This page contains ideas for rocket engines, satellite launchers and space stations.
Air-augmented CO2 rocket [top]
During a wiki-walk, I found about the Cricketsonde (acronym for Cold Rocket Instrument Carrying Kit sonde) a small meteorological sounding rocket powered by a pressurized mix of carbon dioxide and acetone. The latter is used to increase the reaction mass and thrust duration (carbon dioxide dissolves into acetone) but is not used otherwise.
So I thought about combusting the acetone with ambient air to increase the jet temperature and thus the specific impulse. The pyrotechnic igniter could be based on the PZU used for decades to start the Soyuz family of satellite launchers.
Durant une consultation aléatoire de Wikipédia, j'ai appris l'existence de la Cricketsonde (acronyme pour Cold Rocket Instrument Carrying Kit sonde) une petite fusée sonde météorologique propulsée par un mélange pressurisé de dioxyde de carbone et d’acétone. Ce dernier sert à augmenter la masse réactive et la durée de poussée (le dioxyde de carbone se dissout dans l’acétone) mais n'ai pas utilisé par ailleurs.
Donc j'ai pensé à brûler l’acétone avec de l'air ambiant pour augmenter la température du jet et donc l'impulsion spécifique. L'allumeur pyrotechnique pourrait être basé sur le PZU utilisé depuis des décennies pour démarrer les fusées Soyuz.
Air-augmented solid rocket booster [top]
This concept is inspired by the russian Gnom ICBM project, which used an air-breathing solid rocket stage to greatly improve the performance of the missile. I wanted to combine the booster and sustainer stages into one casting in order to make the whole assembly more compact. This could be useful for the first stage of sounding rockets and small satellite launchers.
Ce concept est inspiré par le projet russe Gnom de missile intercontinental, qui utilisait un étage à moteur solide aérobie pour augmenter grandement les performances du missile. j'ai voulu combiner les étages de décollage et de croisière en un seul moule afin de rendre l'ensemble plus compact. Ceci pourrait être utile pour le premier étage de fusées-sonde ou de petits lanceurs de satellites.
Black Awl suborbital spaceplane [top]
This idea comes from reading about the Black Horse project, a proposed design for a single stage to orbit reusable launch vehicle which takeoffs on jet engines with an empty oxidizer tank and is refueled in flight before igniting its rocket engine.
I 'simply' adapted part of the concept (specifically the Black Colt variant) to the soviet Tu-22 Blinder medium bomber, because it has jet engines on the tail which leave the fuselage free to be modified. The satellite launching rocket is carried under the fuselage, like the massive Kh-22 long-range anti-ship missile the plane was often equipped with.
Cette idée provient d'une page sur le projet Black Horse, un design d'avion spatial réutilisable mono-étage qui décolle avec des turboréacteurs et un réservoir de comburant vide et est ravaitaillé en vol avant d'allumer son moteur fusée.
J'ai 'simplement' adapté ce concept (plus précisément la version Black Colt) au bombardier soviétique Tu-22 Blinder, parce qu'il a des turboréacteurs au niveau de la queue qui laissent le fuselage libre pour les modifications nécessaires. La fusée portant le satellite à lancer est suspendue sous le fuselage, tout comme l'énorme missile anti-navire Kh-22 que cet avion transportait souvent.
Chemically-powered water rocket [top]
ARCAspace is a Romanian aerospace company which has become the laughingstock of the industry for starting numerous half-baked projects and never finishing any of them. Their latest eyebrow-raising idea is to build a battery-powered steam rocket booster, which is a more controlled version of the 'exploding water heater' myth tested by the Mythbusters. Since the booster has insufficient performance to reach orbit in a conventional configuration, they doubled down by proposing a 500-boosters monstrosity with parallel-staging like OTRAG...
These chemically-powered versions of the steam booster do not offer more performance than the original, but they make more sense to me in a design perspective.
ARCAspace est une compagnie aérospatiale roumaine qui est devenue la risée du secteur parce qu'elle démarre de nombreux projets bizarres sans jamais en finir un seul. Leur dernière idée est de construire une fusée à vapeur alimentée par des batteries, ce qui est une version plus contrôlée du mythe du chauffe-eau explosif testé par les Mythbusters. Comme les performance du booster sont insuffisantes pour atteindre l'orbite dans une configuration conventionnelle, ils se sont enfoncés en proposant une monstruosité à 500 boosters avec un étagement parallèle façon OTRAG...
Ces variantes chimiques de ce booster à vapeur n'offrent pas plus de performance que l'original, mais elles ont plus de sens en matière de design.
Cluster-balloon rocket carrier [top]
Launching a rocket from high altitude can boost payload by 10-20% depending on speed at release. A large balloon is a cost-effective method for air launch compared to a specially-modified airplane, but its size increases rapidly with rocket weight which makes ground preparation complicated. A possible solution would be to use cluster ballooning but manually inflating and attaching each balloon is time-consuming, so I designed a variant with an helical gas distribution hose linking all the balloons.
Lancer une fusée à haute altitude peut augmenter la charge utile de 10-20% en fonction de la vitesse au largage. Un grand ballon est un moyen peu coûteux de réaliser un lancement aérien comparé à un avion spécialement modifié, mais sa taille augmente rapidement avec le poids de la fusée ce qui rend les préparations au sol compliquées. Une solution possible serait d'utiliser des ballons en grape mais gonfler manuellement puis attacher chaque ballon prend beaucoup de temps, donc j'ai conçu une variante avec un tuyau de distribution de gaz de forme hélicoïdale reliant tous les ballons.
Direct ascent lunar landers [top]
This is a followup on my propane/hydrogen peroxyde self-pressurized rocket. As I was searching for useful payloads for this launcher, a one or two-person manned capsule came in mind. It is good enough for low earth orbit, but could it be employed for a lunar mission ? Then I remembered the Lunar Gemini project which aimed to use a similar capsule in a direct ascent trajectory.
I wanted to reduce the height of the capsule from the ground, so I took inspiration from the European Advanced Gear for Lunar Exploration (EAGLE) for the belly lander variant and the Hercules Single-Stage Reusable (HSSR) for the tailsitter version. Of course, these one-piece landers require more powerful and efficient engines to lift back up without leaving a descent stage behind.
Ceci fait suite à mon concept de fusée auto-pressurisée propane/peroxyde d’hydrogène. En cherchant des charges utiles pour ce lanceur, une capsule habitée de 1 ou 2 places m'est venue à l'esprit. C'est très bien pour l'orbite basse, mais pourrait-elle être employée pour une mission lunaire ? Puis je me suis rappelé du projet Lunar Gemini qui visait à utiliser une capsule similaire dans une trajectoire d'ascension directe sans rendez-vous en orbite lunaire.
J'ai voulu réduire la hauteur de la capsule par rapport au sol, donc j'ai pris inspiration du European Advanced Gear for Lunar Exploration (EAGLE) pour la variante horizontale et le Hercules Single-Stage Reusable (HSSR) pour la version verticale. Bien sur, ces atterrisseurs en un seule pièce nécessitent des moteurs plus puissants et efficaces pour pouvoir décoller sans laisser à la surface un étage de descente.
Earth-mapping sounding rocket [top]
One of the first images of Earth from space was obtained with a converted V2 ballistic missile. Recalling that fact, I wondered if a sounding rocket could be faster and cheaper than a satellite for limited-scale ground-mapping. Here are two versions depending on the method of stabilization.
Une des premières images de la Terre depuis l'espace a été obtenue avec un missile ballistique V2 converti. Me rappelant ce fait, je me suis demandé si une fusée sonde pourrait être plus rapide et moins cher qu'un satellite pour de la cartographie à échelle locale. Voici deux versions avec une méthode de stabilisation différente.
Flying saucer with tether propulsion [top]
I recently read an article on the hypervelocity tether rocket, a novel space propulsion scheme where reaction mass is ejected from the tips of contra-rotating tethers to generate thrust. The author mentioned that this method could be applied to flying saucers, so I tried to do just that.
To get thrust vectoring outside of the tether's rotation plane, I use galinstan (a eutectic alloy of gallium, indium, and tin liquid at room temperature) and electrostatic deflection plates outside the vacuum chamber.The vacuum chamber must be open to the atmosphere along the circumference to let the reaction mass streams pass, so the openings must be as small as possible. Two configurations can be used :
A dynamic separation between vacuum and air can be achieved with either baffles like on Nikola Tesla's patent on a particle beam cannon or a very energy-intensive plasma window.
J'ai lu récemment un article sur le moteur à centrifuge hypervéloce, un nouveau concept de propulsion spatiale où de la matière est éjectée des extrémités de centrifuges contrarotatives pour générer de la poussée. L'auteur mentionne que cette méthode pourrait être appliquée à des soucoupes volantes, donc j'ai essayé de le faire.
Pour orienter la poussée en dehors du plan de rotation de la centrifuge, j'emploie du galinstan (un alliage eutectique de gallium, indium, et étain liquide à température ambiante) et des plaques de déflexion électrostatique à l’extérieur de la chambre à vide.
La chambre à vide doit être ouverte sur l'atmosphère le long de sa circonférence pour laisser passer les flux de matière, donc les ouvertures doivent être aussi petites que possible. Deux configurations sont utilisables :
Une séparation dynamique entre le vide et l'air peut être obtenue soit avec des baffles comme dans le brevet de Nikola Tesla sur un canon à particules soit avec une fenêtre plasma très énergivore.
Folding lunar cargo lander [top]
When landing a spacecraft on unprepared terrain, you must avoid creating a crater under the landing legs or sandblasting nearby structures with the ejected regolith. Some proposed landers like the Hercules Single-Stage Reusable Vehicle use nose-mounted and canted rocket engines to avoid erosion, but this leads to thrust loss due to the cosine law.
After seeing a representation of the tetrahedral spacecraft from the novel "The Red Peri", I imagined a similarly-shaped folding lander with a top-mounted gimbaled engine which would not suffer cosine thrust loss and keep the cargo low to the ground.
Lorsque l'on fait se poser un vaisseau spatial sur un terrain non préparé, il faut éviter de créer un cratère sur le train d'atterrissage ou de grenailler les structures à proximité avec le régolithe éjecté. Certains atterrisseurs proposés comme Hercules Single-Stage Reusable Vehicle emploie des moteurs fusées montés dans le nez et inclinés pour éviter l'érosion, mais cela conduit à une perte de poussée due à la loi du cosinus.
Après avoir vu une représentation du vaisseau spatial tétraédrique dans le roman "The Red Peri", j'ai imaginé un atterrisseur pliant de forme similaire avec un moteur placé au sommet qui ne souffre pas de perte de poussée et garde le cargo près du sol.
Ground station for infrared SPS [top]
This is the terrestrial component of my inflatable space power station, tasked with receiving the infrared laser beam from space and converting it into electricity. IR-selective photovoltaic panels should work but are quite specialized, so I settled on the more mature technology of boiling water to spin a turbine. The drawing presents two methods for heating the water, each with its strengths and weaknesses.
Ceci est le composant terrestre de ma centrale solaire spatiale gonflable, chargé de recevoir le rayon laser infrarouge de l'espace et de le convertir en électricité. Des panneaux photovoltaïques sélectifs aux infrarouges pourraient marcher mais sont plutôt spécialisés, donc je ne suis rabattu sur la technologie plus mature de faire bouillir de l'eau pour actionner une turbine. Le dessin présente deux méthodes pour chauffer l'eau en entrée, chacune avec ses forces et faiblesses.
Inflatable space power station [top]
Conventional projects for a space-based solar power station are based on well-known photovoltaic panels and microwave emitters, but their great mass and bulk requires multiple launchs and orbital assembly. Two ways to reduce the complexity and launch mass is to use solar-pumped lasers (see section 'laser power transmission') and inflatable solar concentrators so that the complete system can be stowed inside a standard fairing.
Les projets conventionnels pour une station solaire spatiale sont basés sur des technologies maîtrisées de panneaux photovoltaîques et d'émetteurs micro-ondes, mais leur grande masse et volume nécessite plusieurs lancements et un assemblage orbital. Deux moyens de réduire la complexité et la masse à lancer est d'utiliser des lasers à pompage solaire (voir la section 'laser power transmission') et des concentrateurs solaires gonflables de manière à ce que le système complet peut être stocké dans une coiffe standard.
Lithium-based nuclear thermal rocket [top]
I recently read a proposal for a lithium saltwater rocket engine using a mix of fission and fusion to achieve outstanding performance. But commentators on Linkedin and Mastodon pointed out major flaws, mainly that lithium compounds react violently with water and that achieving fusion inside a fission reactor is unlikely.
But parts of the original concept could be salvaged to design a lithium-based mixed-power rocket engine, using both chemical and nuclear reactions to generate thrust.
J'ai lu récemment une proposition pour un moteur fusée nucléaire à lithium employant un mélange de fission et de fusion pour obtenir des performances remarquables. Mais des commentateurs sur Linkedin et Mastodon ont pointé des failles majeures, notamment que les composés de lithium réagissent violemment avec l'eau et qu'obtenir de la fusion à l'intérieur d'un réacteur à fission est peu probable.
Mais une partie du concept original pourrait être recyclé pour concevoir un moteur fusée a lithium employant à la fois des réactions chimiques et nucléaires pour générer la poussée.
Model rocket with pressure jet [top]
While working on a talk for the next Fauntastic convention, I wrote that ethanol could do double duty in a steampunk setting. There are examples of steam engines using alcohol or petrol as both fuel and working fluid. This also reminded me of a model jet engine from 1949 which used the heat of combustion to generate the alcohol vapours needed. Placing the jet engine plan vertically in a slide made me think of the Kelly kettle and this lead to a model rocket powered by an alcohol-fueled pressure jet engine.
En travaillant sur une conférence pour la prochaine convention Fauntastic, j'y ai écrit que l'éthanol pourrait faire double emploi dans un univers steampunk. Il y a des exemples de moteurs à vapeur employant l'alcool ou le pétrole à la fois comme carburant et fluide de travail. Cela m'a aussi rappelé un moteur à réaction pour modèle réduit de 1949 qui utilisait la chaleur de combustion pour générer les vapeurs d'alcool nécessaires. En plaçant le plan du moteur verticallement dans une diapo m'a fait pensér à la boulloire de Kelly et cela a conduit à une fusée en modèle réduit propulsée par un moteur à réaction à alcool.
Modulated fission-fragments sails [top]
The solar sail and its laser-driven variant is a promising space propulsion technology for interplanetary unmanned missions, but more advanced derivatives are being proposed. They range from a sail coated with a radioactive material for added thrust to a bomb-driven parachute sail all the way to an antimatter-triggered fission sail...
I wanted to design a fission-powered sail where the reaction rate could be modulated and the fuel would be abondant. For these two aspects, I settled respectively on a fusor-based neutron source and a thin-film of Boron 10. I also imagined several variants, including a fusion-powered sail using a proton accelerator and Boron 11.
La voile solaire et sa variante poussée par laser est une technologie de propulsion spatiale prometteuse pour des missions robotiques interplanétaires, mais des versions plus avancées sont proposées. Elles vont d'une voile couverte de matériau radioactif pour une poussée additionnelle à une voile parachute poussée par des bombes jusqu'à une voile à fission déclenchée par antimatière...
J'ai voulu concevoir une voile propulsée par la fission nucléaire où le taux de réaction pouvait être modulé et le combustible serait abondant. Sur ces deux aspects, j'ai convergé vers l'emploi d'une source de neutrons basée sur un fusor et un film mince de Bore 10. J'ai aussi imaginé plusieurs variantes, dont une voile à fusion employant un accélérateur à protons et du Bore 11.
Oort Cloud habitat [top]
This time we are going to the Oort cloud, a spherical structure at the edge of the Solar system (between 20.000 and 200.000 astronomical units from the Sun) containing billions of comets. At this distance, you need a 3000 km diameter mirror to collect 1 MW of solar power and the ambient radiation is considerable because you are beyond the heliopause. These difficulties didn't stop some people from designing habitats adapted to this extreme environment.
This variant came to me while reading another section of the Atomic Rockets website presenting a method to convert the kinetic energy of radioactive particles into high voltage electricity. But you could turn the system inside-out and protect the inside of the habitat from outside radiation, while producing the energy needed to run it.
Cette fois-ci, nous allons aux confins du système solaire dans le nuage de Oort. Cette ensemble sphérique, situé entre 20.000 et 200.000 unités astronomiques du Soleil, contient des milliards de comètes. A cette distance, il faut un miroir de 3000 km de diamètre pour collecter 1 MW d'énergie solaire et le niveau ambiant de radiation est considérable puisque l'on se trouve au-delà de l'héliopause. Cela n'a pas empêché des gens de concevoir des habitats adaptésà cet environnement extrême.
Cette variante m'est venue à l'esprit en lisant une autre section du site Atomic Rockets, qui présente une méthode pour convertir l'énergie cinétique de particules radioactives en électricité à haut voltage. On pourrait retourner le système et protéger l'intérieur de l'habitat de la radiation extérieure, tout en produisant l’énergie nécessaire pour son fonctionnement.
OTRAG-style rocket [top]
I found recently that an open-source liquid-fueled rocket project uses the same internal-piston mechanism as my self-pressurized rocket idea. One commenter raised the concern that the pressurant liquid is always around the boiling point, so bubbles of gas can form inside the plumbing and destabilize the propellant flow rate.
This incited me to find another pressurization method and I converged on using the sublimation of dry ice to generate the pressurant gas needed. This way, the propellants can both be liquid at room temperature and the volume required for pressurization is limited. Then I noted some similarities with the OTRAG project from the 1970s, which aimed to drastically lower launch costs thanks to clusters of mass-produced rocket modules, so I use an aerospike engine to get the most performance out of identical modules all started at ground level.
J'ai appris récemment qu'un projet open-source de moteur fusée à propergols liquides emploie le même mécanisme de piston interne que mon idée de fusée auto-pressurisée. Un commentateur a soulevé le problème que le liquide de pressurisation est toujours autour du point d'ébullition, donc des bulles de gaz peuvent se former dans la tuyauterie et déstabiliser le débit du propergol.
Cela m'a incité à trouver une autre méthode de pressurisation et j'ai convergé vers la sublimation de la glace sèche pour générer le gaz de pressurisation nécessaire. De cette manière, les propergols peuvent être tous les deux liquides à température ambiante et le volume nécessaire pour la pressurisation est limité. Puis j'ai noté quelques similarités avec le projet OTRAG des années 1970s, qui visait à baisser drastiquement les coûts de lancement grâce à des grappes de modules fusée produits à la chaîne, donc j'utilise un moteur aerospike pout obtenir le plus de performance possible à partir de modules identiques tous allumés au sol.
Rail-based spaceplane launch complex [top]
I watched a video about a Soviet project for a gigantic ekranoplan (wing-in-ground effect airplane) with a spaceplane on its back. Since the goal was to accelerate the spaceplane to around 500 km/h at ground level before release, I though that a rail-based method could achieve the same result with less complications.
Using batteries instead of a third rail gives several benefits : a simpler set of rails, improved adherence and thus acceleration, and a faster launch cadence by spreading recharge on several battery packs.
J'ai regardé une vidéo sur un projet soviétique pour un gigantesque ekranoplane (avion employant l'effet de sol) avec un avion-fusée sur son dos. Puisque l'objectif était d’accélérer l'avion-fusée jusqu'à 500 km/h au niveau de la mer avant de le relâcher, j'ai pensé qu'une méthode à base de voie ferrée pourrait atteindre le même résultat avec moins de complications.
Utiliser des batteries plutôt qu'un rail électrifié donne plusieurs bénéfices : un système de rails plus simple, une meilleure adhérence et donc une accélération plus importante, et une cadence de lancement plus élevée en étalant la recharge sur plusieurs packs de batteries.
Rocket motors with Delchev mix [top]
This is based on an old patent by Nedelko 'Nick' Delchev where he proposed to mix an oxidizer and fuel in concentrations such that the mix is stable until exposed to a catalyst. The inventor envisioned applications in the automobile and power generation domains, but it would be more useful in anaerobic conditions like submarine and spacecraft propulsion.
This concept use the Delchev mix as the base for liquid, solid and 'hybrid' rockets. It takes advantage of the simplicity of having only one propellant, which can be created from simple substances like water and sugar. The bread-based graphite foam is an good example of an advanced material created by putting a well-known material through a well-known process.
Ce dessin est basé sur un vieux brevet par Nedelko 'Nick' Delchev où il propose de mélanger un oxydant et un carburant dans des concentrations telles que le mélange est stable jusqu'à qu'il soit exposé à un catalyseur. L'inventeur envisageait des applications dans les domaines de l'automobile et de la génération d'énergie, mais il serait plus utile dans des conditions anaérobiques comme la propulsion sous-marine et spatiale.
Ce concept emploie la mélange de Delchev comme base pour des fusées liquides, solides et 'hybrides'. Il profite de la simplicité de n'avoir qu'un seul ergol, qui peut être créé à partir de substances simples comme l'eau et le sucre. La mousse de graphite à base de pain pyrolisé est un bon exemple d'un matériau avancé créé en combinant un matériau bien-connu et un processus bien-connu.
Rotor-based air-launch system [top]
The idea of launching rockets from the air rather than the ground is not novel : its has been done with planes (Orbital ATK and Virgin Orbital) and balloons (mainly for sounding rockets) and I imagined a rotor-based system. The main inspiration is a video showing a giant version of the girandole firework, although the contraption is merely spin-stabilized and lift comes from the rocket engines.
Placing the rotor below the payload is not inherently unstable, as demonstrated by flying platforms like the Hiller VZ-1 Pawnee. Interestingly, the project of reusable single-stage-to-orbit launcher Roton was supposed to land using a nose-mounted rotor.
L'idée de lancer des fusées en altitude plutôt que depuis le sol n'est pas nouvelle : cela a déjà été fait avec des avions (Orbital ATK et Virgin Orbital) et des ballons (principalement pour des fusées sondes) et j'ai imaginé un système à rotor. L'inspiration m'est venu d'une vidéo montrant une version géante du feu d'artifice appelé girandole, même si le girandole est seulement stabilisé par rotation et la portance provient des moteurs fusées.
Placer le rotor sous la fusée n'est pas forcément instable, comme démontré par des plateformes volantes comme le Hiller VZ-1 Pawnee. Par ailleurs, le projet de lanceur spatial réutilisable mono-étage Roton était supposé atterrir avec un rotor monté dans le nez.
Scanning liquid mirror telescope [top]
Some time ago I found about liquid mirror telescopes, where the parabolic mirror is formed by spinning a mass of reflective liquid on a vertical axis. They are much less expensive to manufacture than polished glass mirrors but can only be pointed straight up.
So I designed ways to scan the sky with such liquid mirrors, inspired by the Holmdel Horn Antenna for the first variant and the RATAN-600 radio-telescope for the other.
Il y a quelques temps j'ai appris l'existence des télescopes à miroir liquide où le miroir parabolique est formé en faisant tourner une masse de liquide réfléchissant sur une axe vertical. Ils sont beaucoup moins chers à fabriquer que les miroirs en verre poli mais peuvent seulement être pointés vers le zénith.
Donc j'ai conçu des méthodes pour scanner le ciel entier avec de tels miroirs liquides, en m'inspirant du Holmdel Horn Antenna pour la première variante et du radio-télescope RATAN-600 pour l'autre.
Self-pressurized rocket [top]
This is a concept for a low-tech low-cost satellite launcher constructed mainly from Oil&Gas industry components, like pipeline sections and modified piping. Engine configuration and staging could vary depending on mission parameters.
The two variants presented are self-pressurized to around 7 bars, then use an expander cycle to get to 30-40 bars in the combustion chamber. The pressure exchangers allow the heated gaseous propane to compress the propellants without the complexity of a turbopump.
Scott Manley posted a video on the Lance missile, which features not only two concentric rocket engines but also propellant pressurization with pistons. A bit like in my concept, but the pressure is obtained from a gas generator rather than from the equilibrium saturation pressure of the fuel.
Voici un concept de lanceur de satellite low-tech à bas coût, construit principalement à partir de composants de l'industrie pétrolière comme des sections de pipeline et des tuyaux modifiés. L'agencement des moteurs et des étages va dépendre des paramètres de la mission à accomplir.
Les deux variantes présentées sont auto-pressurisées à environ 7 bars (la pression de vapeur du propane) puis un cycle d'expansion permet de monter à 30-40 bars dans la chambre de combustion. Les échangeurs de pression permettent au propane gazeux chaud de comprimer les propergols sans la complexité d'une turbopompe.
Scott Manley a posté une vidéo sur le missile Lance, qui comporte non seulement deux moteurs fusée concentriques mais aussi une pressurisation du propergol par pistons. C'est similaire à mon concept, mais la pression est obtenue à l'aide d'un générateur de gaz plutôt que via la pression d'équilibre du carburant.
Self-pressurized rocket (reusable) [top]
This is a followup on my self-pressurized rocket, with the aim to make it partially reusable like the Falcon 9. The main difference here is to use jet engines (with 2D thrust vectoring and flow reverser on the air intakes) and a ballute (balloon-parachute) for takeoff and landing, rather that developing more complex throttlable rocket engines. Partial inspiration came from an amateur proposal (in French) to recuperate the first stage of Ariane 5 with an hydrogen-filled ballon.
Ceci est une suite de ma fusée auto-pressurisée, avec le but de la rendre partiellement réutilisable comme la Falcon 9. La principale différence est d'employer des moteurs à réaction (with poussée vectorielle et des inverseurs de flux sur les entrées d'air) et un ballute (ballon-parachute) pour le décollage et l’atterrissage, plutôt que de développer des moteurs fusée à poussée variable plus complexes. Une inspiration partielle m'est venue d'une proposition amateur pour récupérer le premier étage d'Ariane 5 avec un ballon rempli d'hydrogène.
Space gun on artificial mountain [top]
The inspiration for this concept is a video on the ERFB artillery shell which mentioned Gerald Bull, project HARP and project Babylon. Space guns proposals are generally fixed in space due to their great size, limiting the range of orbits achievable by their rocket-assisted projectiles. But an artificial mountain based on a hyperboloid structure could allow such a gun to rotate while remaining light enough to build.
L'inspiration pour ce concept est une vidéo sur l'obus d'artillerie ERFB qui mentionne Gerald Bull et les projets HARP et Babylon. Les projets de cannon spatial sont généralement fixé en position à cause de leur grande taille, limitant l'étendue des orbites permises par leurs projectiles à propulsion fusée. Mais une montagne artificielle basée sur une structure hyperboloïde pourrait permettre à un tel cannon de tourner tout en restant suffisamment légère pour être construite.
Telescopic launch tower [top]
I recently watched a video about various methods of air-launching a rocket into orbit. The maximum payloads gains are around 15% for stationary launch (like from a balloon) and 30% for horizontal launch (from an airplane or winged rocket) but there are practical limitations to the size of the rocket.
With the principle of active support columns fresh in my mind, I imagined a telescopic launch tower which could reach altitudes high enough to get the benefits of air-launching without the penalties of airborne infrastructure. The launchpad is flush with the ground when retracted, allowing easy access to the rocket.
J'ai regardé récemment une vidéo sur différentes méthodes de lancement aérien d'une fusée orbitale. Les gains maximums en matière de charge utile sont de l'ordre de 15% pour un lancement stationnaire (sous un ballon) et 30% pour un lancement horizontal (sous un avion) mais il y a des limitations pratiques à la taille de la fusée.
Avec le principe des colonnes à support actif frais dans mon esprit, j'ai imaginé une tour de lancement télescopique qui pourrait atteindre des altitudes suffisantes pour obtenir les bénéfices du lancement aérien sans les problèmes d'une infrastructure aéroportée. Le pas de lancement est au ras du sol lorsqu'il est rétracté, ce qui permet un accès facile à la fusée.
Unmanned air-launch rocket carrier [top]
Launching an orbital rocket from an aircraft can increase its payload by 10 to 15 % depending on altitude and speed at release, the benefits being more pronounced for smaller rockets. Most existing air-launching platforms are converted manned aircraft, but this introduces safety concerns due to the energetic propellants used. So I wanted to draft a small unmanned carrier with a big capacity, the hybrid propulsion combining the high density of jet fuel and the efficiency of electric motors. The design mutated quite a bit before stabilizing into a mix between the Lockheed U-2, the Heinkel He-162 and the Tupolev Tu-95.
Lancer une fusée orbitale depuis un avion permet d'augmenter sa charge utile de 10 à 15 % en fonction de l'altitude et de la vitesse au largage, les bénéfices étant plus prononcés pour des petites fusées. La plupart des plateformes de lancement aérien existantes sont des avions habités convertis, mais cela introduit des soucis de sécurité à cause des propergols énergétiques employés. Donc j'ai voulu dessiner un petit porte-fusée non-habité avec une grande capacité, la propulsion hybride combinant la haute densité du kérosène et l'efficacité des moteurs électriques. Le design a pas mal muté avant de se stabiliser en un mélange entre le Lockheed U-2, le Heinkel He-162 et le Tupolev Tu-95.
Wood-based SRB [top]
This concept emerged while I was reading a paper about ALICE, a propellant mix for solid rocket boosters made of aluminum nano-particles and water ice. It is more eco-friendly than conventional SRB propellants and could be manufactured on the moon and asteroids from local materials.
For use on Earth, I was thinking that you could stabilize the ALICE and delay its thawing by mixing it with some sawdust. This would make it into pykrete, a material invented during WWII for Project Habakkuk to build a giant aircraft carrier. Then I wondered if you could use other wood-based products to build the booster, like this thin cellulose laminate as strong as some titanium alloys.
Ce concept de moteur-fusée en bois m'est venu à l'esprit en lisant un article scientifique sur le propergol ALICE, un mélange de glace d'eau et de nano-particules d'aluminium qui est plus écologique que les propergols conventionnels et peut être fabriqué sur la lune et les astéroïdes à partir de matériaux locaux.
Pour une utilisation terrestre, j'ai pensé que l'on pourrait stabiliser le mélange et retarder sa fonte en y ajoutant de la sciure de bois. Cela en ferait du pykrete, un matériau inventé dans la seconde guerre mondiale pour le projet Habakkuk de construction d'un port-avions géant pour l'atlantique nord. Puis je me suis demandé si l'on ne pouvait pas construire le reste du moteur-fusée avec des produits dérivés du bois, comme le bois densfié qui est aussi robuste que certains alliages de titane...