Structure / forme d'un appareil spatial
Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 15 sur 15

Structure / forme d'un appareil spatial



  1. #1
    skiioc

    Structure / forme d'un appareil spatial


    ------

    Bonjour,

    Avant tout, je tiens à exprimer le fait qu'avant de poster mon message j'ai recherché sur le net, ainsi que dans ce forum une réponse à mon interrogation et que je n'ai rien trouvé de pertinent. Cependant, si vous avez un lien, un site, ou quoi que ce soit qui peut se révéler utile sur l'interrogation en question, j'irai m'y référer avec plaisir.

    Le contexte de cette interrogation qui est partie en débat est la suivante : Qu'elle est la forme / structure idéale pour un vaisseau spatial dans un contexte militaire, en ayant connaissance de ces éléments :

    - Cela peut être un drone, donc sans pilote
    - Il n'a pas besoin de fonctions ou d'une structure adaptée au vol atmosphérique
    - Le contexte militaire n'est pas spécifiquement précisé. C'est à dire que la situation dans laquelle serait placé le vaisseau est inconnu (attaque, défense, embuscade, exploration, stratégie spécifique etc.)
    - Le contexte temporel et des avancées technologiques non plus, même si dans le débat (toujours actuel) les contraintes physiques sont prises en compte dans la limite des connaissances qui sont nôtres. Nous cherchons à savoir qu'elle serait la forme idéale, non pas ce qu'il est possible de faire actuellement. (On évite évidemment le blabla starwarsien, on tente à peu près de se placer du côté de ingénierie aérospatiale existante).

    Donc cette interrogation que je partageais avec une amie est devenue un débat, et par soucis de clarté et de rigueur je donnerai les arguments des deux points de vue évidement.


    "A" :

    - Le vaisseau doit être long, et doit s'inscrire dans les design qui existe aujourd'hui en terme d’aérospatial. La forme se rapprocherait par exemple des Mirages etc. Ou plus généralement comme on a l’occasion de les voir dans la sf "solide".

    - Pourquoi ? Parce que le vaisseau a besoin de réacteur importants, la vitesse étant primordiale, de plus, ce genre de structure permet de privilégier un port d'armement et de blindage important sans pour autant négliger sa maniabilité. Son point faible se trouve en effet à l'arrière, mais le fait qu'il soit relativement plat évite lors d'une attaque la présentation d'une surface vulnérables trop importante. Sa puissance de feu, que lui permet son design est donc absolument nécessaire en cas de conflit.

    - Contre-arguments de plus vis-à-vis du point de vue de "B" : Les navettes spatiales comme Discovery montre que ce design en particulier est privilégié. Et on remarque que les véhicules terrestres militaires ont des formes on ne peut plus carré et sont loin de "l'amande" ou de la sphère.


    "B"

    - Le vaisseau doit se rapprocher d'une forme sphérique au mieux, sinon selon le contexte peut être en forme d'amande.

    - Pourquoi ? Les contraintes intra-atmosphériques ne sont pas présente et s'il y a combat, alors le vaisseau/drone doit être capable de faire face à n'importe qu'elle situation dans n'importe qu'elle angle. Avec des systèmes rotatifs et des réacteurs qui ne privilégieraient moins la vitesse au profit de la maniabilité. Les avions et vaisseaux possèdent cette structure particulière aujourd'hui car il y a nécessité de réduire les frottements de l'air et de favoriser une certaine portance. Dans l'espace ce n'est pas nécessaire et l'aspect arrondi de la sphère permettrait de réduire considérablement l'impact des tirs. Certes le vaisseau au vue de son design serait moins lourdement armé et "peut être" uniquement "peut être" que son blindage serait moins important. Et si ce n'est pas le cas, en effet il ne bénéficierait pas d'avantage structural en cas d'attaque et il serait constamment exposé entièrement, mais cela éviterait d'avoir des point faible structuraux aussi important le "ventre" ou le "dos" de l'appareil.

    - Contre-argument de plus vis-à-vis du point de vue de "A": La raison pour laquelle les vaisseaux ont aujourd'hui et dans la plupart des œuvres de sf cette forme, c'est parce qu'il y a un habitacle pour le passager et un besoin de prendre en compte les contraintes atmosphériques. Certes les blindés actuel sont plus carré que rond, et pourquoi ça ? Probablement parce que c'est la seule manière qu'ils ont trouvé pour rigidifier l'ensemble de la structure, les moyens technologiques actuels ne permettant peut être pas d'avoir des "tank ronds en forme de soucoupe" et à la fois rigide et capable d'encaisser d'importantes vibrations.


    Un dernière chose, nous ne sommes pas des experts et ne sommes même pas dans ce domaine d'étude (et ça se voit), et l'interrogation est ultra récente, donc il n'y a pas encore eu de recherches sur l'histoire des design de l'aviation ou de l’aérospatiale. Dans le cas ou vous ne trouveriez pas le débat pertinent ou intéressant, avant de fermer la conversation j'aimerai savoir pourquoi.

    Du coup, globalement, sans pour autant juger notre débat, j’aurais souhaité avoir un avis un peu plus éclairé sur la question. Si évidement la structure idéale s’éloigne carrément de tout ce que j’ai pu énoncer plus haut, je serait clairement ravie de la connaître*! Je précise aussi que si la structure "idéale" était connue on en serait pas là, et je sais que la question reste en suspens, mais vous voyez quoi, il s'agit juste de connaître au moins une piste.

    Merci d’avance ^^

    -----

  2. #2
    Bluedeep

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Bonjour,

    Citation Envoyé par skiioc Voir le message
    - Cela peut être un drone, donc sans pilote
    - Il n'a pas besoin de fonctions ou d'une structure adaptée au vol atmosphérique
    - Le contexte militaire n'est pas spécifiquement précisé. C'est à dire que la situation dans laquelle serait placé le vaisseau est inconnu (attaque, défense, embuscade, exploration, stratégie spécifique etc.)
    On a un peu de mal à imaginer un contexte militaire spatial hors satellites et armes anti-satellites.

    - Contre-arguments de plus vis-à-vis du point de vue de "B" : Les navettes spatiales comme Discovery montre que ce design en particulier est privilégié. Et on remarque que les véhicules terrestres militaires ont des formes on ne peut plus carré et sont loin de "l'amande" ou de la sphère.
    Le design de Discovery est lié au fait qu'il doit se poser comme un avion.

    Partant de là, et sachant qu'il est écrit plus haut :

    Il n'a pas besoin de fonctions ou d'une structure adaptée au vol atmosphérique
    on ne voit bien l’intérêt de la comparaison.

    De plus, la distinction "avant-arrière" pour un vaisseau spatial n'ayant pas à faire de rentrée atmosphérique est à peu près sans objet (il est plus simple de le retourner pour freiner que de mettre des moteurs des deux cotés).

  3. #3
    skiioc

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Merci pour ta réponse !

    Citation Envoyé par Bluedeep Voir le message
    On a un peu de mal à imaginer un contexte militaire spatial hors satellites et armes anti-satellites.
    Et je suis plutôt d'accords avec toi, c'est aussi pour ça que je n'ai pas précisé de contexte militaire. Dans la mesure où je ne suis pas affilié à ce milieu j'aurai du mal à visualiser une situation extrêmement réaliste d'un conflit armé spatial avec toutes les variables qui entreraient en jeu, c'est pour ça que je pose uniquement la question de la forme, et non de la forme vis-à-vis de tel type de conflit ou contre tel ou tel type d'armement ^^.

    Citation Envoyé par Bluedeep Voir le message
    on ne voit bien l’intérêt de la comparaison.
    En fait j'ai essayé de retranscrire notre conversation, de façon à avoir un point de départ, d'où les éléments un peu contradictoires. Mais j'aurais pu poser la question bien plus simplement. Du type : D'après vous, qu'elle est la forme la plus adaptée pour un vaisseau spatial ? En soit, mon texte était plutôt présent pour expliquer le contexte de mon interrogation qu'autre chose.


    Et ok c'est noté pour la distinction avant / arrière !

  4. #4
    Carcharodon

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Citation Envoyé par skiioc Voir le message
    D'après vous, qu'elle est la forme la plus adaptée pour un vaisseau spatial ?
    La forme qui entre dans la coiffe de la fusée qui va le lancer.
    Et s'il n'est pas dans la coiffe, une forme suffisamment aérodynamique pour supporter l'épisode du décollage jusqu’à au delà de maxQ, le moment de la plus grande pression dynamique, qui intervient généralement entre 12 et 15 km d'altitude.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    L'idée de bataille entre vaisseaux spatiaux est inspirées essentiellement des combats entre cuirassiers de la première guerre mondiale ou des combats aériens de la seconde guerre mondiale. Ce type de combat ne correspond plus à grand chose dans les conflits actuels, alors transposé dans l'espace... Comme dit, on a un peu de mal à imaginer le contexte militaire dans lequel ce combat serait susceptible de prendre place. On ne peut pas imaginer d'armes sans le genre de combat, et donc le genre de conflit qui va avec. Il n'y a ni route, ni territoire à défendre dans l'espace. Et si on veut détruire un engin, il suffit d'une poignée de boulons placés sur la même orbite mais en contresens. Ça rend l'idée de blindage assez caduque.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 06/11/2016 à 01h55.
    Parcours Etranges

  7. #6
    Carcharodon

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Je rajouterais que l'idée des combats spatiaux est uniquement et strictement basée sur la représentation complètement erronée, simpliste et caricaturale qui est diffusée par Hollywood.
    S'il y a un engagement spatial, il ne ressemblera absolument en rien a ce qu'on peut en voir dans les films et qui inspire pourtant le type d'interrogation posé dans ce topic.

    Actuellement on pourrait dire deux choses a propos d'un engagement militaire incluant le domaine spatial :
    1) les engins seraient automatisés, aucune présence humaine a leur bord (est-il besoin d'expliquer pourquoi a l'heure ou les drones US font déjà la grande majorité des victimes au sol au moyen orient ?)
    2) ils ne s'engageraient certainement pas entre engins spatiaux mais entre le sol et l'espace (tir de missile terrestre sur un satellite et tir du satellite sur le sol, mais pas de tir d'un satellite contre un autre satellite).

    Dans le cas ou vous ne trouveriez pas le débat pertinent ou intéressant...
    Effectivement, pour être clair, c'est un débat uniquement inspiré par la ""culture"" hollywoodienne et très loin de la réalité du secteur spatial.
    Essentiellement car tout le monde a beaucoup à perdre à porter un conflit dans l'espace, en particulier à cause du syndrome de Kessler que ça générerait immédiatement, condamnant à court terme, pour tout les protagonistes (mais aussi tout les autres...) l'accès à l'espace en orbite basse (en dessous de 1000km).
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  8. #7
    saint.112

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Pour ajouter ma petite pierre à ce qui a déjà été dit je voudrais préciser que c'est ta conception même de la réalité qui est totalement irréaliste. Tu conçois les lois du monde comme dans Star Wars où des avions de combats dans l'espace ont des ailes, font du bruit, manœuvrent, virevoltent, se poursuivent, etc., comme dans l'atmosphère.
    Les conditions et les contraintes dans l'atmosphère et dans l'espace sont totalement différentes.
    Dans l'espace tu peux donner à ton appareil la forme que tu voudras il est pratiquement impossible de faire la moindre manœuvre. On lance un satellite en orbite basse (la LEO) puis on l'envoie à grand frais (en terme d'ergols) sur l'orbite géostationnaire (la GEO) ou hors de l'attraction terrestre à plus grand frais encore. Mais une fois qu'il est sur un plan orbital donné, l'en changer est d'un cout exorbitant. Par exemple le site de Kourou présente un avantage considérable sur Cape Kennedy du fait de sa proximité avec l'équateur : placer un satellite sur une orbite équatoriale requiert une correction mineure de plan orbital alors que l'opération depuis Cape Kennedy est beaucoup plus couteuse. Pourtant, à vue d'œil, il s'en faut de peu.
    Dans l'atmosphère quand dans un avion on joue sur les gouvernes pour changer de direction l'opération est d'un cout non nul mais marginal. Ce qui coute le plus dans avion ce sont a) la portance et b) la résistance de l'air.
    Dans l'espace on est forcément sur une orbite autour d'un corps, disons la terre. Si l'on n'est pas trop près de l'atmosphère on gardera la même orbite indéfiniment (du moins à l'échelle de temps qui nous intéresse). Toute modification de trajectoire, que ce soit un changement d'orbite dans le même plan, ou que ce soit un changement de plan orbital, ou pire encore que ce soit les deux, est horriblement couteux en ergols. La forme de l'appareil ne compte pour rien. La seule chose qui compte est sa masse et ce qu'on appelle le ∆V (delta V) c'est à dire la modification de vitesse qu'on lui imprime, donc l'accélération nécessaire.
    Donc fondamentalement un satellite est placé sur une orbite et il y reste. On va appliquer des corrections mineures mais pas moyen de manœuvrer et donc de faire quelque chasse que ce soit.
    Nico
    Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.

  9. #8
    Dynamix

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Salut

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    mais pas de tir d'un satellite contre un autre satellite
    Et pourquoi ça ?
    Pourquoi ne pas empêcher l' ennemie de t' observer grâce à des "satellites tueurs" ?
    Solution envisagée pas les USA dans le programme "guerre des étoiles" .


    Citation Envoyé par saint.112 Voir le message
    Dans l'espace on est forcément sur une orbite autour d'un corps,
    Voyager1 est en orbite autour de quoi ?

  10. #9
    saint.112

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Voyager1 est en orbite autour de quoi ?
    En effet le terme autour est peut-être inapproprié. Suite à l'assistance gravitationnelle de Jupiter et Saturne, la sonde a gagné un ∆V qui l'a mise sur une orbite parabolique ou hyperbolique, donc avec le soleil au foyer, qui la fait s'échapper du système solaire. Elle est encore dans sa banlieue mais bien entendu l'influence gravitationnelle du soleil diminue au profit de celle de la Voie Lactée. Comme elle ne se dirige vers aucune étoile proche elle va continuer à errer sur une orbite galactique pour un temps indéterminé.
    Dans l'espace tu es forcément sur une orbite quelconque puisque tu es sous l'influence gravitationnelle d'un corps ou d'un autre, ou d'un ensemble de corps comme une galaxie.
    Nico
    Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.

  11. #10
    Dynamix

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Citation Envoyé par saint.112 Voir le message
    Dans l'espace tu es forcément sur une orbite quelconque puisque tu es sous l'influence gravitationnelle d'un corps ou d'un autre, ou d'un ensemble de corps comme une galaxie.
    Quand la gravitation locale est faible , être sous l' influence gravitationnelle d' un corps n' oblige pas à suivre une orbite liée à ce corps .

  12. #11
    Carcharodon

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Salut
    Et pourquoi ça ?
    Pourquoi ne pas empêcher l' ennemie de t' observer grâce à des "satellites tueurs" ?
    Pour une raison simple : pour tirer un missile d'un satellite sur un autre, ils faut que les deux soient sur le même plan et a distance de tir, ce qui est fortement improbable.
    Sauf coup de chance énorme... et du coup il faudrait envoyer des dizaines de satellites sur toutes les orbites, solution pour le moins absurde et couteuse.
    Alors que du sol, il suffit d'attendre qu'il te passe au dessus.
    Car les satellites militaires ne sont pas en orbite géostationnaire, ils sont bien plus bas, donc tournent régulièrement autour du globe.
    C'est évidemment pour cette raison que les chinois ont détruit un satellite de cette façon : du sol.

    Solution envisagée pas les USA dans le programme "guerre des étoiles"
    Heuu pardon ?
    La guerre des étoiles était un programme entièrement fictif destiné à contribuer à ruiner l'URSS.
    Et ça a très bien fonctionné, c'est une des (multiples, le cout des sous marins en titane aussi y figure en bonne part) cerises sur le gâteau de l'effondrement économique soviétique qui a conduit à la chute du mur de Berlin.
    C'est quand même un grand classique de bluff dans l'histoire des relations internationales...
    Et ça ne consistait pas a envoyer des satellites tueurs de satellites, mais d'avoir un système spatial d'interception de missiles balistiques tirés sur le territoire américain.
    Système qui lui aussi (pas plus que les satellite tueurs) n'avait aucune chance d'aboutir, en particulier financièrement.
    Mais là tu mélanges tout...

    D'ailleurs, les solutions envisagées actuellement par les américains passeraient par un rayon venant du sol pour éventuellement détruire un satellite cible, voir un missile balistique. Mais certainement pas par un satellite tueur de satellites, sujet réservé aux films de S.F. pour les raisons que j'explique au dessus : raisons techniques et financières.

    Voyager1 est en orbite autour de quoi ?
    Actuellement il est en orbite solaire hyperbolique.
    Son corps de référence est donc le soleil.
    Quand il en sera sorti (de la SOI du système solaire), d'ici quelques milliers d'années, il tombera alors en orbite galactique.
    Dans l'espace tu es forcément sur une orbite quelconque puisque tu es sous l'influence gravitationnelle d'un corps ou d'un autre, ou d'un ensemble de corps comme une galaxie.
    Le monsieur vient de tout résumer au sujet de tes errements sur le sujet
    Il vient tout simplement de te rappeler que tout corps, dans l'espace, a forcément un référentiel (fut-il complexe comme un système stellaire double voir triple).
    Même les trucs qui "voyageraient" entre les amas de galaxies.
    Ce qui est pourtant, au vu de nos connaissances actuelles, impossible : l'expansion de l'univers implique l'éloignement de ces amas les uns des autres sous l'effet de l’énergie noire.
    Il est donc totalement improbable qu'un corps puisse passer désormais (aujourd'hui a l'âge de 13.7Ga de l'univers) d'un amas a l'autre, sauf éventuellement catastrophe colossale en bordure d'un amas (jet de trou noir relativiste de bord d'amas orienté pile poil vers le prochain amas).
    Et encore, là je m'avance beaucoup en tentant de trouver un exemple extrême.

    Un corps peut néanmoins être en équilibre gravitationnel (point lagrange), ça signifie alors que son référentiel est complexe, voir évolue, mais il existe toujours.
    Comme le résume donc saint.112, dans l'espace, on est TOUJOURS en orbite autour de quelque chose.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  13. #12
    saint.112

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Quand la gravitation locale est faible , être sous l' influence gravitationnelle d' un corps n' oblige pas à suivre une orbite liée à ce corps .
    Je ne vais pas répéter ce que dis Carcharodon, qui lui-même répète ce que je dis , mais cette seule phrase, Dynamix, démontre qu'il y a des bases en physique et en mécanique céleste qui te manquent cruellement. Ta réflexion en soi n'est pas scientifique.

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    Il vient tout simplement de te rappeler que tout corps, dans l'espace, a forcément un référentiel (fut-il complexe comme un système stellaire double voir triple).
    Même les trucs qui "voyageraient" entre les amas de galaxies.
    En tout point de l'univers, on subit la résultante de toutes forces1 gravitationnelles, si faibles soient-elles. La terre est en orbite autour du soleil mais voit son orbite plus ou moins perturbée par les autres planètes. Sur un point de Lagrange un corps est sur une orbite un peu particulière parce qu'il subit la gravitation de deux corps mais c'est une orbite tout de même.
    Pour Voyager la gravitation du soleil diminue progressivement, d'où son orbite hyperbolique, et va être supplantée au fur et à mesure par celle de la galaxie.

    Nico

    1) On raisonne en termes newtoniens bien sûr.
    Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.

  14. #13
    TrolKabu

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Bonjour,

    Outre le fondement du propos qui peut être remis en cause, ce n'est pas inintéressant d'un point de vue conceptuel.

    Je suis justement tombé par hasard ce Lundi sur un projet de jeu vidéo de type simulation qui rentre particulièrement dans les détails sur le comment, le pourquoi et au final la conception de tels engins. Les grandes lignes du sujet sont évoquées sur cette page (en anglois) : https://childrenofadeadearth.wordpress.com/

    C'est largement compréhensible à mon (faible) niveau, et quelques sauts sur les différents liens plus techniques suffisent à comprendre l'ensemble des concepts. Même si de nombreuses choses sont simplifiées par souci d'ergonomie ou par pure pertinence dans l'usage, j'ai trouvé le travail de recherche de l'auteur particulièrement vaste et profond. Point important, il s'est focalisé sur des technologies actuelles, ou en développement mais qui ont fait leurs preuves, donc rien de très spéculatif dans l'ensemble.

    Je suis loin d'avoir le niveau pour juger de la qualité du "réalisme" du travail, surtout sur autant de sujets différents et complexes, mais ça peut donner une vue d'ensemble qui change de ce qu'on trouve habituellement en Sci-Fi.

  15. #14
    Carcharodon

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    Citation Envoyé par TrolKabu Voir le message
    Je suis justement tombé par hasard ce Lundi sur un projet de jeu vidéo de type simulation qui rentre particulièrement dans les détails sur le comment, le pourquoi et au final la conception de tels engins.
    mbof, c'est un jeu "d'engin de guerre dans l'espace".
    Si tu veux une simulation de construction réaliste de fusée, va plutôt voir ça : https://kerbalspaceprogram.com/en/
    et si tu veux du réalisme total en matière d'astronautique, c'est ça : http://orbit.medphys.ucl.ac.uk/
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  16. #15
    TrolKabu

    Re : Structure / forme d'un appareil spatial

    KSP et Orbiter sont effectivement plus complets ou plus pointus dans le domaine de conception astronautique, mais ils sont à juste titre cantonnés à un domaine non-militaire. Le sujet étant orienté sur l'aspect militaire, je trouvais pertinent de présenter une simulation qui propose ce type d'approche sur la conception d'un engin. Il me semble d'ailleurs que ce jeu utilise les mêmes principes pour la gestion de la gravitation que KSP, du peu que j'ai pu en lire sur le blog. Par contre il part du principe que tout se passe hors atmosphère (point qui diffère également des deux autres jeux). En tout cas j'ai trouvé la réflexion autour de cette conception très intéressante, en plus d'aborder des éléments secondaires absents de l'astronautique traditionnelle.

    Après c'est clair que l'OP aura du mal à trouver une réponse satisfaisante puisque le sujet n'a jamais été abordé en réalité, imagination quand tu nous tiens.

Discussions similaires

  1. structure de l'appareil de golgi
    Par Omnitrix dans le forum Biologie
    Réponses: 1
    Dernier message: 08/10/2016, 15h37