question sur le voyage interstellaire

[Projet-SF]

Bonjour à tous, nouveau sur ce forum, je poste aujourd'hui pour vous demander de l'aide :
Je travaille à un projet de science fiction dite "dure" prenant place dans notre société dans un futur proche (dans environ 250 ans).

SF dure oblige, je ne veux utiliser que des technologies scientifiquement raisonnables, sans oublier le contexte des avancées potentielles qui seront possibles dans 2 siècles et demi.

Voila le topo : je dois effectuer un voyage interstellaire infraluminique habité.
je cherche à évaluer la faisabilité technique du vaisseau : voici les contraites du voyages.
le système cible est situé à un peu plus de 10 années lumières.
La vitesse maximale du vaisseau serait de 1/3 de c.
Il connaitra une phase d'accélération à 0.1g environ pendant un peu plus de 3 ans pour atteindre cette vitesse.
vers la fin du voyage, il entamme une phase équivalente de déccélération.
La durée totale du voyage dans un référentiel extérieur est de presque 35 ans. et de 33 ans pour les passagers du vaisseau. Ce point est très important, le voyage doit se faire à dimension humaine.
Le point de départ du vaisseau n'est pas la surface de la terre mais le point de Lagrange L5 du système Terre-Soleil : il est construit sur place.

Maintenant, j'envisage plusieurs types de vaisseaux mais l'idéal pour moi serait d'avoir un colosse afin d'emporter une poulation entière (50-100 000 passagers)
voici comment je l'avais pensé : la partie habitable serait un cylindre de 20 000m de long et 5 000m de diamètre et possède un mouvement de rotation afin de recréer l'effet d'une gravité équivalente à celle de la terre sur sa surface intérieure (bref ca ressemble à Rama pour ceux quio connaissent). c'est donc un vaisseau monde doté d'un écosystème artificiel fermé et autosuffisant. Les autres parties du vaisseau sont les suivantes :
- Un bouclier solide à l'avant chargé d'encaisser les micro-impacts, ils est donc très résistant, et surement très lourd.
- Une centrale électrique qui alimente en énergie les différents systèmes.
- Un générateur de champ magnétique qui protège le vaisseau des vents solaires et du rayonnement cosmique.
- D'énormes réservoirs de carburant.
- Le système de propulsion qui reste à déterminer.

pour l'ensemble j'ai estimé la masse totale de l'engin à vide à 200 Gt et avec le plein de carburant à 600 Gt (il doit garder une partie de ce carburant pour effectuer sa phase de déccélération.

Voila, ce qui me turlupine ce sont les besoins énergétiques, et le système de propulsion nécessaire pour mouvoir un tel mastodonte, et lui faire effectuer ce voyage.

J'ai bien fait quelques calculs mais je suis un peu rouillé au niveau de la physique et des maths, et c'est pour ça que je fait appel à vous.
j'ai appliqué assez symplement la formule de Tsiolkovsky et j'arrive assez simplement à une Vitesse d'éjection des Ergols de 0,6c environ pour faire atteindre à mon vaisseau la vitesse de 1/3 de c. c'est beaucoup mais pourquoi pas après tout. je pensais utiliser la fusion nucléaire qui est très bien maitrisée à cette époque, et si cela ne suffit pas, j'envisage d'avoir recours à l'antimatière, si besoin à des quantités importantes, fabriquées sur terre pendant des années.

Ensuite j'ai essayé d'évaleur la quantité d'énergie (en joules) nécessaire pour effectuer la phase d'accélération du vaisseau, mais là je sèche. Je ne sais plus vraiment quelques formules appliquer, et celles que j'ai utilisé me donnaient des chiffres assez fantaisistes. Bref là j'ai besoin de vous pour évaluer la faisabilité de la chose.

Est-il possible d'envisager un système Ramjet qui collecte de l'hydrogène dans l'espace tel que le décrivait Robert Bussard ?

Si besoin je reverrais à la baisse les caractéristiques du vaisseau. Dans le pire des cas, je n'emmenerai qu'une équipe réduite à bord du vaisseau.

Merci d'avance à ceux qui m'ont lu, et d'autant plus à ceux qui pourront m'apporter des réponses.

[phys4]

Bonjour et bravo pour les calculs déjà faits.

Pour la propulsion aucune réaction nucléaire actuellement connue ne vous donnera une vitesse d'éjection à 0,6c
Autant passer tout de suite à la propulsion photonique avec matière-antimatière.
Dans ce cas il faut encore pour accélérer puis décélérer de c/3 emporter une quantité de carburant égale au poids à vide de votre engin.

Cela représente une énergie égale a une demi journée d'activité solaire.

[Projet-SF]

Merci pour ta réponse.

je me disais bien que ma vitesse d'éjection était déja plutôt fanfaronne.
Bon si je me penche sur le problème, je me dis que je peux sans doute améliorer le rapport entre la masse du vaisseau avec carburant et sa masse à vide.
Par exemple je pourrait bruler l'intégralité de mon carburant lors de la phase d'accélération, puis refaire le plein pendant la phase médianne du voyage en utilisant un collecteur Bussard...

sinon passons à la propulsion antimatière.
si je comprend bien, tu parles donc d'un besoin de 100Gt de matière + 100Gt d'antimatière c'est bien ça ?
Autant dire que c'est hautement fantaisiste d'espérer en prouduire une telle quantité dans des délais raisonnables, sans parler de l'emporter, et sans parler également des problèmes de stockage et de confinement, des risques élevés d'accident (si on peut appeler ça un accident à ce niveau...)

Quelque part c'est rageant de se dire que ça ne correspond qu'à une toute petite demi-journée d'activité solaire, même si le chiffre doit être colossal et même compte tenu du fait que je étale cette dépense sur une durée 5000 fois plus grande. Je m'en rend bien compte.

J'imagine que mon vaisseau va devoir maigrir un grand coup pour atteindre des chiffres proches du raisonnable..

[phys4]

si je comprend bien, tu parles donc d'un besoin de 100Gt de matière + 100Gt d'antimatière c'est bien ça ?
Autant dire que c'est hautement fantaisiste d'espérer en prouduire une telle quantité dans des délais raisonnables, sans parler de l'emporter, et sans parler également des problèmes de stockage et de confinement, des risques élevés d'accident (si on peut appeler ça un accident à ce niveau...)

Oui c'est bien ça, j'ai pris une comparaison dans l'énormité, j'aurais aussi pu dire que c'est toute l'énergie reçue par la Terre pendant 6 millions d'années.
Cela te donne une petite idée de la puissance de ton réacteur.

Et c'est une jolie bombe, chaque seconde le Soleil est équivalent à un milliard (9 zéros) de nos plus puissantes bombes.

[Valkyrie]

Bonjour à toi Projet-SF
Si j'ai bien tout compris ton vaisseau ressemble en gros à un hybride entre une colonie O'neill et l'ISV Venture Star d'Avatar (vaisseau très bien conçu car inspiré des travaux de Charles Pellegrino, et notamment son projet Valkyrie. Voir http://www.enjoyspace.com/fr/dossier...-star-d-avatar).

Tout d'abord sache que je te félicite pour ce que tu as déjà fait, surtout au niveau des calculs.
Pareil pour ce que tu as imaginé sur ton vaisseau (le bouclier à l'avant, le générateur de champ magnétique). Pour ta centrale électrique pourquoi ne pas utiliser un réacteur à fusion aneutronique ? Ça te fournirais beaucoup de puissance tout en consommant peu.
Ensuite si tu veux un bon système-cible, dans le sens où les humains auraient de grandes chances de pouvoir s'y implanter, je te conseille Gliese 581. C'est pas très loin (20.5 al) et une de ses planètes (Gl 581d) est dans sa zone habitable, et avec de bonnes probabilités quand à l'existence de l'eau liquide à sa surface.

Mais passons maintenant aux choses qui fâchent :

Premièrement ta section habitable est vraiment énorme. 100.000 personnes dans un cylindre de 20km de long pour 5 de large, c'est tout simplement ridicule. Je veux dire que tu pourrais y caser l'île de Manhattan au grand complet dedans, et il te resterais encore de la place.
Juste pour te donner une idée, ta section habitable fait la même taille que les colonies orbitales dans la saga Mobil Suit Gundam de Yoshiyuki Tomino, sauf que chacune d'entre elles contient environ 10 millions de personnes.
D'autant que je suppose que les systèmes de recyclage de ton vaisseau seront sûrement plus évolués que le système MELISSA ou que ceux de l'ISS (qui ont un taux de recyclage de 96% si mes souvenirs sont bons). Bref si tu veux mon avis tu peux réduire la taille de l'espace habitable afin de regrouper les gens. A titre d'exemple Island Two, qui est un Tore de Stanford d'à peine 1 miles de diamètre, peut contenir 10.000 personnes (et ce avec une densité de population égale ou à peine supérieur à celle d'une banlieue dense). Or il ne faut pas sous-estimer l'importance des relations humaines, surtout pour des voyages aussi longs.
L'avantage supplémentaire c'est que ton vaisseau pèsera moins lourd, ce qui est toujours bon à prendre.

Deuxièmement ton idée d'un collecteur Bussard est séduisante sur le papier. Mais malheureusement ce système n'est pas aussi idéal qu'il en a l'air. En effet le vide interstellaire est très "vide" (moins de 100 molécules par mètre cube), ce qui implique que le filet du collecteur devra être très grand. De plus comme le collecteur ne fonctionnera que lorsque le vaisseau aura fini d'accélérer le filet devra être capable d'arrêter des particules fonçant à des vitesses où la moindre collision sera au moins aussi énergétique qu'une explosion nucléaire, ce qui implique de lourdes installations et donc du poids en plus.
De plus avoir un collecteur Bussard implique que tu ne ramasseras pas que du gaz, mais aussi de la poussière. Or on ne sait pas utiliser efficacement celle-ci dans un processus de fusion ou autre.
Ensuite pourquoi ne pas utiliser la propulsion Antimatière uniquement à l'arrivée, pour décélérer ? Pour l'accélération initiale tu pourrais utiliser une voile solaire propulsée par des canons lasers alimentés à l'énergie solaire. Cela réduirais d'autant la masse de carburant à emporter et du même coup la masse de ton vaisseau.

[Geb]

Bonjour,

chaque seconde le Soleil est équivalent à un milliard (9 zéros) de nos plus puissantes bombes.

Ce qui donne une bombe de 100 mégatonnes d'équivalent TNT. Je ne pense pas qu'une telle bombe aie jamais existé. Même la Tsar Bomba soviétique ne faisait "que" 53 mégatonnes. En outre, actuellement, "nos plus puissantes bombes" font moins de 2 mégatonnes.

Aussi concernant le sujet du transport de 50.000 personnes dans une "arche" spatiale sur des distances interstellaires, il y a de nombreuses discussions sur Futura-Sciences qui pourrait présenter un intérêt :

- http://forums.futura-sciences.com/as...decheance.html
- A quand le 1er vol interstellaire humain ?
- Impossibilité du voyage intersidéral
- ...

Un membre très actif du forum dans ce domaine, c'est Gilgamesh.

De plus, il me semble que beaucoup de discussions sur les romans de S-F qui commencent ici finissent par être déplacées dans la rubrique "Science ludique".

Cordialement.

[Valkyrie]

Après avoir relu tes posts je viens de m'apercevoir que tu as eu une très très mauvaise idée.
En aucun CAS tu ne dois construire ton vaisseau en L4 ou L5. Ces points sont idéals pour des stations spatiales ou des colonies, pas pour un vaisseau spatial.
Et ce pour la simple et bonne raison que ce sont des points stables (c.a.d où un vaisseau serait en permanence immobile par rapport à la Terre et au Soleil. Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Points_de_Lagrange).
En faire sortir ton vaisseau te coûtera beaucoup trop de carburant. Mieux vaux le construire en GEO ou en orbite lunaire.

[Projet-SF]

Merci pour vos réponses également.

Je n'ai peut être pas posté dans la bonne section, si c'est le cas je m'en excuse.

Mon système cible n'est pas une Naine rouge, c'est une étoile de Type K2. on y a trouvé des exoplanètes (au moins 1) mais pas d'habitables pour le moment même si ça ne veut pas dire qu'il n'y en a pas, on verra bien dans quelques années. (bon maintenant, c'est facile de trouver)

c'est vrai que mon vaisseau est très grand. une telle taille serait justifié si j'avais un vaisseau Génération, voyageant pendant des milliers d'années, mais la mon temps de voyage est bien plus court, et mes passagers sont censés arriver à destination à un age raisonnable.

Je dois dans l'idéal fonder une colonie. donc soit j'emmène une communauté entière, soit j'emmène une équipe réduite, et des embryons et un système d'incubation in vitro (éthiquement, c'est tendu)...

l'idée de la voile solaire alimentée par un superlaser est tentante, mais si je ne me trompe pas, les poussées obtenues sont plutôt faiblardes et je serais loin de 0.1g ce qui allongerait pas mal le temps de voyage.

Merci pour les liens directs vers les autres sujets. je vais potasser tout ça.

J'espère arriver à faire quelque chose de proche du théoriquement réalisable.

[Valkyrie]

Globalement ton projet tient la route je te rassure. Tu as juste vu certaines choses en beaucoup trop grand.

Sinon tu aurais le nom du système que tu vise (parce vois-tu fouiller dans la base de données NSTED avec juste pour indication : je cherche une K2 proche de Sol, c'est un peu coton )

[Projet-SF]

Après avoir relu tes posts je viens de m'apercevoir que tu as eu une très très mauvaise idée.
En aucun CAS tu ne dois construire ton vaisseau en L4 ou L5. Ces points sont idéals pour des stations spatiales ou des colonies, pas pour un vaisseau spatial.
Et ce pour la simple et bonne raison que ce sont des points stables (c.a.d où un vaisseau serait en permanence immobile par rapport à la Terre et au Soleil. Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/Points_de_Lagrange).
En faire sortir ton vaisseau te coûtera beaucoup trop de carburant. Mieux vaux le construire en GEO ou en orbite lunaire.

Merci également pour cette précision. je l'ignorais, même si j'aurais du m'en douter. Bon l'idée c'est de construire le vaisseau relativement proche de la terre pour des raisons pratiques, quoique l'orbite martienne pourrait également s'avérer utile dans mon contexte. Et que le fait de sortir du système solaire ne me bouffe pas la moitié de mes ressources. D'un autre coté, je peux envisager d'utiliser des remorqueurs à cet effet.

[Projet-SF]

Globalement ton projet tient la route je te rassure. Tu as juste vu certaines choses en beaucoup trop grand.

Sinon tu aurais le nom du système que tu vise (parce vois-tu fouiller dans la base de données NSTED avec juste pour indication : je cherche une K2 proche de Sol, c'est un peu coton )

Roh ca serait trop facile ^^ elle est exactement à 10.5 années lumière du soleil et c'est une K2 en début de vie. elle a déja été exploitée plusieure fois dans différents univers SF.

[Geb]

NSTED avec juste pour indication : je cherche une K2 proche de Sol, c'est un peu coton )

La seule qui correspond à tous les critères c'est Epsilon Eridani. Mais je peux me tromper.

[Valkyrie]

Pas besoin de remorqueurs si tu utilises une voile solaire et des canons lasers. D'accord la poussée sera très faible, même en utilisant un grand ombre de canons, mais au final ça fonctionnera comme un moteur ionique (aka faible poussée mais continue et sur une longue période). Et comme je l'ai dit cette technique ne nécessite pas l'usage de carburant, ce qui réduit la masse totale (le poids de la voile est négligeable par rapport à la masse de carburant que tu aurais du utiliser).

[Valkyrie]

Rooohhh Projet-SF me dis pas que tu veux aller sur Reach. C'est vrai quoi pourquoi Epsilon Eridani (si l'intuition de Geb est la bonne. Merci Geb au passage) ? Alors que tu as les Alpha Centauri à seulement 4 al (avec possibilité de présence de planètes telluriques selon certains modèles)

[Projet-SF]

C'est bien Epsilon Eridani.

Pourquoi pas Alpha du centaure ? parce que dans mon projet, on n'y a rien trouvé d'autre qu'une simili vénus autour de l'étoile B. C'est complètement arbitraire, je l'avoue : mes soucis seraient divisés par 2 et demi pour atteindre ce système. D'un autre coté, ce système a été utilisé encore plus souvent dans la SF qu'Epsilon Eridani... ça me paraissait un peu trop facile.

Et puis la ressemblance entre le système solaire et celui d'Epsilon Eridani était tentante : des centures d'astéroides donc des matériaux pour avoir des exoterres, une exojupiter qui protège le système intérieur du bonbardement météoritique, etc...

J'aurais aussi pu choisir une naine rouge, j'aurais eu bien plus de choix, mais avec les variations de luminosité qu'elles se payent, difficile d'y faire grande chose...

au final j'avais le choix entre ces 2 systèmes, ou bien Procyon A mais ca me paraissait plus compliquée avec un naine blanche toute prcohe de sa zone habitable.