!!