Propulsion dans l'espace.

[Bimini]

Bonjours à tous,

Comment pourrait faire un vaisseau interstellaire pour se propulser dans l'espace ?

1 - Compte tenu du vide de l'espace, un propulsion de quelques secondes ou minutes suffit pour le lui donner l'impulsion de départ et après il "glisse". Dans ce cas j'imagine que la vitesse sera constante.

ou alors...

2 - Il doit avoir une propulsion régulière. Dans ce cas la vitesse sera-t-elle constante ou perpétuelle augmentation ?

Petite précision : dans les deux cas, le départ se fait depuis l'espace.

Merci pour votre aide,

Michaël.
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[f6bes]

Bjr à toi,
Ce qui "freine" c'est les obstacles et les frottements.
Sur Terre les "motorisations" des véhicules ne font, à VITESSE CONSTANTE,
QUE compenser le ""freinage" du à l'air, aux frottements etc...
Le moteur compense EXACTEMENT cela et.......pas plus.

Dans l'espace en absence de "freinage" ,du à quoi que ce soit, une fois "lancer" RIEN ne contrecarre l'avancement du "véhicule". Donc il avance à vitesse CONSTANTE, sans avoir BESOIN du "moteur".
Si tu fais fonctionner le moteur, celui ci procure une ACCELERATION CONSTANTE.
Il n'y a pas de "freinage" à compenser. La puissance du moteur crée donc une accélération continue et n'est utilisé qu'à cela.
A+

[inviteec0d6e6f]

Salut,

wow, en vérité, y a des chapitres entiers a faire la dessus.
mais plutôt que de mettre la charrue avant les boeufs, je pense que Bimini doit d'abord comprendre les bases de la mécanique spatiale.

=> http://www.educnet.education.fr/orbi...meca/meca1.htm

T'as de quoi te régaler là ! bonnes lectures !

1 - Compte tenu du vide de l'espace, un propulsion de quelques secondes ou minutes suffit pour le lui donner l'impulsion de départ et après il "glisse". Dans ce cas j'imagine que la vitesse sera constante.

Et bien non en fait, la vitesse d'un truc en orbite n'est jamais stable, sauf dans un cas unique : celui ou l'orbite a une excentricité de 0, cad le seul cas ou l'orbite est parfaitement ronde. Ce qui n'est jamais exactement le cas.
Dès lors, la vitesse est toujours plus importante au périapside (périgée pour la terre), le point le plus bas de l'orbite, qu'a l'apoapside (apogée pour la terre), le point le plus haut de l'orbite.

[Bimini]

Bonjour,

Merci à vous deux pour vos précisions et lien. Je vais étudier les lois fondamentales de la mécanique spatiale quand je serai un peu plus réveillé.

... la vitesse d'un truc en orbite n'est jamais stable, sauf dans un cas unique : celui ou l'orbite a une excentricité de 0, cad le seul cas ou l'orbite est parfaitement ronde. Ce qui n'est jamais exactement le cas.
Dès lors, la vitesse est toujours plus importante au périapside (périgée pour la terre), le point le plus bas de l'orbite, qu'a l'apoapside (apogée pour la terre), le point le plus haut de l'orbite.

Effectivement Carcharodon, j'ai remarqué ces variations de vitesse en regardant cette animation dont tu m'as donné le lien sur une autre discussion.
Mais en fait, la chose que j'ai omis de préciser était que je parlais d'un déplacement interstellaire en ligne droite.

Encore merci pour votre aide,

Michaël.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteec0d6e6f]

Mais en fait, la chose que j'ai omis de préciser était que je parlais d'un déplacement interstellaire en ligne droite.

Interstellaire ?
Ça reste quand même de la pure science fiction a l'heure actuelle, ou on est même pas foutu de poser le pied sur mars.

Mais de toute façon même en voyage interstellaire classique (sans utilisation de singularités de déformation de l'espace temps) JAMAIS tu ne peux aller en ligne droite, car tu es avant tout soumis a des contraintes gravitationnelles, en permanence.
Tant que tu n'es pas sorti du système solaire, c'est le soleil qui fait la loi (même pluton y est soumise, même le nuage d'Oort situé 1000 fois plus loin que Pluton est soumis a l'attraction solaire, a 50.000 fois la distance terre/soleil !) et qui t'obliges a naviguer en courbe, sauf a consommer une énergie proprement gargantuesque pour lutter (assez stupidement) contre le moteur de gravitation du soleil.

Mais en partant du système solaire, tant que tu n'es pas sorti de son influence (+ de 50.000 UA, donc), tu ne PEUX PAS aller en ligne droite.
Et quand tu sors de son influence, c'est pour rentrer dans celle de l'étoile d'à coté, donc ... tu ne peux définitivement pas, jamais, quelque soit la technique employée, aller en ligne droite dans l'espace.

La ligne droite, ça n'existe que dans un monde terrestre a l'échelle absolument minuscule comparé a la taille des systèmes stellaires.
Dans l'espace, a l'échelle des systèmes, il n'y a plus que des courbes.
En fait, nos lignes droites terrestres ne sont que d'infimes parties d'immenses courbes, car si on les prolongeait a l'infini, elles ne seraient plus des lignes droites.

Encore merci pour votre aide

U'r welcome

[invite02ff802c]

Je voudrais ajouter que, où que tu te trouves, tu subis les champs gravitationnels de l’ensemble des objets de l’univers. En fonction de leur masse et de leur proximité certains sont prépondérants et le reste peut être négligeable. Ainsi, un objet sur Terre subit le champ de celle-ci mais et, si on peut négliger dans beaucoup de cas celui de la Lune, ce dernier est loin d’être nul (d’où les marées) de même que celui du Soleil.

Les satellites n’ont jamais d’orbite parfaitement régulières car ils sont soumis aussi à la gravitation de la Lune, du Soleil et dans une moindre mesure des autres corps. Il faut donc constamment corriger leur trajectoire.
Une sonde interplanétaire, à mesure qu’elle s’éloigne de la Terre, est de plus en plus soumise au champ du soleil.
Un objet en mouvement ne s’éloigne donc d’un « puits » de gravitation que pour s’approcher d’autres et sa trajectoire est donc forcément une suite de courbes.

Pour économiser le carburant, les sondes comme Galileo utilisent systématiquement l’assistance gravitationnelle (aussi appelée fronde gravitationnelle) en allant frôler tour à tour les autres planètes (Mars, Vénus, etc. ou même la Terre) ce qui leur donne à chaque fois un coup d’accélération. Leur trajectoire ressemble donc à un spaghetti cuit plutôt que cru.

Dans le cas de voyage « interstellaire » c’est la même chose. Les sondes Voyager et Pioneer sont graduellement soumises aux champs de la Voie Lactée et des étoiles les plus proches.
Pas de ligne droite, on passe d’une orbite à une autre.

La navigation dans l’espace obéit donc à une stratégie très jeu de billard à bandes multiples, sachant que toute propulsion a forcément un cout exorbitant

ND

[Vador59]

Salut!

Pour aller dans le sens de Carcharodon et de Nicolas Daum, les scientifiques ont réfléchi à cette manière d'utiliser de véritables "autoroutes gravitationnelles", pour faciliter les déplacements de leurs sondes spatiales, sur des trajectoires économiques. Une technique valable aussi bien à l'intérieur du système solaire que dans le milieu interstellaire...

Un petit lien pour s'informer (au format PDF): http://sigmaxi.org/4Lane/ForeignPDF/...RossFrench.pdf

Bonne fin de journée!

[invite02ff802c]

Pour aller dans le sens de Carcharodon et de Nicolas Daum,

Comme j’ai vu sur un T-shirt : « Ne me suivez pas, je suis perdu aussi. » J’ai donc bien peur que si tu vas dans mon sens tu n’ailles pas très loin

À part ça les autoroutes gravitationnelles devraient s’appeler le chemin des écoliers pour ceux qui ne sont pas pressés et qui veulent rejeter le moins de CO2 possible (quoique, dans l’espace, on s’en fout).

ND

[inviteec0d6e6f]

Et puis c'est dangereux de suivre un grand blanc !

Excellent article sur l'assistance gravitationnelle, ou il ne manque qu'une seule chose : le fait d'avouer que les trajets sont considérablement plus long de cette façon, qu'en tir direct.
l'idée d'utiliser les assistances gravitationnelles pour la conquête du système solaire ou des vols habités vers mars n'est pas vraiment réaliste tant qu'on ne sait pas faire tenir des hommes plusieurs années en micro-gravité ...

Mais pour le matos, c'est génial effectivement.
Le tout étant d'être trèèèès patient, car la mission peut durer plusieurs dizaines de fois plus longtemps que la même mission en tir direct.

[Bimini]

Bonjour à tous...

... et merci pour votre participation.

Pour ceux qui ne le savent pas, je pose ces questions pour quelques recherches pour un roman. Il n'est pas question de développer tout un chapitre scientifique sur le déplacement d'un vaisseau dans l'espace mais de garder une certaine crédibilité par rapport à nos connaissances actuelles.

J'avais à l'origine ouvert deux discussions, l'une portant sur le déplacement et l'autre, celle-là même, portant sur la propulsion dans l'espace. Et je commence à comprendre que dans ce millieu les deux sujets sont complètement liés.

Pour les besoins de mon histoire, le vaisseau devra se déplacer à une vitesse proche de celle de la lumière. Je pars donc pour le moment à une vitesse équivalente à 80% de celle de la lumière (tout en éludant la question des effets secondaires sur la matière).

Donc si j'ai biens compris le fil de cette discussion et les doccuments annexes que vous avez proposés en lecture mes personnages doivent suivres les étapes suivantes :

1 - l'ordinateur de bord calcule la trajet idéal pour aller à destination en tenant compte de la vitesse intintiale de propulsion et des champs gravitationnels de la Voie Lactée (que je ne pense pas quitter dans mon histoire) et des étoiles que le vaisseau va croiser.

A ce stade, j'ai une question : Je pense avoir compris le principe de la fronde gravitationnelle qui s'applique aux sondes qui frôlent les planètes et qui accroit leur vitesse. Est-ce que ce même principe est toujours viable quand un vaisseau vas aussi vite que le mien, ne frôle pas des planètes mais croise des systèmes solaires de très loin ? Auquel cas, la vitesse de 240 000 Km/s. serait la vitesse atteinte à la fin du voyage car elle aurait accru au cours de celui-ci.

2 - au cours du déplacement la trajectoire du vaisseau est corrigée grâce à des petites impulssions des réacteurs latéraux et arrières.

C'est un peu comme le caillou qui retombe de manière irrémédiable vers l'eau à cause de l'attraction et qui ricoche plusieurs fois sur la surface afin d'atteindre (éventuellement) l'autre rive du lac.

Est-ce que vous confirmez ?

Pour terminer, est-il possible de connaitre la distance du point de Lagrange L1 qui se trouve entre le Soleil et Proxima du Centaure ?

A bientôt,

Michaël.

[inviteec0d6e6f]

Je pars donc pour le moment à une vitesse équivalente à 80% de celle de la lumière (tout en éludant la question des effets secondaires sur la matière).

Il serait bien qu'un spécialiste nous dise a partir de quelle % de c on commence a vraiment sentir les effets relativistes.
Je ne pense pas que 80% soit assez pour que l'effet soit significatif.
j'entends par significatif que le temps passe plusieurs fois plus lentement par rapport au référentiel immobile (ici la terre), pas seulement une fraction.
c'est d'ailleurs bien le problème : c'est qu'il faut une énergie absolument monstrueuse pour arriver a ces vitesses.
... et c'est pour ça qu'on ne peut le faire que dans les romans ...

Donc si j'ai biens compris le fil de cette discussion et les documents annexes que vous avez proposés en lecture mes personnages doivent suivre les étapes suivantes :

En fait, un vol spatial habité se décompose ainsi :

1) décollage a un moment très précis (lorsque la node de l'orbite souhaitée passe au dessus du pas de tir, fenêtre de tir de ~20 minutes pour un vol vers l'ISS par exemple) et mise en orbite basse.
avec création d'une apogée au cours de l'accélération initiale.
Puis re-accélération a l'arrivée a cette apogée pour circulariser l'orbite.
il est aussi possible de faire une mise en orbite directe, mais on ne le fait pas dans le cas d'un vol habité car, en cas de problème, l'équipage serait perdu.
ces tirs directs sont donc réservés aux satellites non habités (car ce type de tir consomme quand même moins d'ergols)

2) alignement avec le plan orbital visé.
y a toujours (a ma connaissance) besoin d'une correction de Rinc (inclinaison relative) car les perturbations gravitationnelles (voir atmosphériques) empêchent de se mettre très exactement a l'inclinaison voulue a 0.01° près (généralement 0.5 a 1° d'écart)

3) mise a feu pour création d'un rdv spatial en orbite ou pour obtenir une trajectoire de libération (dans le cas d'un vol interplanétaire).
tir d'éjection.

4) accélération rétrograde, soit pour s'arrêter a coté d'une station, soit pour se faire capturer par une planète ou un satellite naturel ( mise a feu d'injection lunaire ou martienne).

2 - au cours du déplacement la trajectoire du vaisseau est corrigée grâce à des petites impulsions des réacteurs latéraux et arrières.

Les corrections sont très épisodiques et préparées longtemps a l'avance aux endroits ou c'est le plus efficace de le faire (en terme de consommation).
tout ça est calculé au sol par des batteries d'ordinateurs et plusieurs dizaines de personnes, avant que les données ne soient envoyées a l'ordinateur de bord de l'engin spatial.
Ces corrections ne sont effectuées qu'avec les moteurs les plus puissants du bord, a savoir les réacteurs prograde, en orientant le nez de l'appareil dans la bonne direction (ce qui ne pose évidemment aucun problème dans le vide de l'espace).
les réacteurs latéraux sont appelés des RCS et ne servent qu'a donner une attitude, un positionnement en 3D, a l'engin (prograde, retrograde, orbital + ou -, pour les 4 grands cas de figures), mais pas a lui donner de l'impulsion.

Par exemple, lors des vols Apollo, il y a eu de 1 a 3 corrections, selon les vols.
généralement, 2 corrections "majeures" sont suffisantes pour un voyage interplanétaire classique (sans moteurs ioniques, mais chimiques), une a chaque tiers du parcours.
Ce sont des corrections qui durent au maximum quelques dizaines de secondes, des petites impulsions (DeltaV ridicule en comparaison de ce qui a déjà été fait) pour contrecarrer les effets de gradients de gravité multiples, très faibles mais quand même influents, auquel est soumis le vaisseau pendant le voyage, afin de le remettre sur la trajectoire idéale d'arrivée.

Il faut que tu lises en quoi consiste l'orbite de transfert de Hohmann pour bien piger et intégrer comment sont exploitées les trajectoires interplanétaires.

j'espère que j'aurais droit a un exemplaire gratuit de ton roman, en tant que conseiller technique a mi-temps !

[inviteec0d6e6f]

j'ai oublié ça =>

A ce stade, j'ai une question : Je pense avoir compris le principe de la fronde gravitationnelle qui s'applique aux sondes qui frôlent les planètes et qui accroit leur vitesse. Est-ce que ce même principe est toujours viable quand un vaisseau vas aussi vite que le mien, ne frôle pas des planètes mais croise des systèmes solaires de très loin ?

pour recourir a une assistance gravitationnelle, il faut forcément entrer dans la sphère d'influence gravitationnelle de la planète concernée.
il faut donc en être suffisamment près pour que l'influence gravitationnelle de cette planète soit supérieure a l'influence gravitationnelle du soleil.
il faut donc passer près, a moins de trois jours de voyage de la planète en considérant les vitesses que nous somme capable d'atteindre aujourd'hui (jusqu'a 15 ou 16 Km/s). Sauf si on vient déjà d'une autre fronde gravitationnelle qui aura pu augmenter considérablement notre vitesse (surtout avec Jupiter, la meilleure fronde de notre système).

Pour le cas d'une vitesse relativiste, il doit y avoir des changement a cette description de par la nature même de la vélocité exceptionnelle acquise.
mais de toute façon, une fronde gravitationnelle ne pourra pas t'accélérer au delà de c.
la masse de toutes les planètes de l'univers n'y parviendrait pas.
En fait, on peut considérer, très certainement, comme tout a fait négligeable l'accélération produite par une fronde gravitationnelle sur un engin se déplaçant a des vitesses relativistes.

là ou tu peux multiplier par un facteur 2 a 5 ta vitesse acquise avec des propulseurs chimiques (carrément presque 5 fois plus vite avec une belle fronde autour de Jupiter), l'augmentation de vitesse a l'aide d'une fronde gravitationnelle, sur un engin se déplaçant a une vitesse relativiste doit se résumer a quelques misérables fractions de pourcentage en plus.

[invitebd2b1648]

Salut !

Il serait bien qu'un spécialiste nous dise a partir de quelle % de c on commence a vraiment sentir les effets relativistes.

Je ne suis pas spécialiste mais un simple petit calcul nous dit qu'à partir de 10% de c on commence à avoir des effets significatifs entre 2 référentiels :

Alors disons que si le voyage dure t=1 an=360 jours alors t'=0,995 an=358 jours donc on commence seulement à gagner des journées !

Cordialement,

[inviteec0d6e6f]

oui, certes, même les satellites subissent déjà l'effet, mais des effets autres que "marginaux", si je puis dire ?
Avec plusieurs fois la différence, au moins 3 fois plus lent (l'écoulement du temps) entre le corps immobile et celui en mouvement dans le référentiel gravitationnel, il faut quand même "bien approcher" c non ?
ça revient a atteindre au moins 90%+ voir 95%+ de cette vitesse de la lumière, non ?

parce que l'auteur veut un effet fort je suppose, pas quelques pourcent seulement.
"ca va grand père ?"
"mais non je suis ton fils !"
genre ...

[invitebd2b1648]

Salut Carcharodon !

Toujours avec mon petit calcul j'obtiens à 80% de c :

t=100 ans alors t' = 0,6*100 = 60 ans

Donc çà colle avec le père qui parle à son fils ... ! non, 40 ans de différence ?!

Cordialement,

[invite02ff802c]

Pour ceux qui ne le savent pas, je pose ces questions pour quelques recherches pour un roman. Il n'est pas question de développer tout un chapitre scientifique sur le déplacement d'un vaisseau dans l'espace mais de garder une certaine crédibilité par rapport à nos connaissances actuelles.

En effet, si un roman de science fiction devait respecter les contraintes scientifiques, l’action resterait sur Terre.
À mon sens la difficulté consiste à être juste assez conforme pour qu’on s’y croie tout en faisant l’impasse sur le reste.
Pourquoi pas aller à 80% de la vitesse de la lumière du moment que le reste soit crédible.

En ce qui concerne les trajectoires interplanétaires et certainement aussi les interstellaires, voire les intergalactiques, je pense que, par comparaison, une locomotive sur ses rails doit avoir un délicieux sentiment de libre-arbitre.

ND

[Bimini]

Bonjour à tous,

Un grand merci à tous pour ce flot de réponses.

Carcharodon,
Je prend en compte la décomposition que tu m'as faite d'un vol spatial, sauf le premier point. En effet mon vaisseau qui reviendra vers la Terre ne s'en approchera au mieux que sur une orbite géostationnaire. On ne le voit pas décoller, si tant est qu'il puisse décoller de quelque part. Maintenant que je sais ce qu'est un point de Lagrange, je le vois bien faire une halte sur celui qui se trouve entre le Soleil et Proxima du Centaure, puis continuer vers cette orbite géostationnaire. De là (mais à la fin), il se préparera pour repartir vers les étoiles. C'est donc au début que je veux donner un peu de crédibilité à mes déplacements spatiaux. Car après, je serai trop dans l'action et cette crédibilité tuerait le rythme. Du ce fait mes navettes qui feront des aller-retours vers la Terre le feront aussi simplement que dans Star Wars.

Ces corrections ne sont effectuées qu'avec les moteurs les plus puissants du bord, a savoir les réacteurs prograde, en orientant le nez de l'appareil dans la bonne direction (ce qui ne pose évidemment aucun problème dans le vide de l'espace).

Dans mon cas, le vaisseau arrive donc du point de Lagrange. En visant la Terre, je pensais que dans le calcule de sa trajectoire, il devait prendre en compte les champs gravitationnels des différentes planètes extérieures à l'orbite terrestre, d'où les corrections. Donc si j'ai bien compris, on utilise les RCS pour re-positionner le vaisseau vers la Terre avant le départ. Grosse impulsion du réacteur prograde. Et dès que le vaisseau commence à glisser dans un puis gravitationnel, il donne une petite impulsion au réacteur prograde afin de garder son objectif en vue et de s'éloigner du champs gravitationnel qui l'aura attiré. Bien sûr, j'entend que ces corrections sont prévues et calculées par l'ordinateur de bord du vaisseau (en fait le vaisseau est autonome) avant le départ. Est-ce que tu peux confirmer ?

Pour le cas d'une vitesse relativiste, il doit y avoir des changement a cette description de par la nature même de la vélocité exceptionnelle acquise. mais de toute façon, une fronde gravitationnelle ne pourra pas t'accélérer au delà de c. la masse de toutes les planètes de l'univers n'y parviendrait pas. En fait, on peut considérer, très certainement, comme tout a fait négligeable l'accélération produite par une fronde gravitationnelle sur un engin se déplaçant a des vitesses relativistes.

Ça confirme ce que je pensais, donc. La fronde gravitationnelle n'a aucun intérêt dans mon cas. Réellement, on ne verra pas le vaisseau aller à 80% de c, mais il est important que le lecteur sache qu'il peut le faire (pour justifier le décalage du temps passé). Arrivé au point de Lagrange, les personnages vont prendre leur temps et vont se donner trois / quatre jours pour atteindre la Terre. Si je pouvais savoir à quelle distance ce point se situe, je pourrais estimer grosso modo cette vitesse de croisière en fonction de sa durée. Mais même là, je pense qu'il y a fort à parier que le vaisseau aille bien plus vite que 16 Km/s et qu'une fronde gravitationnelle ne serve pas à grand chose.

j'espère que j'aurais droit a un exemplaire gratuit de ton roman, en tant que conseiller technique a mi-temps !

Une fois terminer, je ferai passer le texte au crible de plusieurs personnes spécialisées dans les domaines que j'aborde pour éradiquer les super grosses erreurs que même la SF ne saurait tolérer et apporter les petits détails qu'un non scientifique comme moi va oublier mais qui feront toute la différences. Ta participation active à ces discussions me sont d'une grande aide et je serai heureux que tu apportes tes connaissances au texte final. Hormis cela, oui, un exemplaire tu auras.

Toujours avec mon petit calcul j'obtiens à 80% de c : t=100 ans alors t' = 0,6*100 = 60 ans. Donc çà colle avec le père qui parle à son fils ... ! non, 40 ans de différence ?!

80% de c pour une différence de 40 ans. C'est parfait ! Mais en fait le vaisseau est perdu dans l'espace (l'histoire va dire pourquoi) et ne revient sur Terre que 500 ans après (avec une loi démographique interne très stricte). Je ne comprend pas trop le rapport entre 80% de c et t' = 0,6*100. Ils ne passent pas leur temps à voyager à cette vitesse, donc je ne vais pas te demander de me faire un calcul, mais si tu pouvais m'expliquer, quand je me serai décidé, j'aimerai effectivement connaître le décalage entre le vaisseau et la Terre.

En effet, si un roman de science fiction devait respecter les contraintes scientifiques, l’action resterait sur Terre. À mon sens la difficulté consiste à être juste assez conforme pour qu’on s’y croie tout en faisant l’impasse sur le reste. Pourquoi pas aller à 80% de la vitesse de la lumière du moment que le reste soit crédible.

Parfaitement d'accord. Toute la crédibilité que je peux apporter à mon roman est bonne à prendre si elle n'empiète pas sur l'histoire.

En ce qui concerne les trajectoires interplanétaires et certainement aussi les interstellaires, voire les intergalactiques, je pense que, par comparaison, une locomotive sur ses rails doit avoir un délicieux sentiment de libre-arbitre.

Cette image met bien en exergue la complexité d'un voyage spatial. J'aime beaucoup. Ne soit pas étonné si tu retrouves ces quelques mots dans un roman à l'avenir

Encore merci pour votre participation,

A bientôt,

Michaël.

[Gilgamesh]

A ce stade, j'ai une question : Je pense avoir compris le principe de la fronde gravitationnelle qui s'applique aux sondes qui frôlent les planètes et qui accroit leur vitesse. Est-ce que ce même principe est toujours viable quand un vaisseau vas aussi vite que le mien, ne frôle pas des planètes mais croise des systèmes solaires de très loin ? Auquel cas, la vitesse de 240 000 Km/s. serait la vitesse atteinte à la fin du voyage car elle aurait accru au cours de celui-ci.
2 - au cours du déplacement la trajectoire du vaisseau est corrigée grâce à des petites impulssions des réacteurs latéraux et arrières.

C'est un peu comme le caillou qui retombe de manière irrémédiable vers l'eau à cause de l'attraction et qui ricoche plusieurs fois sur la surface afin d'atteindre (éventuellement) l'autre rive du lac.

L'assistance gravitationnelle, c'est un truc de pauvres. On gagne au mieux un deltaV de l'ordre de la vitesse orbitale de la planète dans le référentiel du corps central (le soleil à l'intérieur du système solaire, le centre de la galaxie dans le cas d'un système stellaire).

http://irh.unice.fr/spip.php?article18

Soit qq centaine de km/s dans le référentiel galactique, soit au mieux un millième de ta vitesse finale.

Il existe certe une façon d'augmenter l'effet de fronde gravitationnelle avec l'effet Oberth, ou assistance gravitationnelle motorisée : au peripapsis, on accélère au maximum et des considérations énergétiques montrent qu'à dépense de carburant identique, le gain de vitesse acquis dans le champ de gravité est supérieur à ce qu'on aurait obtenu en allumant les réacteur loin de la planète.

Mais bon, ça reste peu de chose et disons que quand on dispose de l'incroyable débauche d'énergie permettant d'accélérer jusqu'à 0,8 c on ne s'embarrasse pas de ça .

Sauf peut être, dans un cadre très spéculatif, à utiliser l'assistance d'un trou noir en rotation qui provoque un effet d'entrainement du référentiel. Mais il n'y en a pas dans notre entourage, et encore moins d'ici Proxima ! Du reste, il n'y a rien du tout pour servir d'effet de fronde sur un trajet interstellaire, sauf à faire des zig zag invraisemblables pour passer d'une étoile à une autre, ce qui rallongerait considérablement le trajet et ruinerait ce qui aurait été obtenu par le gain de vitesse.

Pour terminer, est-il possible de connaitre la distance du point de Lagrange L1 qui se trouve entre le Soleil et Proxima du Centaure ?

Il n'y en a pas vu que Soleil et Proxima n'orbitent pas autour du barycentre commun. Ce qui se rapproche le plus de ça, c'est la limite de la sphère de Hill du Soleil. Mais au dela de cette sphère, un corps orbiterait autour de la Galaxie, et non de Proxima.

a+

[inviteec0d6e6f]

L'assistance gravitationnelle, c'est un truc de pauvres.

genre !
"Les SDF de l'espace font la fronde pour rentrer sur Terre"


c'est vrai quand même que c'est l'art de passer plusieurs fois le temps de trajet pour gagner quelques pouillèmes d'ergol (en comparaison de tout ce qui va être consommé pour le vol, decollage de la terre compris)

Sachant toute fois, que les derniers litres d'ergols sont de très loin les plus précieux.
Tout simplement car c'est ceux qui permettent de pousser la structure la plus légère du trajet : la structure finale.

Pour certains types de sondes, quand même très spécifiques, la fronde reste un excellent outil qui a déjà prouvé son utilité et son efficacité.

Par contre elle est totalement a éliminer dans le cadre d'un voyage habité.
Ni pour l'interplanétaire, ni pour pour l'interstellaire ni pour l'intergalactique (pendant qu'on y est ... soyons fous !)

On gagne au mieux un deltaV de l'ordre de la vitesse orbitale de la planète dans le référentiel du corps central

sachant que la terre s'y déplace a 30 Km/s quand même !
mais on tire seulement une fraction de ça, c'est ce que tu voulais certainement dire.
le meilleur exemple c'est cassini huygens, qui est revenu prendre une fronde avec la terre, après en être parti 2 ans avant, le tout pour gagner au final 2 Km/s de plus qu'a l'éjection initiale.
faut pas être pressé avec les sondes utilisant ce procédé !

Le plus rigolo, c'est qu'en faisant une fronde, on "vole" du moment cinétique a la planète qui sert de fronde ! on la "ralenti" un peu.
mais alors vraiment très peu (suffit de comparer les masses respectives).
Mais on peut vraiment dire qu'on lui vole de l'énergie !

[invite02ff802c]

c'est vrai quand même que c'est l'art de passer plusieurs fois le temps de trajet pour gagner quelques pouillèmes d'ergol (en comparaison de tout ce qui va être consommé pour le vol, decollage de la terre compris)

Il faut garder à l’esprit que chaque kilo mis en orbite coute environ dix kilo d’ergol depuis le niveau de la mer, plus l’extraction. À force de multiplier des pouillèmes par dix… hé bien, comme dit l’autre, ça résonne comme un pavé dans la mare

À l’inverse, New Horizons a choisi la trajectoire la plus directe, sans oublier de prendre une petite assistance de Jupiter en passant. Sauf erreur de ma part, le but de la manip est que la sonde file vers les grands espaces dans les meilleurs délais et que sa réserve d’énergie ne soit pas trop épuisée, contrairement aux Voyager.

Le plus rigolo, c'est qu'en faisant une fronde, on "vole" du moment cinétique a la planète qui sert de fronde !

Et on allège la terre en lançant tous ces machins dans l’espace.
Bref ça perturbe le bel ordonnancement du système solaire.

ND

[Gilgamesh]

sachant que la terre s'y déplace a 30 Km/s quand même !
mais on tire seulement une fraction de ça, c'est ce que tu voulais certainement dire.

Non, non, on peut en tirer une part substantielle et blague à part, bien sur que l'assistance gravitationnelle est une aide importante pour les projets interplanétaires actuels. Mais c'est parce qu'on dispose de carburant vraiment de "super-pauvres" avec des impulsions spécifiques de 400 secondes. En comparaison, pour entreprendre un voyage interstellaire, il faudrait disposer d'un Isp de l'ordre de 1 million de secondes.


a+

[inviteec0d6e6f]

Il faut garder à l’esprit que chaque kilo mis en orbite coute environ dix kilo d’ergol depuis le niveau de la mer, plus l’extraction.

ND

=> Masse au décollage :750 à 780 t
=> Capacité de mise en orbite GTO :6,9 à 10 t

en fait, Ariane a besoin d'environ 70kg d'ergols + structure porteuse pour 1 kg de charge a mettre en orbite géostationnaire (ce pour quoi elle a été conçue).

Un dossier incontournable de futura qu'il faut absolument lire =>

http://www.futura-sciences.com/fr/do...318/c3/221/p1/

[invite02ff802c]

=> Masse au décollage :750 à 780 t
=> Capacité de mise en orbite GTO :6,9 à 10 t
en fait, Ariane a besoin d'environ 70kg d'ergols + structure porteuse pour 1 kg de charge a mettre en orbite géostationnaire (ce pour quoi elle a été conçue).
Je donnais un ordre de grandeur pour une mise en orbite basse, pas géostationnaire. À vérifier.

Un dossier incontournable de futura qu'il faut absolument lire =>
http://www.futura-sciences.com/fr/do...318/c3/221/p1/

Excellent digest de (presque tout) ce qu’il faut savoir. À compléter avec : Les fusées à ergols

Pourtant je trouve assez frustrant que ces dossiers fassent l’impasse sur le pourquoi de la forme générale d’un moteur fusée : chambre/col/divergent.

ND

[phys4]

Bonjour les voyageurs,

Besoin d’un navigateur pour un voyage interstellaire ?
Préparons donc la route ensemble, sortez vos calculatrices avec les lignes hyperboliques, en plus vous avez la possibilité d’aller à 80% de c, et de ralentir bien sur. Nous sommes dans le cas d’un triangle 3,4,5 comme les problèmes de trigo du lycée :
cosh(α) = 5/3 sinh(α) = 4/3 tanh(α) = 4/5
ce sera encore plus simple.
Prenons au début, je suppose une accélération constante de g = 10 m/s2, en mécanique simple, nous aurions une vitesse v = 10*t et par rapport à c, un rapport α = gt/c
La vitesse réelle sera en fait v = c tanh(α), il faut donc atteindre un α = 1.0986
Soit t = 32 958 369 sec ou 381 jours terrestres
A suivre.

[phys4]

Par rapport aux plans de la galaxie, le navigateur reportera chaque jour la distance correspondant à une vitesse effective c sinh(α) soit 4 c/3, cela va encore plus vite qu’en mécanique classique mais pas beaucoup.
Quelle distance sera parcourue en fin d’accélération, l’intégrale de l’expression précédente donne
D = c² /g * (cosh(α) -1) = 6.1015 m soit environ 2/3 d’ al.
Il faut compter la même distance pour s’arrêter donc les phases accélérées font parcourir 4/3 d’al..
Si vous prévoyez une période intermédiaire sans accélération de quelques années, il suffit de savoir que vous ferez 4 al sur les plans du navigateur tous les 3 ans.
TSVP....

[phys4]

Pour les effets de vision extérieure ou de propulsion, j’attends vos questions. Sachez déjà qu’en notation hyperbolique, l’effet Doppler s’écrit e^±α soit un rapport 3 pour les fréquences ou longueurs d’onde de la lumière reçue dans la directionde déplacement.

A bientôt. C'est terrible cette limitation par message.

[Bimini]

Bonjour à tous,

Merci Phys4 pour ces calculs. Le problème, c'est que je ne comprenais déjà pas trop celui d'Octanitrocuban (plus haut dans cette discussion) alors la trigonométrie va me parler un peu moins forcément.

Donc sans trop vouloir abuser de vos connaissances, voilà quelques facteurs qui devront rentrer, pour mon histoire, dans le résultat de ces calculs savants. Je les classe par ordre d'importance.
1 - Le vaisseau voyage de système solaire en système solaire sachant que les voyageurs recherchent des planètes susceptibles d'accueillir ou de développer la vie. Il y a donc plusieurs voyages effectués à des vitesses relatives. Mais je n'ai aucune idée des distances qui séparent de tels systèmes solaires.
2 - J'aimerai qu'au bout de leur périple, qu'il y ait une différence supérieure à 100 ans entre le temps écoulé sur Terre et celui écoulé dans le vaisseau.
3 - J'ai fixé la vitesse de pointe du vaisseau à 80 % de c. Je veux bien pousser à 90 %, mais pas au-delà.
4 - Le temps d'errance du vaisseau dans l'espace : Pour le moment, je l'ai fixé arbitrairement à 500 ans. En fait ça peut être un peu plus ou un peu moins en fonction des besoins.
5 - J'avais bien envisagé un temps de décélération, mais j'avais complètement zappé le temps d'accélération constante. En fait je voyais une impulsion de quelques minutes et le vaisseau filait dans le vide (désolé, c'est peut-être idiot comme raisonnement). Sans parler de pratique (forcément !) si la théorie n'accepte pas ça, je vais devoir accepter cette accélération constante.

Maintenant, peur ceux qui veulent toujours bien calculer à la place de mon petit cerveau, voilà un autre problème :
Lors de son dernier déplacement à vitesse relative, le vaisseau doit atteindre la Terre en 4 ou 5 jours. On va dire qu'il file à une vitesse de 20 % de c.
Si la théorie n'accepte pas d'accélération brutale, en tenant compte du temps d'accélération et du temps de décélération, à quelle distance le vaisseau doit se trouver de la terre ?

Et puis-ce qu'on y est... voilà la question subsidiaire : qu'est-ce que l'observateur verra à travers le hublot ?

Encore une fois, je tiens à préciser que je ne vais pas écrire un article de science mais un roman de science fiction. Une fois rentré dans le vif du sujet, je vais volontairement oublier, voire même transgresser les règles et les lois de l'astronotique. Donc sans rentrer dans le détail, je souhaite que le début de mon roman soit suffisamment crédible.

Merci à tous ceux qui vont faire chauffer leurs neurones à la place des miens et aux autres pour leur participation passée et à venir.

Michaël.

[phys4]

Heureux de retrouver l’équipage en bonne forme.

Je voudrais que les calculs restent accessibles, aussi je présente les formules sous une forme que même un lycéen peut utiliser avec sa calculette. Cette ambition n’est peut être pas totalement réussie.
Le type de transformation correspond à la formulation moderne de la RR utilisée par J.A.Wheeler par exemple.
L’utilisation de la RR pour un repère accéléré peut surprendre, cette théorie est suffisante car nous avons une accélération homogène dans un référentiel local de petite taille.

[invitebd2b1648]

... Le problème, c'est que je ne comprenais déjà pas trop celui d'Octanitrocuban (plus haut dans cette discussion) alors la trigonométrie va me parler un peu moins forcément.

Salut à tous !

Bin pour mon calcul, j'utilise la dilatation du temps !

Ainsi :

C'est tout simple il n'y a qu'un facteur avec !

Cordialement,

[Bimini]

Bonjour à tous,

Cette citation de Phys4 fait suite à son dernier message qui n'a pu être posté dans sa globalité pour des raisons techniques.

La transformation de Lorentz à un instant donné à la forme
cosh α sinh α
L(α) = { }
sinh α cosh α
L’accélération produit un changement de transformation L(dα) tel que dα = g/c dt
Le produit des transformations L(α) * L(dα) donne L (α + dα)
Le paramètre α est additif et représente l’intégrale de l’accélération au facteur c près.

Je représenterai désormais cet argument par α1 ou α2 pour les vitesses maximales atteintes, α restant le paramètre variable en accélération.

Le commandant Michael s’intéresse au temps écoulé pour les personnes que nous avons laissé sur Terre. Appelons T ce temps.
Pendant les phases d’accélération, le temps varie comme dT = cosh(α) dt = c/g cosh(α) dα
Pour une phase d’accélération juque α1 cela T = c/g sinh α1
Soit un décalage Δ = T – t = c/g (sinh(α1) - α1)
Pour la phase à vitesse constante t0 nous aurons simplement un autre décalage
Δ = t (cosh(α1) – 1)
Pour une vitesse atteinte de 0,8c le décalage pendant les deux phases d’accélération est de moins d’une demi année, ensuite il augmente de 2 ans tous les 3 ans.
A 0,9 c cela s’améliore sensiblement, pour atteindre cette vitesse il faut prolonger chaque phase d’accélération de 130 jours soit 511 jours.
Pendant la durée totale d’accélération, le décalage sera d’un peu plus d’une année. Le voyage est ensuite beaucoup plus rapide, chaque année 2 al gagné, et un décalage qui augmente de 1,3 an.
Pour obtenir un décalage de 90 ans, il faut environ 69 ans 1/2 pour la phase à vitesse constante.
Vous remarquerez que le parcours total de cette trajectoire en ligne presque droite atteint quelques 146 al.

J’ajoute à cela 10 ans de décalage du aux errements à la vitesse c/5.pendant 500 ans, et nous obtenons les 40 ans voulu par le commandant. Pour le dernier trajet, il faut compter 5 jours à 60000 km/s soit 26 .109 km en limite extème du système solaiire si quelqu’un peut confirmer.
C’est totalement hors calcul car la phase de décélération de c/5 prend au moins 75 jours

Evidemment un trajet vers Proxima à 4 al, est tout à fait insuffisant pour une raison fondamentale : la distance totale parcourue (en al) doit toujours être supérieure au décalage temporel (en années) et même nettement supérieure pour ne pas avoir à se déplacer à une vitesse infiniment proche de c. Vous voyez qu’il faut viser un but à 146 al pour arriver à un décalage de cet ordre avec les conditions imposées.
Dans un tel domaine, il y a profusion d’étoiles à choisir sur le parcours.

Pour les vues extérieures.
Deux effets modifient interviennent :
- un effet Doppler qui modifie les longueurs d’onde reçues. Il est maximum vers l’avant et vers l’arrière et se traduit par une multiplication (arrière) ou une division (avant)par le même rapport √(c+v)/(c-v)
- l’aberration est un décalage angulaire découvert par Bradley en 1727, le mouvement relatif de la terre produit une oscillation de position de 20’’ d’angle.
Dans le cas c/5 le décalage de spectre est de 1,22, c’est suffisant pour modifier les couleurs.
Les astres environnants restent reconnaissables. L’aberration atteint tout de même 12° en vue latérale, l’effet d’ensemble permet encore une reconnaissance visuelle des constellations.

A vitesse 0,9 c , les distorsions sont spectaculaires, un décalage spectral de 4,36 fera que le Soleil n’émet plus dans le visible, il a l’apparence d’une naine brune et envoie 19 fois moins d’énergie, au contraire vers l’avant, un grand nombre d’étoiles deviennent visibles et émettent dans le bleu et l’UV. avec 19 fois d’énergie.
L’aberration est tout aussi notable avec 80° de décalage latéral, une étoile qui serait à 40° en travers arrière apparaît à 40° du travers avant. Au total les 4/5 de la sphère céleste sont concentré sur 1/5 vers l’avant, et inversement le 1/5 qui était derrière est étalé sur les 4/5 arrière. Droit devant, les diamètres apparents sont divisés par 4.36
Les constellations avant ont pris une luminosité fantastique dans un ciel saturé d’étoiles, vers l’arrière le ciel est presque vide.

Les formules s’obtiennent en appliquant la transformation L(α) au vecteur d’onde.