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Exercice : Propulsion |
ExerciceDifficulté : ☆
On reprend le CubeSat présenté lors de l'exercice précédent. Cette fois-ci, nous nous plaçons dans le cas où celui-ci doit effectuer une manœuvre orbitale nécessitant un incrément de vitesse de 50 m/s. Six systèmes de propulsion vous sont proposés, chacun étant défini par sa masse sèche Msèche (masse du système de propulsion sans le carburant), son impulsion spécifique Isp, sa force de poussée F et sa consommation électrique P.
| Type de propulsion | Modèle | Msèche [kg] | Isp [s] | F [N] | P [W] |
|---|---|---|---|---|---|
| Gaz froid | Palomar MiPS | 0,89 | 50 | 3,5.10-2 | 5 |
| Mono-carburant | BGT-X5 | 1,24 | 220 | 5.10-1 | 20 |
| Bi-carburant | PM200 | 1,10 | 285 | 5.10-1 | 6 |
| Électromagnétique | PPTCUP | 0,28 | 670 | 4.10-5 | 2 |
| Électrostatique | IFM Nano | 0,64 | 3800 | 3,5.10-4 | 32 |
Quel lien peut-on faire entre la vitesse d'expulsion du carburant l'impulsion spécifique Isp ?
Estimer la quantité de carburant nécessaire pour effectuer la manœuvre souhaitée avec chacun des systèmes de propulsion.
Sachant que l'on cherche généralement à éviter d'allouer plus de 33% de la masse d'un satellite au système de propulsion
La puissance électrique disponible à bord d'un CubeSat 3U recouvert de panneaux solaires en orbite autour de la Terre est estimée à 7 W. Qu'est-ce que cela change au niveau de vos choix ?
En supposant que l'efficacité de la manœuvre ne dépend pas du lieu où celle-ci est effectuée, c'est à dire du moment, combien durerait-elle pour chacun des systèmes de propulsion proposés ? Cette hypothèse est fausse dans de nombreux cas, notamment lorsque les forces de poussée en jeu sont faibles et les manœuvres importantes (ce qui est le cas ici).
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