
English: 
I want to talk to you about how you use
chemistry to actually fire a rocket into space.
There are really in a sense three considerations
you need to worry about
when your making your choice about the kind
of system you are going to use to power your rocket.
The first is, what is the impulse,
in other words how much push does your fuel
actually deliver?
The second thing is how much does
it weigh, because of course the heavier it
is, the more costly.
And then finally, the third consideration,
is going to be safety.

French: 
Je veux vous parler de la façon dont on utilise la chimie pour lancer une fusée dans l'espace.
Il y a trois choses à prendre en considération quand vous faites votre choix
sur le type de système que vous allez utiliser pour alimenter votre fusée.
La première est : quelle est l'impulsion, autrement dit la poussée, que votre combustible
va effectivement fournir ?
La deuxième chose est de savoir combien cela va peser, parce que bien sûr, plus ce sera lourd
plus ça coûtera cher.
Et enfin, la troisième considération, va être la sécurité.

French: 
L'idée principale est que vous allumez un feu et que pour obtenir un feu, vous avez besoin d'un combustible et
d'un comburant. Donc, normalement, lorsque vous allumez une allumette, elle brûle parce que
le bois est le combustible et le dioxygène de l'air est le comburant. Mais bien sûr, le dioxygène n'est pas
disponible dans l'espace, vous devez donc l’emmener avec vous.
Une des options consiste basiquement à construire un feu d'artifice, c’est à dire un matériau solide
que vous allumez à une extrémité. Ce matériau solide contient un mélange de combustible et de comburant.
C’est le principe des boosters à poudre qui ont permis de mettre en orbite la navette spatiale
et d’emmener des astronautes vers l'ISS.
Une deuxième possibilité consiste à utiliser des liquides cryogéniques. Le dihydrogène et le dioxygène réagissent
rapidement l’un avec l’autre, en libérant une énorme quantité de chaleur. En les refroidissant, pour qu’ils deviennent liquides,

English: 
The key idea really is that you are starting
a fire and to get a fire you need a fuel and
you need an oxidiser. So normally when you
light a match, that match burns because the
wood is the fuel and the oxygen in the air
is the oxidiser. But of course oxygen is not
available in space so you have got to take
your own.
One option is essentially to build yourself
a firework and a firework consists
of a solid material that you light at one
end. That material contains fuel and oxidiser together.
This was the principle behind the solid state
boosters that took the space shuttle into
orbit to deliver astronauts to the ISS.
A second possibility is to use cryogenic liquids.
We know that hydrogen and oxygen react pretty
fast with each other and with a huge release
of heat. Well imagine that you make the hydrogen

English: 
and the oxygen liquid, you store them in tanks
and then you mix them together and light the result.
That was the solution that was used in the
1970's, when I was a kid, to fire the Apollo
astronauts off towards the moon. You would
see that huge rocket, with plums of condensation
coming out the side.
But the other possibility is to use two liquids,
which you could mix together, and they would
spontaneously ignite. This is the most intriguing,
but actually, to me, the most terrifying of the possibilities
These are what are called
hypergolic mixtures. They are ones that can
really give you tremendous bang for your buck.
This is the kind of chemistry that makes me very nervous. Let's have a look.
We are going to start with our oxidiser, Nitrogen
Dioxide, is a very very volatile liquid and

French: 
et en les stockant dans des réservoirs, on peut ensuite les mélanger et enflammer le tout.
C'est la solution qui a été utilisée dans les années 1970, quand j'étais gamin, pour envoyer les astronautes
d’Apollo vers la lune. On voyait cette énorme fusée, avec ces immenses trainées de condensation
qui sortaient sur les côtés.
Mais une autre possibilité est d'utiliser deux liquides, qui une fois mélangés,
s'enflamment spontanément. C’est pour moi, la plus intrigante mais aussi la plus terrifiante des possibilités.
Ils sont ce qu'on appelle des mélanges hypergoliques, ce genre de substances qui peuvent
littéralement vous exploser à la figure.
Et c'est le genre de réaction chimique qui me rend très nerveux. Regardons.
Nous allons commencer avec notre comburant, le dioxyde d'azote,
qui est un liquide très très volatile

English: 
it boils at about 21�C. So I have it on
ice here and we are going to condense it into
this test tube, and down at the bottom, you
can actually see some drops of NO2 coming
out of that little pipette tip. That colourless
liquid is actually Nitrogen Tetroxide linked
to another one. So we call it Dinitrogen Tetroxide.
Now we come to the part where we are going
to put in the fuel. Dimethylhydrazine, which
is actually one of the key components of a
mixture called Aerozine 50, which NASA have
used for a very long time to power some of
their rockets. And I have got it in this very
long pipette.That silly pipette is there
for a reason; I don't want my hands anywhere
near this thing.
You can really see here this very fast reaction
which generates loads of Nitrogen and also

French: 
et qui bout à environ 21°C. Je dois donc utiliser un bain de glace pour le liquéfier
dans ce tube à essai. En bas, on
peut effectivement voir quelques gouttes de NO2 sortir
de cette pipette. Ce liquide incolore
est en fait deux molécules de NO2 liées ensemble
qui forment du tetraoxyde de diazote N2O4.
Maintenant, je vais ajouter le comburant
le diméthylhydrazine, qui est en fait l'un des principaux éléments d'un mélange appelé Aerozine 50
que la NASA a longtemps utilisé pour alimenter certaines fusées.
Et je l'ai prélevé dans cette très très longue pipette pour une bonne raison,
je ne veux absolument pas que mes mains soient près de cette chose.
On peut vraiment voir ici cette réaction très rapide qui génère de grandes quantités de diazote mais aussi

English: 
Ethane. All of the products here are gaseous
and you get a tremendous expansion, at the
same time because it gets very hot it glows
so brightly, and produces produces a big brown
plume. My God this is impressive. What's
scary about it, is how fast that reaction
happens, and I think sometimes we get maybe
a little bit complacent. Here we have a reaction
which is absolutely instantaneous. This is
a reaction which clearly has no activation
barrier, every single collision results in
a reaction, and whats more, every reaction
results in very fast hot products. So you
get this extraordinary, explosive cascade.
Which is where that sound comes from.

French: 
d'éthane. Tous les produits formés étant gazeux, on observe donc une énorme expansion de ces gaz,
combiné à une lumière intense due à la chaleur libérée, ainsi qu'une fumée brune.
C'est très impressionnant, et d'autant plus effrayant que la réaction est très très rapide.
Je pense parfois que nous sommes
un peu trop complaisants, trop sûrs de nous.
Voilà une réaction qui se produit instantanément et qui n'a absolument aucune barrière d'activation.
Chaque collision de molécules entraîne une réaction, et de plus,
génère des produits chauds et rapide. On obtient donc cette extraordinaire enchainement explosif.
Et c'est de là que vient ce son.

English: 
So to me, it is a tremendous testament, not
simply to the chemists who discovered this
thing, but actually to the guys who first
applied it and first realised that this may
have potential. And then ultimately, to the
engineers who were able to find ways to control this.
Its a remarkable thing and its not just the
chemistry, its the physics and its the engineering.
Chapeau!

French: 
Donc, pour moi, c'est un magnifique hommage, non seulement aux chimistes qui ont découvert cela
mais aussi à ceux qui, en premier, ont pris conscience du potentiel de cette réaction et qui l'ont utilisé.
Et enfin aux ingénieurs qui ont été en mesure de trouver des moyens de la contrôler.
C'est vraiment remarquable et pas uniquement du point de vue de la chimie mais aussi de la physique et de l'ingénierie.
Chapeau !
