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Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

  1. Olivzzz

    Date d'inscription
    juin 2014
    Messages
    311

    Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Rebonjour,

    Eh oui je vois des problèmes partout L'ascenseur spatial, en voilà encore une belle idée. Sur le papier du moins. Car déjà, il va falloir fabriquer le câble, avec du graphène ou autre ça reste à voir, mais admettons qu'on y arrive et que, voilà, un magnifique ascenseur spatial voie le jour.

    Le principe est simple : le câble est attaché d'un côté à la Terre et afin qu'il ne tombe pas, on laisse dépasser de l'orbite géostationnaire une même longueur de câble qui fera contrepoids par l'effet centrifuge. On a donc 2 forces en jeu qui s'opposent, équilibrant le tout.

    Mais voilà qu'on y attache une cargaison avec l'idée de la hisser dans l'espace. Cette cargaison, au sol, a une vitesse circonférentielle de 40'000 km / 24 h = 1'600 km/h. Or, la vitesse circonférentielle d'un objet en orbite géostationnaire est de (environs) 150'000 km / 24 h = 6'250 km/h.

    Vous voyez sans doute venir ma question : Comment cette chère cargaison va-t-elle être accélérée de plus de 4'500 km/h perpendiculairement aux 2 seuls forces en présence dans l'ascenseur ? Sans "propulsion" horizontale, la cargaison va ralentir la rotation du câble et tout le bingz va nous retomber sur la tronche.

    Il suffit du coup d'attacher un système propulsif à la cargaison et vu la vitesse à gagner un tout petit moteur spatial fera l'affaire... mais il faut le faire et je n'ai pas vu ce point seulement mentionné dans une publication sur ce thème ou représenté sur une des nombreuses vues d'artistes existantes.

    Alors soit je vois des problèmes là où il n'y en a pas, ou alors j'ai mal cherché, ou alors ceux qui planchent sérieusement sur la question sont aveuglés par le problème du câble. Probablement un peu des 3

    -----

     


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  2. Gilgamesh

    Date d'inscription
    janvier 2003
    Localisation
    Tyumen
    Âge
    47
    Messages
    12 718

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Ben oui... C'est basiquement pour cela que je pense que l’ascenseur spatial a tout de la fausse bonne idée.
    Parcours Etranges
     

  3. Olivzzz

    Date d'inscription
    juin 2014
    Messages
    311

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Oui et non, si justement on accélère gentiment la cargaison avec un petit moteur fusée au fur et à mesure de la montée ça devrait bien se passer. A mon avis le problème est autrement plus compliqué concernant le câble. Je m'étonne juste que la question de l'accélération de la cargaison ne soit jamais (à ma connaissance) mentionné.
     

  4. Amanuensis

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    21 363

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Citation Envoyé par Olivzzz Voir le message
    Il suffit du coup d'attacher un système propulsif à la cargaison et vu la vitesse à gagner un tout petit moteur spatial fera l'affaire... mais il faut le faire et je n'ai pas vu ce point seulement mentionné dans une publication sur ce thème ou représenté sur une des nombreuses vues d'artistes existantes.
    Il n'a pas besoin d'être attaché à la cargaison, celle-ci se contente de "rouler" sur le câble, en se propulsant relativement au câble comme une voiture le fait relativement au sol.

    Si on ne fait que monter, la masse en orbite augmente, et donc la quantité de mouvement si on veut garder la même vitesse orbitale. Autrement dit, si on ne fait que monter l'orbite se dégrade et faut compenser. Cela peut se faire par un "système propulsif" à la station orbitale même.

    Si ça monte et ça descend, c'est comme avec un téléphérique: ça se compense. La masse en orbite sert de "réservoir" de quantité de mouvement, elle va légèrement osciller en fonction des mouvements des charges.

    Quand à la force propulsive latérale de la cargaison même, c'est la réaction du câble. Celle-ci peut avoir une composante perpendiculaire au câble.
    Dernière modification par Amanuensis ; 18/06/2014 à 15h15.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
     

  5. Olivzzz

    Date d'inscription
    juin 2014
    Messages
    311

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    En effet, si le système peut supporter une flexion du câble ça fonctionne si c'est la station orbitale qui dispose d'un propulseur. Il faut donc qu'elle soit massive afin d'être peu sensible à la variation de traction du câble. Mais vu qu'alors il faudra acheminer le carburant ou l'agent propulsif autant accélérer directement le chargement pendant la montée, de cette manière l'entier du système sera constamment en équilibre et pourra être allégé d'autant.
     


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  6. Amanuensis

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    21 363

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Citation Envoyé par Olivzzz Voir le message
    En effet, si le système peut supporter une flexion du câble ça fonctionne si c'est la station orbitale qui dispose d'un propulseur. Il faut donc qu'elle soit massive afin d'être peu sensible à la variation de traction du câble. Mais vu qu'alors il faudra acheminer le carburant ou l'agent propulsif autant accélérer directement le chargement pendant la montée, de cette manière l'entier du système sera constamment en équilibre et pourra être allégé d'autant.
    Si il y autant de trafic en montée et en descente, ce serait tout perdu.

    Vous pensez à la montée! Mais l'accélération à obtenir est exactement la même à la descente, en module.

    Avec votre approche on consomme du carbu à la montée, et autant à la descente. Alors que si on synchronise montée et descente, on n'a rien à consommer.

    Comme un téléphérique...
    Dernière modification par Amanuensis ; 18/06/2014 à 15h32.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
     

  7. Amanuensis

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    21 363

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Ceci dit, ce serait peut-être plus optimal, si on le met en oeuvre que quand nécessaire (trafic non équilibré). Faut faire le calcul si c'est plus efficace de "pousser" tout le long du câble que "pousser" seulement à un point particulier (et dans ce dernier cas lequel).

    Par ailleurs la force demandée est faible (50 N pour une masse de 10 tonne et une montée à 500 km/h, sf erreur de calcul). Il y a peut-être des méthodes de propulsion intéressantes pour cela, de faible consommation en masse (laser alimenté en électricité? ions fortement accélérés?).
    Dernière modification par Amanuensis ; 18/06/2014 à 15h48.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
     

  8. Olivzzz

    Date d'inscription
    juin 2014
    Messages
    311

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    @Amanuensis : Les ions ça marcherait bien, le câble pouvant servir à acheminer l'électricité nécessaire au réacteur ionique. Quant à faire monter et descendre en même temps, oui l'équilibre global serait maintenu sans propulsion mais pas local, donc le câble doit reprendre l'effort localement ce qui demande une rigidité supplémentaire ou autre mesure. De plus, cela nécessite un système qui permette le croisement à mi-chemin de 2 chargements donc 2 voies au lieu d'une ou alors un dispositif de croisement type funiculaire mais un changement de direction me semble hasardeux selon la vitesse du convoi.
     

  9. Carcharodon

    Date d'inscription
    juillet 2008
    Localisation
    Paris
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    5 586

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    j'aimerais bien qu'on réponde a cette question svp : une fois en haut de l'ascenseur, il lui arrive quoi a la charge utile ?
    Juste histoire de comprendre pourquoi il est inutile d'aller plus loin dans ce pseudo concept d'ascenseur spatial...
    Restons superficiel pour ne pas fâcher
     

  10. Amanuensis

    Date d'inscription
    septembre 2010
    Messages
    21 363

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    j'aimerais bien qu'on réponde a cette question svp : une fois en haut de l'ascenseur, il lui arrive quoi a la charge utile ?
    Tout est possible, non?

    Y compris des touristes béats, tels ceux qui montent au pic du Midi, prennent des photos et redescendent.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
     

  11. saint.112

    Date d'inscription
    mai 2014
    Localisation
    Lyon
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    2 190

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Il me semble que tu poses le problème uniquement de la vitesse linéaire de l’objet sur l’ascenseur. Or, vu que le tout est géostationnaire (câble, station en orbite géostationnaire, contrepoids, etc.), qu’on monte ou qu’on descende la vitesse angulaire est constante, la même que celle de la terre.
    Erre-je ?

    Bien entendu ça ne dit rien quant à la faisabilité d’ensemble du machin.

    Nico
     

  12. Carcharodon

    Date d'inscription
    juillet 2008
    Localisation
    Paris
    Âge
    49
    Messages
    5 586

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    Tout est possible, non?

    Y compris des touristes béats, tels ceux qui montent au pic du Midi, prennent des photos et redescendent.
    c'est pas ça que je demandais, Amanuensis : je demandais qu'est-ce qui arrive a une CU qu'on larguerait a 400km d'altitude, grâce a l'ascenseur spatial, pour amener par exemple du fret a l'ISS.
    Il se passe quoi quand on va larguer la CU qu'on aura amené a 400km grâce a cet ascenseur ?
    C'est la réponse a cette question qui permettra de certifier a quel point ce concept d'ascenseur spatial est totalement, absolument et irrémédiablement absurde.
    La réponse est facile a deviner.

    indice :
    qu’on monte ou qu’on descende la vitesse angulaire est constante, la même que celle de la terre
    qui est de ?
    comparé a quelle vitesse il faut obtenir au minimum pour rester en orbite ?

    est ce que vous ne distinguez pas le problème rédhibitoire qui survient ?
    Restons superficiel pour ne pas fâcher
     

  13. Olivzzz

    Date d'inscription
    juin 2014
    Messages
    311

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    j'aimerais bien qu'on réponde a cette question svp : une fois en haut de l'ascenseur, il lui arrive quoi a la charge utile ?
    Juste histoire de comprendre pourquoi il est inutile d'aller plus loin dans ce pseudo concept d'ascenseur spatial...
    Plusieurs possibilités:

    - Un satellite à destination de l'orbite géostationnaire : Une fois en haut, on le ralentit légèrement en augmentant légèrement son orbite avec un petit moteur embarqué et au bout de quelques semaines ou 1 ou 2 mois (et même si c'est 6 mois c'est pas grave), on recorrige l'orbite et la vitesse et il est à son poste.

    - Un vaisseau / sonde à destination lointaine : Une fois en haut, il accélère, accélère et prend sa route.

    - Un satellite à destination d'une orbite basse : A 400km (par exemple) de haut, l'effort de poussée nécessaire est presque identique à celui nécessaire depuis la Terre, du moins faut-il le même genre de boosters. Donc de savoir si on utilisera l'ascenseur spatial ou non dépendra d'un fin calcul de rentabilité.

    - Des touristes : Une fois arrivés en haut, ils font plein de selfies puis ils redescendent.

    - Des scientifiques : Une fois arrivés en haut, ils font leur job de scientifiques qu'ils font actuellement dans l'ISS qui sera mis au rebut dans l'entretemps. Et ils font quelques selfies aussi ou jouent Space Oddity à la guitare.

    - Une cargaison de déchets nucléaires : Hop directement dans le Soleil qui n'y verra que du feu.

    etc.

    Perso l'ascenseur spatial ne me semble pas tant que ça une fausse bonne idée voire une vraie mauvaise idée. La seule question qui me parait pertinente est de savoir s'il peut être rentable et sous quelles conditions, par rapport à des lancements traditionnels.
     

  14. Olivzzz

    Date d'inscription
    juin 2014
    Messages
    311

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Citation Envoyé par saint.112 Voir le message
    Il me semble que tu poses le problème uniquement de la vitesse linéaire de l’objet sur l’ascenseur. Or, vu que le tout est géostationnaire (câble, station en orbite géostationnaire, contrepoids, etc.), qu’on monte ou qu’on descende la vitesse angulaire est constante, la même que celle de la terre.
    Erre-je ?

    Bien entendu ça ne dit rien quant à la faisabilité d’ensemble du machin.

    Nico
    Tu erres un chouia à moins que j'aie pas comprise la question, ce qui ne m'étonnerait pas. La vitesse angulaire dépend du temps mis pour faire 1 tour et de la distance au centre de rotation. En orbite géostationnaire on fait toujours 1 tour en 24 heures mais à une distance autrement plus grande du centre de la Terre. Donc on fait beaucoup plus de chemin dans le même temps.
     

  15. bintang

    Date d'inscription
    décembre 2009
    Messages
    466

    Re : Problème (encore!) avec l'ascenseur spatial

    Bonjour Carcha,

    Comme tous les ascenseurs, si tu descends entre 2 étages tu tombes

    L'ascenseur spatial ancré au sol (GEO) a un bouton 1er étage qui correspond à l'orbite GEO. Ensuite tu peux remonter l'ascenseur vers le contrepoids et ajouter des arrêts pour les orbites de transfert L1, L2, lunaire, planétaire (station à 47 000 Kms d'altitude et plus où l'on atteint la vitesse d'évasion) . Voir Wiki en anglais (Space elevator)

    Le pdf de la Nasa sur les 'Space elevators' indique au § 2.3 que si tu descends avant l'orbite GEO, il faudra en plus prévoir de te propulser à la vitesse orbitale. Pas de miracle.

    Le même pdf de la Nasa (Page 16) explique aussi le concept de l'ascenseur LEO (Orbite basse), avec un câble qui pend à 150km d'altitude et que tu rejoins avec un véhicule suborbital. La Nasa pense à tout !

    Une autre publication sur le sujet, où il est dit au § V que le gain en énergie pour monter la charge utile elle même en orbite GEO avec un ascenseur n'est que de 8% ! .... hors économie du lanceur qui doit transporter son propre carburant bien sûr : 790 tonnes pour lancer 12 tonnes en GEO dans l'exemple de l'Ariane 5 ECB.
    Bintang
     


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