Aérodynamique dans le vide

[invite83271ebb]

Bonjour,
Je voulais avoir une confirmation :

Il n'y a aucune utilitée à profiler les fusées de facon à ce qu'elles aient une forme aérodinamique, n'est ce pas?
Vu que dans l'espace il y a le vide, qui ne freine pas les fusées...
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[invitee3db0dc2]

De toute façon, lorsque la fusée arrive dans l'espace, elle s'est séparée d'une grande partie de ses étages...à la différence de Tintin

[pat7111]

Il n'y a aucune utilitée à profiler les fusées de facon à ce qu'elles aient une forme aérodynamique, n'est ce pas?
Vu que dans l'espace il y a le vide, qui ne freine pas les fusées...

certes, mais avant d'être dans l'espace, il y a tout de même une phase de vol atmophérique...

[Gilgamesh]

Bonjour,
Je voulais avoir une confirmation :

Il n'y a aucune utilitée à profiler les fusées de facon à ce qu'elles aient une forme aérodinamique, n'est ce pas?
Vu que dans l'espace il y a le vide, qui ne freine pas les fusées...

Comme dit, pour un engin qui part du sol, donc qui traverse l'atmosphère, y'a un très grand intérêt, si.

Après en effet, une fois dans le vide, c'est sans importance aucune ; il n'y a qu'a voir le profil absolument quelconque des satellites et des sondes spatiales.

salut

[A voir en vidéo sur Futura]

[nissart7831]

Après en effet, une fois dans le vide, c'est sans importance aucune ; il n'y a qu'a voir le profil absolument quelconque des satellites et des sondes spatiales.

Tiens, ça me fait penser à une question.

Il y a le concept de voile solaire qui utilise le vent solaire pour se déplacer.
A l'inverse, si on se déplace vers le Soleil, le vent solaire pourrait "ralentir" un engin. Y a t'il un moyen de rendre "aérodynamique" au vent solaire (même si l'effet est faible je crois)? Ce serait le même genre de profil que dans l'air ?

[invite83271ebb]

C'est vrai que j'avais oublié de préciser un point très important c'est que dans ma question la fusée est construite dans l'espace, en orbite autour de la Terre.

Donc si j'ai bien compris j'ai comfirmation que dans le vide l'aérodinamique n'est qu'un effet de style .

C'est vrai que si la voile solaire peut être accelérée, cela serait tout à fait logique qu'elle puisse également être freinée...

[Bouli]

Les voiles solaires font des milliers de mètres carrés pour espérer des poussées de quelques newtons donc ca n'a qu'un effet insignifiant pour un engin qui fonce vers le Soleil en "tombant", comme tomberait une pomme d'un arbre.

[nissart7831]

Les voiles solaires font des milliers de mètres carrés pour espérer des poussées de quelques newtons donc ca n'a qu'un effet insignifiant pour un engin qui fonce vers le Soleil en "tombant", comme tomberait une pomme d'un arbre.

Je sais bien.
Je ne posais pas la question par rapport à la valeur de l'effet, mais sur le principe.
On pourrait peut être imaginer une situation (peut être près d'une autre étoile) où le vent solaire serait plus abondant que celui du soleil.

M'enfin, comme cela n'a pas l'air d'intéresser grand monde, je resterai avec ma question

[Bouli]

Tout à fait alors, il suffit de peindre ton vaisseau en noir (de toute facon tu essayeras d'exploiter la lumière avec des panneaux solaires sombres) et d'exposer un minimum de surface au Soleil

Mais c'est un phénomène aussi peu préoccupant que celui du ralentissement d'une voiture sur l'autoroute à cause du champ magnétique de la Terre !

[nissart7831]

Mais c'est un phénomène aussi peu préoccupant que celui du ralentissement d'une voiture sur l'autoroute à cause du champ magnétique de la Terre !

Il ne faut pas obligatoirement qu'un sujet soit préoccupant pour s'y intéresser.
Je voulais simplement savoir, en l'état actuel de nos connaissances, les manières de réduire les effets du vent solaire sur un objet en mouvement, en me plaçant dans une situation extrême où le flux serait tel qu'il pourrait avoir une certaine influence.

[invite5f8f8b4a]

Salut!

moi je pense qu'il y a un interet a avoir un profil aerodynamique, puisque l'espace n'est pas vide... la densite de particule est tres faible mais elle est loin d'etre vide. et vu la vitesse de deplacement , le peu de particule genererait une force de frotement considerable...

++

[Gilgamesh]

Il ne faut pas obligatoirement qu'un sujet soit préoccupant pour s'y intéresser.
Je voulais simplement savoir, en l'état actuel de nos connaissances, les manières de réduire les effets du vent solaire sur un objet en mouvement, en me plaçant dans une situation extrême où le flux serait tel qu'il pourrait avoir une certaine influence.

Dans le concept d'Arche interstellaire que j'avais posté ici, j'avais nourris l'espoir qu'en déployant une immense voile on pourrait au départ s'accélerer et à l'arriver se freiner juste avec la poussée de radiation.

L'idée reste envisageable mais pas avec la lumière de l'étoile seule. La pression engendrée par le rayonnement solaire au niveau de l'orbite terrestre n'est que de 5 µPa et diminue évidement en 1/d². Faudrait amplifier par 120 000 l'éclairement sur une voile faisant quasi la surface de la France pour pousser l'Arche (réduite à 50 Gt au lieu des 100 initiaux).

[invitee9ed9cad]

Salut!

moi je pense qu'il y a un interet a avoir un profil aerodynamique, puisque l'espace n'est pas vide... la densite de particule est tres faible mais elle est loin d'etre vide. et vu la vitesse de deplacement , le peu de particule genererait une force de frotement considerable...

++

heu nan coyote
Définitivement, ça n'a aucun intérêt d'utiliser une forme aerodynamique dans l'espace ...
les particules que tu croisent te heurtent entre 8 et 30 km/s et se fracassent sur ta coque, en aucun cas tu ne peux produire un profil laminaire qui les ferait glisser, comme le fait l'air autour d'un avion.

Il n'y a donc strictement aucun intérêt a avoir une forme aero/hydro dynamique pour un vaisseau qui sejourne constament dans l'espace.

Evidemment, dans le cas d'un vaisseau decollant de la terre, et qui doit traverser l'atmosphère, voir y retourner apres (comme la navette), là, les choses sont différentes.


La densité spatiale moyenne (toute matière comprise) est autour de 3 atomes/cm3, quand je dis tout compris, c'est evidemment avec toute la matière qu'on observe (et je parle ici seulement de baryons, pas de la matière noire)

Donc la densité spatiale dans le vide interstellaire est totalement misérable, et peut être considérée comme nulle.
Il y a beaucoup (vraiment beaucoup, des milliards de milliards de fois) plus de rayonnement que de matière dans l'espace.
Et, evidemment, le photon ou le neutrino n'ont rien a secouer d'une forme aérodynamique ...

[invite83271ebb]

Ahaha.
Et si jamais je parle d'un engin bcp plus grand qu'une fusée avec une forme tous sauf aérodimamique (toujours fabriqué dans l'espace...) ??

[f6bes]

Bsr Pab,
Comme déjà dit plus haut et vue que l'espaçe est
donc "vide" cela ne change rien au probléme: pas besoin
d'une forme aérodynamique puisque il n'y a pas d'atmosphére qui pourrait freiner .
Cordialement

[invite83271ebb]

Merci j'ai préférez demander deux fois pour être sur deux fois plus sur

[claude27]

Il n'y a donc strictement aucun intérêt a avoir une forme aero/hydro dynamique pour un vaisseau qui sejourne constament dans l'espace.

d' ailleurs , y a qu' à voir l' allure qu' avait le LEM qui était uniquement destiné à redécoller de la lune !

[invite71124d1f]

En fait, on peut envisager un cas où une nef construite dans l'espace et destinée à y rester pourrait être dotée utilement de profil aérodynamique: c'est avec un astronef interstellaire utilisant un système de propulsion lui permettant d'accélérer jusqu'à des vitesses relativistes par rapport à la galaxie, par exemple un statoréacteur Bussard.
C'est l'échelle qui créée le phénomène: à ces vitesses, la densité de matière interstellaire doit créer une trainée, et aussi une portance.
Donc les effets aéro dynamiques ne sont pas à négliger pour contrôler l'engin.
Dans l'hypothèse "fictionnesque" d' un voyage long (vie ralentie ou migration sur plusieurs générations), l'idée n'est pas à exclure.
Le LEM et les engins interplanétaires n' en ont évidemment pas besoin à des vitesses balistiques.

[invitee9ed9cad]

Simplement non
Je crois que tu n'as pas bien suivi la discussion au dessus

Proche des vitesse relativiste (hypothèse de pure science fiction, rien ne garanti qu'on arrive un jour a faire un vaisseau de cette nature) les particules de matières vont percuter ta coque a une vitesse proche de celle de la lumière.

La seule façon d'eviter ça ne sera en AUCUN CAS un profil, mais une charge electrique qui repousserait les atomes.

L'idée d'avoir besoin d'un profil aéro/hydro/jenesaisquoi/ dynamique est donc définitivement totalement a exclure pour un engin qui reste dans l'espace, quelque soit sa vitesse ou ses capacités.

Même sur un exemple aussi extrème et spéculatif que celui que tu donnes.

[invite83271ebb]

En effet : "Il ne faut pas obligatoirement qu'un sujet soit préoccupant pour s'y intéresser."

>>par exemple un statoréacteur Bussard.
C'est quoi?

[invitee9ed9cad]

c'est un système justement très exactement opposé au concept d'aerodynamisme ...
un collecteur de matière devant le vaisseau qui ramasse les particules rencontrées pour s'en servir de combustible au sein d'un moteur nucléaire.

http://www.itsf.org/brochure-f/ramscoop.html

tu sais qu'il existe un monde magique et merveilleux qui s'appelle Google et qui pourrait te permettre de répondre tout seul a ta question ?

[invite71124d1f]

...pour s'en servir de combustible au sein d'un moteur nucléaire.

Pas exactement: les particules collectées sont accélérées par le système et une source externe d'énergie est nécessaire, de façon analogue à l'air dans un statoréacteur.
Tout à fair d'accord sur la limite due aux collisions de particules,dont la masse sera augmentée par l'effet relativiste.
As tu calculé à quelle vitesse le phénomène devient sensible ?
Dans tout les cas, on n'aurait pas un profil en forme d'avion si c'est ce que tu veux dire mais ça n'empèche que les phénomènes aérodynamiques seraient bien à prendre en considération pour controler l'orientation de l'engin sinon, c'est lui qui choisira tout seul.
Quant à savoir si on construira un jour un transport interstellaire (dans les hypothèses de la physique actuelle), je poserais plutôt la question sur les aspects économiques et les motivations des financeurs de ces voyages vu leur durée probable, sans trop me préocuper des possibilités technologiques. La bonne question je crois serait plutôt 'quand ' sera-ce possible et est-ce qu' "on" le fera ?
Et encore, je ne me pose la question que pour des voyages avec humains à bord.

[invitee9ed9cad]

As tu calculé à quelle vitesse le phénomène devient sensible ?

Dès la simple mise en orbite tu reçois des particules qui te percutent a une vitesse comprise entre 8 et 30 km/s ... pour le plus grand nombre
Il y a aussi des particules bien plus rapides mais en bien plus faible nombre.

Dans tout les cas, on n'aurait pas un profil en forme d'avion si c'est ce que tu veux dire mais ça n'empèche que les phénomènes aérodynamiques seraient bien à prendre en considération pour controler l'orientation de l'engin sinon, c'est lui qui choisira tout seul.

non, non, non et non
definitivement non
tu es en train de me dire qu'on peut se servir de la forme de l'engin pour créer de l'appui sur ces particules afin de diriger le vaisseau.
alors non
dans l'espace, ce qu'on utilise pour se diriger, c'est des RCS, des propulsuers transversaux qui agissent par reaction et en aucun cas, jamais, un appui quelconque sur les particules spatiales.

SAUF dans le cas d'une voile photonique mais ça n'a rien a voir avec une forme aérodynamique dont tu parles.
C'est même exactement l'inverse d'un truc aérodynamique, la voile photonique.

Quant à savoir si on construira un jour un transport interstellaire (dans les hypothèses de la physique actuelle), je poserais plutôt la question sur les aspects économiques et les motivations des financeurs de ces voyages vu leur durée probable, sans trop me préocuper des possibilités technologiques. La bonne question je crois serait plutôt 'quand ' sera-ce possible et est-ce qu' "on" le fera ?

En gros : on s'en fout de comment on y arrivera puisqu'on y arrivera ?
je ne peux en aucun cas agréer a ce postulat, désolé ...
c'est de la science fiction, pas de la science tout court.
Avec ce type de raisonnement, on peut raconter tout et n'importe quoi, et imaginer des trucs les plus farfelus les uns que les autres.
Je ne vois personnellement pas le moindre intérêt a ce genre de spéculation.

[invite71124d1f]

Dès la simple mise en orbite tu reçois des particules qui te percutent a une vitesse comprise entre 8 et 30 km/s ... pour le plus grand nombre
Il y a aussi des particules bien plus rapides mais en bien plus faible nombre

Sur le plan de l'effet aérodynamique, c'est négligeable, les vitesses à considérer pour une traversée interstellaire ne sont pas du même ordre de grandeur..

tu es en train de me dire qu'on peut se servir de la forme de l'engin pour créer de l'appui sur ces particules afin de diriger le vaisseau.

Pas de diriger mais d'orienter le vaisseau donc la poussée (dispositifs genre fletner au moins).

dans l'espace, ce qu'on utilise pour se diriger, c'est des RCS, des propulsuers transversaux qui agissent par reaction et en aucun cas, jamais, un appui quelconque sur les particules spatiales.

Dans les cas actuels, vu les vitesses, bien sûr, mais dans ceux auxquels je fais allusion, les échelles sont différentes.
Evidemment il ne s'agit que de spéculation, je ne trouve pas cela inintéressant mais il faut être un peu visionnaire et avoir de l'imagination: je ne crois pas avoir écrit quoi que ce soit sur ce sujet qui contredise ce qu'on sait actuellement. Je te rappelle que tout projet scientifiquement et techniquement inovant nécessite une dose d' anticipation (au sens propre), évidemment plus modeste puisqu'il s'agit de réalisations immédiates alors qu'on est en train, sur le voyage interstellaire de se projeter dans un futur qui se situe au delà de l'horizon de la prospective.

Quant à la voile solaire, je ne sais pas trop quoi en attendre vu la directivité du système ,limitée vers les éloignements (on ne peut pas remonter au vent solaire comme un voilier muni d'une quille ni freiner).

Pour completer ta réponse à pab, Un réacteur Bussard se présenterait comme un énorme entonnoir qui collecte lesdites particules (qui ne sont pas des météorites) et qui sert en même temps de bouclier pour le reste de l'engin. Comme forme aérodynamique, on fait effectivement mieux...
Dans le cinéma de science fiction, un bon exemple de vaisseau spatial fait pour rester dans l'espace est proposé dans le film "An 2001-l'odyssée de l'espace", même si sur le timming, Arthur C Clarke et Stanley Kubrick étaient ... optimistes.

[invitee9ed9cad]

Loup solitaire, désolé, mais là tu nous fais de la pure science fiction.

Evidemment il ne s'agit que de spéculation

voilà ... et quand on spécule sans fondement, on peut dire n'importe quoi !

Moi je peux te dire que dans le futur, les hommes vivront 10 siècles et qu'il leur suffira de claquer des doigts pour se rendre d'un point de l'univers a l'autre.

Ca fait un beau roman, mais c'est n'importe quoi.

S'imaginer pouvoir utiliser un appui sur les particules croisée a vitesse relativiste, ou même simplement aux vitesses atteintes actuellement, c'est totalement et definitivement irréaliste.
Ce n'est pas une question d'imagination, c'est une question de physique basique, incontournable.

Il ne sera jamais possible de prendre appui sur les particules spaciales, au demeurant excessivement rares, afin de diriger un vaisseau spacial.

On pourrait imaginer un champ magnetique intense qui empecherait ces particules de frapper la coque, ou pour les canaliser dans un absorbeur, ça, ça respecte la physique même si ça demande des energies collossales qu'on est pas près de savoir utiliser et stocker dans un engin spatial.

Mais oublies l'appui directif sur les particules, c'est definitivement le meilleur moyen de desintegrer ton engin ...

[invite83271ebb]

Merci a vous pour vos réponses qui n'ont permis d'y voir plus clair.

Réponse à Oko :

>> tu sais qu'il existe un monde magique et merveilleux qui s'appelle Google et qui pourrait te permettre de répondre tout seul a ta question ?

>> oui je sais, héhé mais bon en matière de concept social ce forum est bcp mieux ; des humains dialogant avec d'autres pour s'informer mutuellement.

[invite71124d1f]

Moi je peux te dire que dans le futur, les hommes vivront 10 siècles et qu'il leur suffira de claquer des doigts pour se rendre d'un point de l'univers a l'autre.

C'est ton droit le plus strict OKO, quoique le rapport avec mes propos me semble obscur.
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...quand on spécule sans fondement, on peut dire n'importe quoi !

Le principe du statoréacteur Bussard se trouve dans ce qu'on appelle généralement la physique,
sous chapitres: Mécanique, résistance des matériaux, électrodynamique, mécaniques quantique et relativiste, et aussi astrophysique, alliance de la physique avec une science d'observation: l'astronomie, etc. dont il est une extrapolation technologique.
Et tu qualifies cela de "sans fondement" ?
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S'imaginer pouvoir utiliser un appui sur les particules croisée a vitesse relativiste, ou même simplement aux vitesses atteintes actuellement, c'est totalement et definitivement irréaliste.

Aux vitesses atteintes actuellement, je l'ai déjà affirmé.
Aux vitesses relativistes, ça reste à démontrer.
Quelle que soit la rareté de ces particules, dès lors que leur densité n'est pas nulle, tu peux calculer une vitesse à partir et au dela de laquelle un effet aérodynamique devient sensible et incontournable.
S' il n'en est pas tenu compte, les effets de trainée et de portance lui feront subir la même chose que dans une soufflerie: il commencera à tournoyer et rechercher une position d'équilibre qu'il atteindra probablement après moult oscillations quand le stato, désorienté aura cessé de fonctionner et qui risque d' orienter le système en sens inverse, l'entrée du propulseur tourné vers l'arrière si la forme de l'ensemble est très compacte !!!
Dès lors, il ne m'apparait pas raisonnable de ne pas compter sur ces effets, y compris pour modifier la trajectoire.
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Il ne sera jamais possible de...

Quelle imprudence ! et quel absolutisme, les deux siècles précédents foisonnent de telles déclarations d' impossibilité qui ont été franchies et ont valu à leurs auteurs une certaine célèbrité...dans le style "la science amusante".
Il est vrai que si cela se produit, nous ne seront plus là pour le voir et je n'ose pas dire qu'on nous aura oubliés (ce qui signifie qu'on se souviendrait de nous) car je ne suis pas une notoriété et si tu l'es le pseudo te protège.
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Ce n'est pas une question d'imagination, c'est une question de physique basique, incontournable.

Bien. Mais ce n'est pas tout de le dire: explique nous.
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On pourrait imaginer un champ magnetique intense qui empecherait ces particules de frapper la coque, ou pour les canaliser dans un absorbeur, ça, ça respecte la physique même si ça demande des energies collossales qu'on est pas près de savoir utiliser et stocker dans un engin spatial.

Attention: tu es en train de laisser supposer que ce serait peut être un jour possible. Tu risques de te compromettre.
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Mais oublies l'appui directif sur les particules, c'est definitivement le meilleur moyen de desintegrer ton engin

Je suis bien d'accord, c'est pourquoi je ne l'oublie pas.
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La vraie faiblesse de ma spéculation est ailleurs.
Je n'ai pas fait de calcul pour estimer le rapport entre la vitesse et les effets aérodynamiques, et de même les vitesses limites supérieures car il doit y en avoir, tu y a fait allusion toi aussi quand tu parles de désintégrer "mon" engin.
J'ignore si quelqu'un a fait ces calculs et si ça n'est pas le cas, ma réflexion n'étant que qualitative, on arriverait peut être au résultat que les effets aérodynamiques se produisent à des vitesses trop importantes pour servir à orienter l'engin mais pas à le déséquilibrer.
En effet, Plus la vitesse augmente et moins on a besoin du champ magnétique que tu évoques à juste titre pour canaliser les particules (ionisées) vers le collecteur mais inversement, plus on en a besoin pour la protection.
Cela nécessite un controle des champs magnétiques pour le moins impressionnant.
Même si nos descendants en sont capables, j'ai encore quelques idées de problèmes à résoudre (et je ne prétend pas être en mesure de les 'deviner' tous), mais aussi d'espoirs.
Sur l'énergie par exemple, je présume que l'époque qu'on peut envisager se situe après qu'on devrait (?) avoir maitrisé l'énergie de fusion. Après l'énergie de fusion on peut phantasmer sur l' énergie massique (tu vois, je reste prudent). Il y faut de la masse à travailler mais on peut la trouver en route, comme tu l'as fait remarquer. Je t'ai contredit sur le principe du stato mais rien n'empêche qu'une partie de la matière ainsi collectée soit effectivement utilisée à produire de l'énergie.
Et en plus, les astrophysiciens nous parlent maintenant de l' énergie du vide !
J'arrête là car
Merci de ta controverse, je n'avais pas pensé que ma première apparition aurait une suite. C'est quand les idées s'affrontent que le débat est le plus constructif.
@+

[Gilgamesh]

_
S'imaginer pouvoir utiliser un appui sur les particules croisée a vitesse relativiste, ou même simplement aux vitesses atteintes actuellement, c'est totalement et definitivement irréaliste.

Aux vitesses atteintes actuellement, je l'ai déjà affirmé.
Aux vitesses relativistes, ça reste à démontrer.
Quelle que soit la rareté de ces particules, dès lors que leur densité n'est pas nulle, tu peux calculer une vitesse à partir et au dela de laquelle un effet aérodynamique devient sensible et incontournable.
S' il n'en est pas tenu compte, les effets de trainée et de portance lui feront subir la même chose que dans une soufflerie: il commencera à tournoyer et rechercher une position d'équilibre qu'il atteindra probablement après moult oscillations quand le stato, désorienté aura cessé de fonctionner et qui risque d' orienter le système en sens inverse, l'entrée du propulseur tourné vers l'arrière si la forme de l'ensemble est très compacte !!!
Dès lors, il ne m'apparait pas raisonnable de ne pas compter sur ces effets, y compris pour modifier la trajectoire.

Non, quel que soit la vitesse considérée, pour qu'il y ait un effet sensible, il faut un rapport des masses suffisant, entre le flux de fluide et celui du mobile (le vaisseau).

a+

[invite71124d1f]

Tout à fait d'accord, mais cela n' est pas contradictoire.
La masse a considérer est celle engouffrée dans le collecteur. Le débit est fonction de la vitesse si le système est bien orienté. Idem pour les effets de trainée et de "portance".
Portance est un concept planétaire qui est le champ d'application actuel de l'aérodynamique. Dans un milieu en appesanteur on devrait parler de "déviance".

[Gilgamesh]

Tout à fait d'accord, mais cela n' est pas contradictoire.
La masse a considérer est celle engouffrée dans le collecteur. Le débit est fonction de la vitesse si le système est bien orienté. Idem pour les effets de trainée et de "portance".

Bon, et là le débit à considéré est borné par la vitesse de la lumière.

Certes, quand on s'approche de la vitesse de la lumière, les distances sont contractées dans le direction du mouvement.

Mais fixons simplement les ordres de grandeurs en jeu, et le problème sera réglé. L'épaisseur de matière que traverse la lumière des quasars pour arriver jusqu'à nous, sur des distances supérieures au milliard d'années-lumière, est très inférieure à l'épaisseur d'une bulle de savon.

Dans aucune configuration réaliste envisageable l'inertie du milieu n'est capable d'influer en quoi que ce soit sur la trajectoire d'un mobile de taille macroscopique.



a+