propulsion spatiale

[invite4060f51d]

Bonjour,

J'ai envie de faire un "mini-projet" pour le plaisir, je suis tombé sur cette discussion: Voyage interstellaire.

J'ai donc d'abord fait les calculs pour 5000 habitants, j'ai calculé la masse, de manière assez précise, en prenant compte tout, la masse de livre a emportée, la masse d'une "maison", la bibliothèque, les 5 laboratoires (physique, robotique, chimie, biologie, électro-mécanique), les centres de soins, les centres de loisirs, en bref sa ma prit du temps, surtout pour pensé a tout, j'ai aussi exagéré la masse de certaines zones, pour compensé d'éventuel autres modules. Je suis arrivé très prêt de la masse dite dans la discussion (voir lien), je suis arrivé à ~0.9 Gigatonnes. Cela ma paru impossible, le prix et les nombres de voyages terre-orbite,... j'ai donc pensé a un projet qui prend en compte les avancées technologiques sur 50 ans, surtout pour la robotique (gestion quasi-automatique) et éventuellement sur l'hibernation humaine (pilule qui diminue l'activité cellulaire).

mais avant de pensé à cela, j'aimerais connaitre les modes de propulsions qui sont en principes envisageable, permettant d'arrivé au moins a 10 % de C. j'ai pensé à la voile solaire, la propulsion nucléaire, la propulsion a hélium et à fission ou fusion (qui permettrait jusqu'à 30 % de C, mais je sais pas si c'est réel).

bref, quels seraient les moyens (imaginés que sa se passe dans 50 ans !), de mon côté je continue les recherches sur les sites.

merci.
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[papy-alain]

Bonjour.

A mon avis, tu apprendras beaucoup de choses sur tous les aspects techniques ici : http://strangepaths.com/arche-inters...2007/02/14/fr/

[Gilgamesh]

Bonjour,

J'ai envie de faire un "mini-projet" pour le plaisir, je suis tombé sur cette discussion: Voyage interstellaire.

J'ai donc d'abord fait les calculs pour 5000 habitants, j'ai calculé la masse, de manière assez précise, en prenant compte tout, la masse de livre a emportée, la masse d'une "maison", la bibliothèque, les 5 laboratoires (physique, robotique, chimie, biologie, électro-mécanique), les centres de soins, les centres de loisirs, en bref sa ma prit du temps, surtout pour pensé a tout, j'ai aussi exagéré la masse de certaines zones, pour compensé d'éventuel autres modules. Je suis arrivé très prêt de la masse dite dans la discussion (voir lien), je suis arrivé à ~0.9 Gigatonnes. Cela ma paru impossible, le prix et les nombres de voyages terre-orbite,... j'ai donc pensé a un projet qui prend en compte les avancées technologiques sur 50 ans, surtout pour la robotique (gestion quasi-automatique) et éventuellement sur l'hibernation humaine (pilule qui diminue l'activité cellulaire).

mais avant de pensé à cela, j'aimerais connaitre les modes de propulsions qui sont en principes envisageable, permettant d'arrivé au moins a 10 % de C. j'ai pensé à la voile solaire, la propulsion nucléaire, la propulsion a hélium et à fission ou fusion (qui permettrait jusqu'à 30 % de C, mais je sais pas si c'est réel).

bref, quels seraient les moyens (imaginés que sa se passe dans 50 ans !), de mon côté je continue les recherches sur les sites.

merci.

Hello, bravo pour ce petit travail, mais je pense qu'il perdra en intérêt si tu t'autorises des "cheat codes" pour t'en sortir L'intérêt est d'imaginer un projet qui ne fasse pas appel à des avancées trop exotiques de la physique ou de la biologie, sinon, ma foi il suffit d'imaginer la téléportation et hop, problème réglé. Pourquoi se prendre la tête avec le réel ?

La masse gigatonnique de l'engin signifie simplement qu'il ne sera pas construit sur Terre.

Pour les modes de propulsion il n'y a que la fusion et l'impulsion spécifique ne peut guère dépasser 10⁶ s. J'avais fait le calcul pour une voile solaire mais cela nécessite une voile de la taille d'un pays en gros (1/4 de la France pour un vaisseau de 20 Gt), un laser qui reste posté dans le système d'origine (=> le vaisseau n'est pas autonome ce qui est à mon sens redhibitoire), une illumination de la voile qui atteint plusieurs milliers de fois la constante solaire, ce qui pose le problème de la capacité de la voile à supporter un tel flux, et il faut de toute manière se motoriser lourdement pour le freinage... Autant être autonome d'un bout à l'autre.

Voir ici pour diverses ressources sur la question (j'y reprend entre autre l'article de http://strangepaths.com):
http://space-nation.org

a+

[invite4060f51d]

Merci.
J'ai pensé a quelque chose, pourquoi ne pas capter l'énergie directement dans l'espace ? j'ai fait des recherche, et j'ai trouvé un concepts: voici: Collecteur Bussard

Qu'en pensé-vous ? (c'est wikipedia, donc je demande un avis).

j'ai lu aussi que des fusées à fusion nucléaire permettrait d'atteindre 5-10 % de C. Possible ?

Une autre question, pour le freinage, n'est-il pas possible d'utiliser la gravité d'un astre, pour diminuer la vitesse, et ensuite les moteurs ralentirait ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4060f51d]

Une idée ?

[Gilgamesh]

Merci.
J'ai pensé a quelque chose, pourquoi ne pas capter l'énergie directement dans l'espace ? j'ai fait des recherche, et j'ai trouvé un concepts: voici: Collecteur Bussard
Qu'en pensez-vous ? (c'est wikipedia, donc je demande un avis).

A mon avis le concept n'a pas d'avenir.

La densité du milieu interstellaire local est plus basse que supposée à l'époque. La masse d'une surface collectrice constitué d'un matériaux même très fin (un Mylar de 1 mm d'épaisseur par exemple) serait prohibitive (~ 250 kt) comparée à la masse utile (alors que le principe est justement de s'affranchir au maximum de la masse nécessaire à la propulsion). Il faut concevoir plutôt une surface collectrice électromagnétique, ce qui nécessite une générateur électrique avec un ratio puissance/masse élevé

A l'instar d'un statoréacteur atmosphérique, le réacteur n'assure une compression suffisante du carburant que dépassé une vitesse très élevées (ce qui signifie que la vaisseau est préaccéléré par des moyens classique).

Pour fusionner des protons, il faut une catalyse CNO ce qui est beaucoup moins simple à concevoir que les réactions impliquant D ou He3. Les pertes par bremsstrahlung font que l'énergie absorbée à la compression sont supérieure d'un facteur 1 million à ce que le moteur dégage comme énergie...

j'ai lu aussi que des fusées à fusion nucléaire permettrait d'atteindre 5-10 % de C. Possible ?

C'est vraiment la limite haute, et dans le cas d'un simple "fly by" (on ne s'arrête pas à destination....). Dans l'absolu il "suffit" de mettre assez de carburant, mais comme c'est une exponentielle les quantités nécessaires divergent très vite dès que Δv>u (Δv l'incrément de vitesse, u la vitesse d"éjection). Comme u~20 000 km/s ~ 0,06 c on voit que 0,1 c c'est assez tendu.

Une autre question, pour le freinage, n'est-il pas possible d'utiliser la gravité d'un astre, pour diminuer la vitesse, et ensuite les moteurs ralentirait ?

Non, d'une part la gravité va t'accélérer et non te freiner, d'autre part ça représente des incréments de vitesses de l'ordre de qq km/s, des milliers de fois inférieures à ta vitesse de croisière.

a+

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
un effet fronde gravitationnel inversé pour le freinage me semble possible mais mal adapté pour une arche interstellaire . Déjà il faut six mois à une sonde dotée d'un propulseur ionique (pour économiser de la masse de carburant et donc du poids) pour faire le trajet Terre-Lune en utilisant cet effet fronde justement. Alors utiliser cela pour une arche. D'autant que même à 5% de C la vitesse est trop importante par rapport aux vitesses de satellisation hélio ou géocentriques.
Le meilleur moyen de freiner une arche consiste à retourner le vaisseau et laisser faire le boulot par les propulseurs (comme dans Tintin on a marché sur la Lune)

Cordialement,
Zefram

[invite4060f51d]

Ok, merci.

J'ai encore une petite question, ne serait-il pas possible d'accélérer des particules via des aimants, et de les éjecter a très grande vitesse ? La poussée ne sera pas forte a mon avis.

[Gilgamesh]

Bonjour,
un effet fronde gravitationnel inversé pour le freinage me semble possible mais mal adapté pour une arche interstellaire .

Elle est strictement impraticable dès lors que la vitesse excède la vitesse de libération de l'astre. La vitesse interstellaire excède d'un facteur 1000 la vitesse de libération d'une planète et même d'une étoile.

[Gilgamesh]

Ok, merci.

J'ai encore une petite question, ne serait-il pas possible d'accélérer des particules via des aimants, et de les éjecter a très grande vitesse ? La poussée ne sera pas forte a mon avis.

Pas avec des aimants mais avec un champs magnétique. Mais ça reste d'un domaine d'emploi interplanétaire. Pour l'interstellaire, il faut une Isp presque 1000 fois supérieur.


http://strangepaths.com/forum/viewtopic.php?f=5&t=100

Propulsion électrique ionique à effet Hall
HET : Hall Effect Thrusters or Hall Current Thrusters.

ex : moteur soviétique SPT-100 (pour Stationary Plasma Thruster 100 mm de diamètre) développé par I. Morozov, dont est dérivé le moteur PPS1350 de la sonde SMART-1 (mission lunaire). Moteur TAL (pour Thruster with Anode Layer). Les HET ont déjà été produits à plus de 200 exemplaires, et utilisé sur environ 60 engins spatiaux depuis presque 40 ans, essentiellement russes puis occidentaux depuis 1998.

hallthruster2.jpg

2 kW Hall thruster in operation as part of the Hall Thruster Experiment at the Princeton Plasma Physics Laboratory.

Domaine d'usage : correction de trajectoire, propulsion interplanétaire (petite masse).

Principe : par effet Hall, l'ionisation du propulsif et son accélération dans un champs électostatique est assuré par une circulation en boucle d'un plasma d'électron à 10-20 eV maintenu en place par un puissant champs magnétique radial dans la chambre propulsive. Il n'y a plus de grille, ce qui réduit les pertes par collision. Comme précédemment, un système d'émission d'électrons se charge de neutraliser le faisceau.
Ce type de propulsion a été mené à maturité par l'Union soviétique pour la correction orbitale. Il permet notamment de faire varier la poussée sur une large gamme de variation, tandis que le moteur à grille ne possède qu'un seul régime optimal.

wfmhallthrustersvg.png

Isp : 1200 à 1800 s pour le SPT-100/PPS-1350, >3000s pour le NASA-173M
Densité de poussée : 50–70 mN/kW.