Page 1 sur 2 1 DernièreDernière
Affichage des résultats 1 à 30 sur 36

Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste



  1. #1
    acropole

    Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Bonjour,

    J'aimerais avoir une précision claire sur la perception du temps pour un voyageur voyageant à une vitesse relativiste par rapport à la Terre.
    D'après ce que j'ai cru comprendre, si ce voyageur fait le voyage aller/retour vers un point situé à 10 années lumières, le voyage ne durera, pour lui, que quelques instants, mais 20 ans pour un observateur resté sur Terre.
    Est-ce bien correct ?
    Quel est le rapport temps perçu / vitesse ?
    Par exemple, en voyageant à 90% de la vitesse de la lumière, quelle serra la durée du voyage pour le voyageur ?

    Cordialement.

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    bonjour,

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    Bonjour,

    J'aimerais avoir une précision claire sur la perception du temps pour un voyageur voyageant à une vitesse relativiste par rapport à la Terre.
    D'après ce que j'ai cru comprendre, si ce voyageur fait le voyage aller/retour vers un point situé à 10 années lumières, le voyage ne durera, pour lui, que quelques instants, mais 20 ans pour un observateur resté sur Terre.
    Est-ce bien correct ?
    Quel est le rapport temps perçu / vitesse ?
    Par exemple, en voyageant à 90% de la vitesse de la lumière, quelle serra la durée du voyage pour le voyageur ?

    Cordialement.
    dans l'hypothèse d'une personne voyageant à 90% de la vitesse de la lumière:
    d'après ce que j'avais compris : une personne qui fait l'aller retour sur une distance de 10 année lumière, pour le voyageur le temps sera environ de 22 ans et pour la personne rester sur terre le temps sera beaucoup plus long ( en disais un chiffe au hasard et surment faux : 44 ans )

  4. #3
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    Quel est le rapport temps perçu / vitesse ?
    Par exemple, en voyageant à 90% de la vitesse de la lumière, quelle serra la durée du voyage pour le voyageur ?

    Cordialement.


    dt : intervalle infinitésimale entre deux événements, mesuré depuis la Terre.
    dtau : le même intervalle mesuré dans le temps propre du voyageur.
    v : vitesse du voyageur par rapport à la Terre.
    c vitesse de la lumière.

    pour v/c = 0,9 le ratio dt/dtau est de 2,29 : 20 ans mesurés dans le référentiel terrestre (dt) correspondront à 20/2,29=8,7 ans dans le référentiel du voyageur (dtau).


    a+
    Parcours Etranges

  5. #4
    acropole

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message


    dt : intervalle infinitésimale entre deux événements, mesuré depuis la Terre.
    dtau : le même intervalle mesuré dans le temps propre du voyageur.
    v : vitesse du voyageur par rapport à la Terre.
    c vitesse de la lumière.

    pour v/c = 0,9 le ratio dt/dtau est de 2,29 : 20 ans mesurés dans le référentiel terrestre (dt) correspondront à 20/2,29=8,7 ans dans le référentiel du voyageur (dtau).


    a+
    Merci.
    C'est donc bien ce que je pensai. Du coup, contrairement à ce qu'on entend, et par rapport au paradoxe de Fermi, une civilisation qui aurait un moyen de transport relativiste pourrait réellement coloniser la galaxie en quelques millions d'années.

    8,7 ans pour 10 al, en prenant un voyage par génération de 30 ans, on pourrait traverser l'ensemble de la galaxie en 387 000 ans et des voyages relativement courts dans l'espace.

    Si quelqu'un sait quelle quantité de matière est nécessaire à un être humain pour vivre (eau, nourriture, vêtements de rechange... ) on pourrait calculer la masse d'un vaisseau en fonction du nombre de personnes à bord (sans tenir compte de l'éjection des déchets ou leur recyclage).
    Quelle serrait la quantité d'énergie nécessaire pour propulser un tel vaisseau à une telle vitesse ?

  6. #5
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    bonjour Gilgamesh,

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message


    dt : intervalle infinitésimale entre deux événements, mesuré depuis la Terre.
    dtau : le même intervalle mesuré dans le temps propre du voyageur.
    v : vitesse du voyageur par rapport à la Terre.
    c vitesse de la lumière.

    pour v/c = 0,9 le ratio dt/dtau est de 2,29 : 20 ans mesurés dans le référentiel terrestre (dt) correspondront à 20/2,29=8,7 ans dans le référentiel du voyageur (dtau).


    a+

    dis moi, il n'y a pas un problème dans cette équation si v = c????

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    acropole

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par flylupus Voir le message
    bonjour Gilgamesh,
    dis moi, il n'y a pas un problème dans cette équation si v = c????
    C'est tout le problème des voyages dans le passé si on dépasse la vitesse de la lumière...

  9. Publicité
  10. #7
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    C'est tout le problème des voyages dans le passé si on dépasse la vitesse de la lumière...
    sans aller jusque là, et même si d'après ce que j'ai compris il faudrait une énergie pharamineusement astronomique pour se serais-ce que lancer une masse d'1kg à la vitesse de C.

    mais en regardant cette équation, elle est calculable seulement si v est proche de C dans jamais être égale. si v=C on se retrouve avec une équation de dTau/0 et que ce soit dans l'ensemble Q,R,I ( et que sais-je ) mathématiquement c'est impossible de faire 1/0 => démontrer mathématiquement.

    mais il est possible que Gilgamesh nous ai donnée une équation simplifié

  11. #8
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    il possible que l'équation réel soit

    dt²(1-v/c) = dtau² mais dans ces cas la si v=c
    dtau = 0 quelque soit dt.

  12. #9
    Garion

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    L'équation de Gilgamesh est juste.
    C'est juste que v ne peut pas être égal à c puisque rien ne peut atteindre la vitesse de la lumière, il faudrait une énergie infinie, ce qui n'est évidemment pas disponible.

  13. #10
    Garion

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    C'est tout le problème des voyages dans le passé si on dépasse la vitesse de la lumière...
    On ne peut pas dire ça car la relativité prédit qu'on ne peut pas atteindre la vitesse de la lumière et donc pas la dépasser. Il n'y a donc pas de voyage dans le passé possible.

  14. #11
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    bonjour Garion,

    Citation Envoyé par Garion Voir le message
    L'équation de Gilgamesh est juste.
    C'est juste que v ne peut pas être égal à c puisque rien ne peut atteindre la vitesse de la lumière, il faudrait une énergie infinie, ce qui n'est évidemment pas disponible.
    désoler, je ne comprend pas ... enfin je comprend les mots mais je ne comprend pas "une énergie infinie" comme calculons qu'on ne peux pas atteindre C. même si c'est de l'ordre de 10^10^10^10^10 ou plus on dois bien pouvoir trouver une valeur non??? cela doit bien être quantifiable?

    pourrais tu me donner l'équation qui calcule l'énergie?

    si c'est E=MC² cela doit être quantifiable l'énergie pour atteindre C vu que C = (E/M)^(1/2) ( le ^(1/2) = racine ) sachant que E et M sont tous les deux positifs non nul

  15. #12
    mach3

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    il possible que l'équation réel soit

    dt²(1-v/c) = dtau² mais dans ces cas la si v=c
    dtau = 0 quelque soit dt.
    c'est juste (à la racine carré manquante près), en fait la métrique de Minkowski donne:

    dtau²=c²dt²-dx²

    vu que v=dx/dt, on a:

    dtau²=dt²(c²-v²)

    Pour la lumière dtau=0, donc v=c.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  16. Publicité
  17. #13
    mach3

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    si c'est E=MC² cela doit être quantifiable l'énergie pour atteindre C vu que C = (E/M)^(1/2) ( le ^(1/2) = racine ) sachant que E et M sont tous les deux positifs non nul
    non, l'équation exacte, c'est:



    donc E tend vers l'infini quand v tend vers c (à condition que m soit non nul, sinon l'équation ci-dessus n'est pas valable, il faut en utiliser une autre plus générale).

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  18. #14
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    bonjour M@ch3,

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    non, l'équation exacte, c'est:



    donc E tend vers l'infini quand v tend vers c (à condition que m soit non nul, sinon l'équation ci-dessus n'est pas valable, il faut en utiliser une autre plus générale).

    m@ch3
    je comprend un peu mieux. donc d'après cette équation (si tant est qu'elle soit réellement juste) ( je ne doute pas de toi M@ch3, mais de l'équation qui peut encore changer dans le prochaine année ), il n'existe pas d'énergie quantifiable pour une masse non nul qui se déplace à la vitesse C.

    (edit : désoler pour ceux qui ont vu la bêtise mais je l'ai retiré. on ne peux pas appliquer la racine carré à un nombre négative)
    Dernière modification par flylupus ; 27/08/2010 à 15h34.

  19. #15
    mach3

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Je ne doute pas de toi M@ch3, mais de l'équation qui peut encore changer dans le prochaine année
    non, la relativité est une théorie solide, très bien vérifiée qui restera toujours suffisamment exacte dans son domaine de validité (comme toute théorie).
    Cette équation date de 1905 environ (voire un peu avant, Einstein travaillait sur sa théorie depuis qq temps avant de la publier), bien qu'elle n'était pas interprétée tout à fait de la même manière à l'époque, c'est une autre histoire...

    (edit : désoler pour ceux qui ont vu la bêtise mais je l'ai retiré. on ne peux pas appliquer la racine carré à un nombre négative)
    héhé! trop tard j'avais vu. Avec v>c, on obtient une énergie imaginaire, sans sens physique donc. Il y a bien eu des spéculations sur les tachyons, des particules avec v>c et une énergie imaginaire, mais il se trouve que si de telle particules existaient elles ne pourraient jamais interagir avec la matière normale (de vitesse v<c), elles seraient donc inobservables et sans conséquences testables donc non scientifique.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  20. #16
    Garion

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par flylupus Voir le message
    je comprend un peu mieux. donc d'après cette équation (si tant est qu'elle soit réellement juste) ( je ne doute pas de toi M@ch3, mais de l'équation qui peut encore changer dans le prochaine année ), il n'existe pas d'énergie quantifiable pour une masse non nul qui se déplace à la vitesse C.

    (edit : désoler pour ceux qui ont vu la bêtise mais je l'ai retiré. on ne peux pas appliquer la racine carré à un nombre négative)
    Rassure toi cette formule est régulièrement confirmée par les accélérateurs de particules. Il est facile de voir à quelle vitesse vont les particules en fonction de l'énergie qu'on leur fourni. C'est ce qui explique qu'on a beau faire des accélérateurs de plus en plus grands, on n'arrive qu'a s'approcher un peu plus de c, mais jamais l'atteindre.

    Ca fait 100 ans que cette formule n'a pas été mis en échec.

  21. #17
    flylupus

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    merci a vous deux pour ces plus ample explication..... il est vrai que la théorie de la relativité à toujours été assez obscure pour moi malgré le nombre de relecture.....

    je comprend beaucoup mieux....

    Rassure toi cette formule est régulièrement confirmée par les accélérateurs de particules. Il est facile de voir à quelle vitesse vont les particules en fonction de l'énergie qu'on leur fourni. C'est ce qui explique qu'on a beau faire des accélérateurs de plus en plus grands, on n'arrive qu'a s'approcher un peu plus de c, mais jamais l'atteindre.

    Ca fait 100 ans que cette formule n'a pas été mis en échec.
    j'ose un petite remarque même si elle ne repose sur aucun fondement scientifique ni aucune théorie réelle.... : il est possible que techniquement nous ayons pas encore inventé (ni même imaginé) l'accélérateur de particule qui permet de remettre en question cette théorie. pour cela il vaut mieux rester prudent.... même après 105 ans ....

  22. #18
    Garion

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par flylupus Voir le message
    j'ose un petite remarque même si elle ne repose sur aucun fondement scientifique ni aucune théorie réelle.... : il est possible que techniquement nous ayons pas encore inventé (ni même imaginé) l'accélérateur de particule qui permet de remettre en question cette théorie. pour cela il vaut mieux rester prudent.... même après 105 ans ....
    Tu as raison, mais pour l'instant la relativité est validée avec un précision diabolique pour les expériences que nous sommes capables de faire.

    Mais c'est justement pour cela qu'on teste avec des machines de plus en plus puissantes. C'est pour essayer de trouver des choses qui ne colleront plus avec les théories actuelles pour en émettre des nouvelles.

  23. Publicité
  24. #19
    Gloubiscrapule

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par Garion Voir le message
    Mais c'est justement pour cela qu'on teste avec des machines de plus en plus puissantes. C'est pour essayer de trouver des choses qui ne colleront plus avec les théories actuelles pour en émettre des nouvelles.
    Oui et si on trouve que dans les conditions lambda elle n'est plus valable, elle le restera toujours quand les conditions lambda sont négligeables!!
    Tout comme la théorie de Newton est toujours utlisée et valable quand les vitesses et les champs de gravitation sont faibles, sinon il faut utiliser la relativité.
    Quand le sage montre la lune, l'imbécile regarde le doigt...

  25. #20
    acropole

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Je pense aussi qu'on ne peut pas prendre l'une ou l'autre de ces équation individuellement sans trahir la théorie.
    Certes, l'équation de la vitesse pose problème lorsque v>=c, mais l'équation de l'énergie montre que plus on veut s'approcher de c, plus il faut dépenser d'énergie, à tel point que l'énergie de tout l'univers ne suffirait pas, ni même l'énergie de plusieurs univers, ou d'une infinité d'univers.

  26. #21
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    Merci.
    C'est donc bien ce que je pensai. Du coup, contrairement à ce qu'on entend, et par rapport au paradoxe de Fermi, une civilisation qui aurait un moyen de transport relativiste pourrait réellement coloniser la galaxie en quelques millions d'années.

    8,7 ans pour 10 al, en prenant un voyage par génération de 30 ans, on pourrait traverser l'ensemble de la galaxie en 387 000 ans et des voyages relativement courts dans l'espace.

    Si quelqu'un sait quelle quantité de matière est nécessaire à un être humain pour vivre (eau, nourriture, vêtements de rechange... ) on pourrait calculer la masse d'un vaisseau en fonction du nombre de personnes à bord (sans tenir compte de l'éjection des déchets ou leur recyclage).
    Quelle serrait la quantité d'énergie nécessaire pour propulser un tel vaisseau à une telle vitesse ?
    En fait ça se calcule avec la masse de carburant et sa vitesse d'éjection (c'est à dire son impulsion spécifique).

    Dans le cas relativiste, ça se calcule comme ça :



    avec
    M la masse de départ (masse de structure + masse carburant)
    m la masse de structure
    v la vitesse atteinte en fin d'accélération
    ve la vitesse d'éjection

    Si tu veux convertir ça en terme d'énergie (cinétique) d'éjection du carburant, tu peux faire :



    Donc le paramètre clé, c'est ve, qui donne en fait le niveau technologique de la propulsion.

    Illustrons ça par un exemple :

    Dans le cas d'un carburant de fusion, on a ve~107 m/s (~10 000 km/s), soit ve/c = 0,033. Pour atteindre v = 0,9 c le ratio masse de départ/masse de structure est de... 1038.
    Autrement dit, pour accélérer 1 kg de vaisseau, il faudrait mettre environ 100 million de fois la masse du Soleil de deutérium, He-3 ou autre carburant de fusion.

    Si je prend des vitesses d'éjection "chimiques" (104 m/s en étant large) j'obtiens des 1030 000...

    Prenons donc un autre carburant, disons antimatière avec une impulsion spécifique 10 fois supérieure à la fusion soit ve ~ 108 m/s = 0,3c

    On obtiens M/m = 6860. Pour accélérer 1 kg de structure il faut environ 7 tonnes de carburants, ce qui est déjà plus raisonnable.

    Bon, mais maintenant si je veux accélérer PUIS freiner (ce qui parait quand même incontournable...) il faut mettre au carré la première expression, soit :



    Pour ve = 0,3 c et v= 0,9c, j'obtient un M/m de 4,7.107, ce qui fait nettement plus mal. Même avec le meilleur carburant actuellement concevable, pour accélérer 1 kg de structure à 0,9 c puis freiner pour arriver à vitesse nulle à destination, il faut embarquer en fait 47 000 tonnes d'antimatière, ce qui représente en énergie mc2~4.1024 J.

    Pour rappel, la consommation annuelle d'énergie de l'humanité est de 5.1020 J/an. Donc pour déplacer UN seul malheureux kilo il faut dépenser 8300 fois plus d'énergie que n'en dépense toute l'humanité en une seule année actuellement. Et même bien plus : puisqu'il s'agit d'antimatière, il s'agit d'un simple vecteur d'énergie, et non d'une source.... Pour produire cette antimatière, il va falloir dépenser bien (bien, bien...) plus en énergie électrique ou autre, car le facteur de conversion est très faible (de l'ordre de 10-9 actuellement...).

    a+
    Dernière modification par Gilgamesh ; 27/08/2010 à 17h37.
    Parcours Etranges

  27. #22
    acropole

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Merci gilgamesh pour toutes ces précisions.
    Je voulais avoir un ordre d'idée à ce sujet par rapport au paradoxe de Fermi.
    Il semblerait, du coup, que le paradoxe sous estime la difficulté du voyage dans l'espace.
    Par contre, ça n'explique pas l'absence de signal radio.

  28. #23
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    Merci gilgamesh pour toutes ces précisions.
    Je voulais avoir un ordre d'idée à ce sujet par rapport au paradoxe de Fermi.
    Il semblerait, du coup, que le paradoxe sous estime la difficulté du voyage dans l'espace.
    Par contre, ça n'explique pas l'absence de signal radio.
    Il y a pourtant bien une réponse à ce paradoxe, forcément (je dis ça parce que à force de laisser ce paradoxe ouvert, on finit par oublier que la réponse nous est donné par le Réel).

    Je vois en fait une double muraille : la seconde, tu la donnes en considération des énergies nécessaires pour traverser les grands espaces à des vitesses pas ridicules. L'aspect relativiste ne change le constat qu'à la marge. Même avec la formule "classique" (de Tsiolkovsky M/m=1+e(2)v/ve, entre parenthèses : l'hypothèse où on freine) on trouve des quantités assez semblables de sorte que dès l'énoncé des lois de Newton on pouvait potentiellement faire l'hypothèse que les voyages interstellaires réclamaient des énergies assez démentes.

    Et en premier la rareté des consciences réflexives aptes à développer une évolution lamarkienne (cumulative sur une base intelligible et orientée) de type spirituelle. Chose qui, au plan statistique et à juger selon l'exemple terrestre n'apparait qu'à une fréquence ~10-8 ou -9 sur une durée assez comparable à l'age de l'univers (4,5 milliards d'années vs 13). La vie est probablement fréquente (il semble raisonnable qu'elle puisse apparaitre sur 10-2 à 10-6 des planètes peut être ? Ce qui représenterait des dizaines de millions à des milliers de planètes "vivantes" dans la Galaxie) mais l'intelligence beaucoup moins. Notre planète qui n'a pourtant pas été avare en formes de vie, n'en a produit qu'une. Et on voit bien que pour l'essentiel, la vie reste cantonnée à sa forme cellulaire.

    Dernier aspect pour compléter l'explication : la longévité des formes de vie doit être assez comparable à la nôtre. Assez intuitivement je situerait le phénomène vivant intelligents, poursuivi sur un individu donné, sur 4 ordres de grandeurs pas plus : 1 à 10 000 ans disons. En dessous de 1 an, il parait difficile de développer un système de type cérébrale mature et d'accumuler assez de savoir antérieur pour développer un processus réflexif transmissible. Au dessus de 10 000 ans il parait difficile de faire en sorte qu'un organisme naturel transmette ses "gènes" favorablement (le vieillissement commence dès que l'âge de reproduction est dépassé, et pour vivre très vieux, il faut une méno ou andro pause très tardive).

    De sorte que même des champions de la conquête de l'énergie seraient assez dépourvus pour franchir les espaces intergalactiques (> 103 générations sans pauses).

    a+
    Dernière modification par Gilgamesh ; 27/08/2010 à 23h18.
    Parcours Etranges

  29. #24
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message

    Si tu veux convertir ça en terme d'énergie (cinétique) d'éjection du carburant, tu peux faire :

    Erratum :



    (M-m) : masse du carburant éjecté.

    a+
    Parcours Etranges

  30. Publicité
  31. #25
    law113

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    La classe, comme toujours, gilgamesh..
    Tes applications chiffrées sont toujours très parlantes...

  32. #26
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    ===========
    Parcours Etranges

  33. #27
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    merci law ,

    Puisque ça vous plait, pour compléter, et en rapport avec le fil Proxima du Centaure


    En ordonnée : le rapport masse de départ/masse de structure. A noter que j'ai du employer une échelle doublement logarithmique pour que ça tienne .

    En abscisse : la vitesse d'éjection du carburant en log(ve/c)

    Courbes de couleurs : diverses valeurs de vitesses finales atteintes (sans freinage), en ratio v/c.


    a+
    Parcours Etranges

  34. #28
    acropole

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Je cite un de tes messages ailleurs :

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Donc, si tu veux aller très vite, il te faut beaucoup de carburant. Mais si t'as beaucoup de carburant, tu pèse lourd au départ, et donc il te faut une masse supérieure pour pousser déjà la fusée au départ. C'est dans ce "cercle vicieux" que se cache le terme de l'exponentielle. Si la poussée occasionnée par l'éjection du carburant est trop faible (ve petit), l'exponentielle est très raide.
    Et la propulsion par laser, par exemple ?

  35. #29
    law113

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Super. Et on voit bien que l'énergie requise augmente de plus en plus vite..

  36. #30
    Gilgamesh

    Re : Concernant la perception du temps à une vitesse relativiste

    Citation Envoyé par acropole Voir le message
    Je cite un de tes messages ailleurs :



    Et la propulsion par laser, par exemple ?
    Tout à fait, ça constitue l'intérêt essentiel de la propulsion stellaire ou photonique (laser).

    Dans le cas de trajet interplanétaires, on peut se contenter du flux naturel stellaire et à condition de voyager (très) léger, c'est une solution envisageable et envisagé.

    Dans le cas de trajet interstellaire, ça demande des flux lumineux assez faramineux. Ce n'est àmha pas envisageable pour un vaisseau chargé, ce qui serait le cas pour un vaisseau habité. Par contre, pour un sonde, pourquoi pas.

    --
    repost :

    Deux cas à considérer :

    * les voiles solaires (ou stellaire) stricto sensus, c'est à dire propulsée exclusivement par le rayonnement naturel de l'étoile.

    * les voiles photoniques, c'est à dire propulsée par un rayonnement artificiel, laser optique ou micro-onde.


    Dans les deux cas, l'accélération, donc la vitesse finale, dépend essentiellement du chargement de la voile, c'est à dire du ratio masse/surface. Plus le chargement est faible évidemment, plus l'accélération est forte pour une poussée (donc une surface) donnée.

    Cela signifie bien entendu que la charge utile doit être réduite, ce qui constitue la contrainte essentielle (et vraiment drastique) de ce mode de propulsion. Mais cela signifie également que la masse surfacique de la voile doit être la plus faible possible.

    Dans le cas spécifique de la voile solaire, la contrainte qui précède est très forte puisque la durée d'accélération est comptée : le flux radiatif reçu, donc la poussée, donc l'accélération est en 1/d² où d est la distance à l'étoile. Il faut donc de très grande voile, très légère, allant chercher l'accélération au plus près de l'étoile. On pourrait espérer atteindre de la sorte ~ 100 km/s. C'est donc conçu pour des missions vers l'extérieur du système solaire, typiquement la ceinture de Kuiper, voir de Oort.

    Un des projets les plus ambitieux dans ce cadre est le Oort Cloud Trailblazer de la NASA, qui nécessiterait un chargement de voile de l'ordre de ~ 0,1 g/m² ce qui autoriserait une vitesse de départ de 300 km/s pour atteindre 1 000 UA.
    Plus raisonnable, The Interstellar Probe (ISP) consisterait à envoyer une sonde étudier le milieu interstellaire au delà de l'heliopause à au moins 200 UA du Soleil en 15-20 ans seulement avec une vitesse de départ de 50 km/s. L'objectif serait de pouvoir recevoir des mesures jusqu'à ~400 UA, avec une masse totale de 150 kg dont ~25 kg d'instruments, un taux de transmission des information de 25 bps et ~20 watts de puissance (à 200 UA) avec une sonde sous voile solaire faiblement chargée (< 2g/m²) qui serait lancée sur une orbite hyperbolique rasant le Soleil au périhélie (à 0,25 UA, en deça de l'orbite de Mercure) pour maximiser l'impulsion.


    Pour la voile photonique, le facteur limitant théorique est la puissance surfacique que peut recevoir la voile sans s'évaporer. C'est à dire essentiellement son pouvoir réfléchissant.
    Et pratiquement parlant, il y a d'énorme contraintes qui s'ajoutent pour produire et colimater un faisceau EM avec des tolérances inférieures au microradian en termes de pointage dans le cadre de sondes interstellaires.

    http://strangepaths.com/forum/viewto...st=0&sk=t&sd=a

    Principe : la poussée radiative du Soleil est faible (1400 W à 1UA) et diminue en 1/d². Pour atteindre un objectif interstellaire, il est nécessaire d'éclairer la voile de façon bien plus puissante et bien plus prolongée, ce qui nécessite une source bien focalisée. A titre d'exemple : pour accélérer 1 tonne sous voile de 1 km de diamètre à la vitesse de 0,15c en 10 ans, la poussée doit être de 0,14 m/s². En prenant une réflectance de voile de 0,9 ceci nécessite une irradiation de la voile de 20 000 W/m² (équivallent à ce que l'on reçoit à 0,25 UA du Soleil) soit un total de 20 GW. Si on utilise 1 million de diodes de puissance efficace 20W et de dimension (mm) 1 x 0,5 x 3 la surface totale d'emission est de 30 m. Avec un rendement de 0,3 (soit la nécessité de collecter 67 GW solaire), la surface collectrice à 1 UA est de 8 km (et diminue si on rapproche le dispositif du Soleil). Ce type de solution nécessite un contrôle du pointage d'une extrême précision.

    A plus grande échelle, une idée de projet développée par Robert Forward consiste à mettre en oeuvre une source laser postée dans le système solaire d'une puissance de 10 millions de GW focalisée par une lentille de Fresnel de très grand diamètre (1000 km) vers une voile de même diamètre environ pour une masse totale de 80 kt vers Epsilon Eridani à 10,3 al de la Terre. Un second concept d'ambition plus modeste envisage un laser micro-onde de 10 GW avec un mobile de 20 g seulement constituée d'une fine grille de 1km de diamètre.

    Parcours Etranges

Sur le même thème :

Page 1 sur 2 1 DernièreDernière

Discussions similaires

  1. Vitesse relativiste
    Par MikaeruSama dans le forum Physique
    Réponses: 4
    Dernier message: 24/10/2009, 16h38
  2. retrouver une vitesse à partir de dilatation du temps
    Par miounelle dans le forum Archives
    Réponses: 8
    Dernier message: 28/05/2009, 00h39
  3. Perception de l'univers au cours du temps.
    Par Gwendoloena dans le forum Lectures scientifiques
    Réponses: 1
    Dernier message: 17/05/2009, 23h11
  4. Perception de la vitesse
    Par Hogoerwen'r dans le forum Discussions scientifiques
    Réponses: 1
    Dernier message: 26/10/2008, 09h53
  5. mesure de la perception du temps
    Par Ophélie76 dans le forum Neuropsychologie et Psychologie
    Réponses: 7
    Dernier message: 09/09/2007, 14h46