Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Bonjour à tous,
Ces derniers temps je me suis demandé quel propulseur serait nécessaire à un vaisseau spatial pour atteindre une vitesse proche de la lumière.
Pour atteindre la vitesse de la lumière, il faudrait que le propulseur :
1) dispose d'une énergie considérable (fusion nucléaire, antimatière,...)
2) propulse quelque chose à la vitesse de la lumière
Or la seule chose que l'on puisse expulser d'un propulseur à la vitesse de la lumière, dans l'état actuel de nos connaissances, c'est la lumière, par l'utilisation d'un laser.
A votre avis, si dans le futur nous pouvions maîtriser la fusion nucléaire ou une autre source d'énergie comme l'antimatière, serait-il possible d'approcher la vitesse de la lumière avec un engin spatial propulsé par un laser ultra-puissant ?
Et si dès aujourd'hui nous construisions un vaisseau spatial propulsé au laser avec énergie nucléaire, à votre avis, quelle vitesse pourrait-on atteindre ?
Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
bonjour,
et comment maitriserais-tu l'accélération, qui pourrait être fatale au corps humain ?
20/12/2006 - 15h30
Nanji
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par myke_eol
bonjour,
et comment maitriserais-tu l'accélération, qui pourrait être fatale au corps humain ?
avec le laser, bien que la lumière sorte à la vitesse de la lumière, la poussée est très faible. Ca serait une accélération progressive sur plusieurs mois ou années (possible dans le vide spatial). Un peu du genre des moteurs ioniques qu'on utilise déjà.
20/12/2006 - 15h38
Nanji
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par myke_eol
bonjour,
et comment maitriserais-tu l'accélération, qui pourrait être fatale au corps humain ?
J'ai fais un petit calcul vite fait. Avec une accélération de 1G, soit une accéleration de de 36 km/h chaque seconde, on arrive à la vitesse de la lumière environ au bout d'un an. En plus, ça permet de maintenir une gravité artificielle équivalente à celle de la terre pendant toute la durée de l'accélération !
20/12/2006 - 17h56
danyvio
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Il n'est pas utile d'avoir un gaz ou autre chose propulsée à grande vitesse à l'arrière d'une fusée pour accélérer : dans le vide intersidéral, par l'effet de réaction, l'envoi vers l'arrière de quelque chose d'énergétique crée une accélération, même si le propulseur est un gaz "lent". Se référer au concept de conservation de la quantité de mouvement.
Suivez scrupuleusement mon conseil : n'écoutez jamais les conseilleurs !
20/12/2006 - 18h03
danyvio
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par Nanji
J'ai fais un petit calcul vite fait. Avec une accélération de 1G, soit une accéleration de de 36 km/h chaque seconde, on arrive à la vitesse de la lumière environ au bout d'un an. En plus, ça permet de maintenir une gravité artificielle équivalente à celle de la terre pendant toute la durée de l'accélération !
Autre problème à intégrer, et il n'est pas mince : au fur et à mesure que la vitesse s'approche de la vitesse de la lumière, les effets relativistes se font sentir, et la masse de ton engin augmente prodigieusement, selon la formule :
m=m0 x , où m0 est la masse de la fusée au repos, v sa vitesse, et c la vitesse de la lumière.
Suivez scrupuleusement mon conseil : n'écoutez jamais les conseilleurs !
Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par Nanji
J'ai fais un petit calcul vite fait. Avec une accélération de 1G, soit une accéleration de de 36 km/h chaque seconde, on arrive à la vitesse de la lumière environ au bout d'un an. En plus, ça permet de maintenir une gravité artificielle équivalente à celle de la terre pendant toute la durée de l'accélération !
Bonsoir Nanji
Le concept Lighcraft me semble viable et peu honéreux, cependant pour aller sur Mars et revenir, il faut un 1ère mission qui installera le même système sur Mars pour le retour.
Donc une mission utilisant un système conventionnel, et c'est reparti pour 9 mois.
Quand à atteindre la vitesse de la lumière ou un peu moins as tu une source ?
Concernant la propulsion nucléaire, quelques liens avant d'aller plus loin :
The Orion nuclear pulse drive combines a very high exhaust velocity, from 20,000 to 30,000,000 m/s, with meganewtons of thrust. Many spacecraft propulsion drives can achieve one of these or the other, but nuclear pulse rockets are the only existing technology that delivers both (see spacecraft propulsion for more speculative systems). Specific impulse measures how much thrust can be derived from a given mass of fuel, and is the standard figure of merit for rocketry.
Unmanned Orion-style nuclear pulse rockets can tolerate very large accelerations. A human-crewed Orion, however, must use damped springs behind the pusher plate to smooth the instantaneous acceleration to a level that humans can withstand — typically about 1–3g.
Nous devons même être prêts à admettre que le cadre scientifique, en raison de sa logique infernale, exclut certaines classes de phénomènes, parmi lesquels pourraient se trouver les ovnis [J. Allen Hynek, The UFO experience - A Scientific Inquiry, 1972]
21/12/2006 - 05h03
Nanji
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par danyvio
Il n'est pas utile d'avoir un gaz ou autre chose propulsée à grande vitesse à l'arrière d'une fusée pour accélérer : dans le vide intersidéral, par l'effet de réaction, l'envoi vers l'arrière de quelque chose d'énergétique crée une accélération, même si le propulseur est un gaz "lent". Se référer au concept de conservation de la quantité de mouvement.
Donc si peu importe la vitesse à laquelle sort le gaz, tout ce dont nous avons besoin pour approcher la vitesse de la lumière, c'est une source d'énergie extraordinaire.
Nous commencons déjà à pouvoir stocker un peu d'antimatière. Une propulsion à antimatière semble donc faisable d'ici quelques siècles.
Pourrions-nous donc approcher la vitesse de la lumière, avec une propulsion à antimatière ? Aussi, il ne s'agirait pas d'atteindre la vitesse de la lumière, mais simplement de l'approcher, sachant que 250 000 km/sec serait suffisant pour aller voyager vers les étoiles les plus proches. Pas besoin de s'obstiner à vouloir grapiller quelques km/sec de plus qui seraient très énergivores, pour approcher au plus près de la vitesse de la lumière
21/12/2006 - 12h47
Gilgamesh
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Salut, j'avais fait qq calculs dans ce sens. Bon, l'arche était très massive : 70 Gt (j'ai pas mal réduit ses dimension depuis, on doit être dans les 50 Gt, 30 sans carburants)
Alternative partielle : poussée radiative
--------------------------------------
Pour réduire la masse a emporter ou la durée du trajet on peut envisager d'emprunter la poussée radiative du Soleil avec une voile solaire. On peut imaginer des structures aluminisées dont la masse surfacique ne dépasse pas 0,2g/m².
La voile ci-dessous fait 200 km de rayon, ce qui représente 125 000 km² pour une masse de 25 000 t, ce qui est raisonnable (3 tours Eiffel 1/2).
La poussée radiative est de 6,7N/GW. Au niveau de l'orbite terrestre (1500 W/m²) cela représenterait une poussée de 1,3 MN (130 t). Largement insuffisant, surtout que cette poussée décroit en 1/x² (x étant la distance au Soleil). On table sur une accélération de 7 mm/s² (+210 km/s/an) ce qui représente une poussée transmise de 350 GN (3,5 Mt) pour une Arche de 50 Gt.
Une solution serait d'installer une source laser très puissante sur un corps moyen du système solaire et de focaliser le rayon sur la voile. Le carburant embarqué ne sert plus qu'à la déceleration et l'Arche ne fait plus que 70 Gt. La puissance laser nécessaire est de 1 milliard de GW (soit la fusion de 10t de Deuterium par seconde) et la voile reçoit l'équivallent de 10000 fois la puissance solaire du niveau de l'orbite terrestre.
a+
27/01/2007 - 04h56
Jiav
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
un air de déjà vu
Robert Forward’s interstellar laser sails
Light sails are another possibility. Rather than use rockets, why not use light. When light strikes an object, it pushes on it ever so slightly. Use lots of light over a very large area, and the forces get noticeable. That is the idea here. Robert Forward proposed using a 10-million-gigawatt laser to shine through a thousand kilometer Fresnel lens onto a thousand kilometer sail. With these numbers, it is claimed that one could send a thousand-ton vehicle with crew to our nearest star in 10 years!
What’s the catch? That 10-million-gigawatt laser. That power level is ten thousand times more than the power used on all the Earth today.
So, Forward revised the concept to more reasonable power levels. This time it only has a 10-gigawatt microwave laser (still a feat unto itself), and this time the vehicle is a frail 16 grams of fine wires spread over just one kilometer. The sail has all its sensors and stuff built right into its array of wires.
This and similar concepts are still under investigation. Significant advances are still required, however, before we can create such systems and before we have a sufficiently robust space program that could put them in space.
... mais ton image est pas mal plus jolie
Les jeunes d'aujourd'hui! Pourris! Gâtés! Enfants-rois! (adapté de Socrate, -400 BC)
Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
euh, dans ces projets il s'appuierait sur quoi le laser ? il y a une force équivalente de recul sur lui ! et si on le construit sur une planète, il va tourner, ou alors on est obligé de le construire sur un pôle...
Le bout du tunnel, c'est souvent le phare d'un train qui vient en sens inverse (Murphy).
27/01/2007 - 16h45
spitfireman
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bon.. t'es sur betelgeuse tu tourne a droite apres la 3eme galaxie et t'y est!
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Bonjour
Moi j'ai une question à propos du "lightaircraft"
Celui qu'on voit sur la vidéo fonctionne vraiment par réaction de la force que viens exercer le laser dessus (si j'ai bien compris c'est comme ca que c'est censé marcher... )
Ou est ce que c'est du à la force qu'exerce la dilatation très rapide de l'air du à un echauffement momentané du lui meme à l'echauffement de l'engin (ou de la reflexion de la lumiere qu'il concetre juste en dessous de lui)??
Ou bien alors un peu des deux ^^
Parce que si tel est le cas les performance risque d'etre bien moins importantes dans l'espace... Il y a-t-il deja eu des experience réalisé dans le vide???
En tout cas voila un procédé très interessent (dommage qu'il soit un peu dangereux et couteux pour le tester chez soit )
"un fanatique c'est quelqu'un qui ne change jamais d'avis et qui ne change jamai de sujet" Churchill
27/01/2007 - 17h16
Gilgamesh
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par Jiav
... mais ton image est pas mal plus jolie
Et j'avais même pas lu Forward avant (je l'ai tjs pas lu d'ailleurs mais Lambda0 m'a fourni les références)
27/01/2007 - 17h27
Gilgamesh
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Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par gillesh38
euh, dans ces projets il s'appuierait sur quoi le laser ? il y a une force équivalente de recul sur lui ! et si on le construit sur une planète, il va tourner, ou alors on est obligé de le construire sur un pôle...
Pour la force de recul c'est sur, mais le rapport des masses...
Si l'arche interstellaire (25 Gt x 4500 km/s) était propulsée depuis la Lune, la variation de vitesse de celle ci serait de 1,5 mm/s. Remarque, c'est si pas mal, quand même...
Sinon on peut construire comme tu dis au pôle ou en faire 3 sur la circonférence par exemple (c'est pas plus mal de les laisser refroidir un peu ).
Re : Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?
Envoyé par spitfireman
Bonjour
Moi j'ai une question à propos du "lightaircraft"
Celui qu'on voit sur la vidéo fonctionne vraiment par réaction de la force que viens exercer le laser dessus (si j'ai bien compris c'est comme ca que c'est censé marcher... )
Ou est ce que c'est du à la force qu'exerce la dilatation très rapide de l'air du à un echauffement momentané du lui meme à l'echauffement de l'engin (ou de la reflexion de la lumiere qu'il concetre juste en dessous de lui)??
Ou bien alors un peu des deux ^^
Dans l'atmosphère c'est du à la dilatation de l'air :
The mirror focuses the beam, rapidly heating the air to 5 TIMES the temperature of the sun, creating a blast wave out the back that pushes the vehicle upward. As the beam is rapidly pulsed, the vehicle is continuously propelled forward, on its way to orbit.
Parce que si tel est le cas les performance risque d'etre bien moins importantes dans l'espace... Il y a-t-il deja eu des experience réalisé dans le vide???
Dans l'espace c'est simplement l'impulsion des photons qui est transmise à la voile.
p = h.nu/c
p impulsion par photon
h cte de Planck
nu fréquence
c vitesse de la lumière
La poussée résultante est de 1 Newton pour 6,7 GW de puissance lumineuse. Il faut de très grandes voiles, une puissance lumineuse énorme et un charge faible.
Pour envoyer une sonde en simple survol vers un système stellaire ça peut s'envisager.
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