Sonde propulsée à 74 000 km/s soit 1/4 de la célérité

[invite46b4a9f3]

Bonjour

je viens de visionner un documentaire disponible ici :

https://www.youtube.com/watch?v=XPRt-la4GDE

A la 34 ème minute ça parle d'un projet soutenu par Youri Milner et ( anciennement ) Stephen Hawking portant sur une microsonde ( quelques grammes ) équipée d'une voile solaire.

Gilgamesh m'a parlé dans un précédent post de la possibilité d'une telle propulsion :


Propulsion photonique

Principe : l'énergie lumineuse du Soleil transporte une certaine impulsion qui se traduit par une pression de radiation centrifuge. Cette pression a pour valeur le rapport du flux d'énergie (W/m²) sur la célérité de la lumière (c) soit environ 5 µPa à 1 UA. Cette pression ne doit pas être confondue avec celle du vent solaire (flux de protons et de particule alpha émis par la couronne solaire), qui est environ mille fois plus faible. Pour tirer partie de cette pression ténue, il faut déployer une très grande surface réfléchissante, la plus légère possible d'où le nom de voile solaire.

Avantage : pas d'emport de carburant. Impulsion spécifique maximale (u = c).
inconvénient : très grande surface de voile à déployer. Faiblesse de la poussée (donc faible manœuvrabilité de l'engin). Décroissance de la poussée en 1/d² quand on s'éloigne du Soleil.

Seulement , le concept présenté dans la vidéo diffère par le fait qu'à la place du soleil , ce sont des lasers puissants pointés depuis la terre sur la voile de la micro-sonde qui propulseront la micro-sonde sur Proxima b ( exoplanète du système solaire Proxima Centauri ) à la vitesse vertigineuse de 74 000 km / s soit quasiment 1 / 4 de la célérité !!!
Soit un voyage de seulement 20 ans contre 32 000 ans avec les moyens actuels.

Cela est crédible ? Parce que si c'est le cas ça sera une avançée majeure dans l'histoire de la conquête spatiale
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[Gilgamesh]

J'ai hésité à rajouter la propulsion photonique à la liste des concepts "technologiquement réalistes", mais oui le projet existe.

On pourrait le dire comme ça : le projet Breakthrough Starshot (propulsion d'une charge utile de 1 gramme sous voile de 4 m2 à l'aide réseau de laser de 100 GW) est aujourd'hui le plus réaliste des projets de sondes interstellaires, mais il se situe à la limite de ce qui est technologiquement réaliste.

Notamment en ce qui concerne :

* la monstrueuse puissance laser à développer
* la réflexivité de la voile, qui doit pouvoir recevoir un flux incident de 6 GW/m2 sans s'évaporer.

[pm42]

* la monstrueuse puissance laser à développer
* la réflexivité de la voile, qui doit pouvoir recevoir un flux incident de 6 GW/m2 sans s'évaporer.

Et si on règle ces problèmes, on a une sonde qui va passer à très grande vitesse près de sa cible, ne pas pouvoir emmener beaucoup d'instruments, etc.
Donc les informations obtenues seront limitées.

[phys4]

Donc les informations obtenues seront limitées.

Je ne vois pas une sonde de quelques grammes nous renvoyer des informations depuis 4 al !
Par quel moyen, avec quelle puissance ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Je ne vois pas une sonde de quelques grammes nous renvoyer des informations depuis 4 al !
Par quel moyen, avec quelle puissance ?

https://fr.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot

[phys4]

Merci pour la documentation, justement pour le renvoi de signal, aucun détail n'est donné et il contient une demande d'éclaircissement, ce qui suppose que plusieurs personnes ont émis des doutes.
Ce n'est qu'un point de faisabilité parmi d'autres.

[pm42]

Ce n'est qu'un point de faisabilité parmi d'autres.

Oui. L'impression que ça donne, c'est que ce n'est pas délirant en soi, on a la plupart des technologies ou pas loin. Avec des "peut-être".
Mais les mettre ensemble à cette échelle et réussir le projet est une autre histoire.

[invite46b4a9f3]

à Phys4 , on peut lire sur cette page :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot

Réception du signal depuis la Terre
Il sera possible de reconfigurer l’émetteur laser en radiotélescope, afin d’isoler puis interpréter les signaux des micro-sondes. L'avantage d'avoir un émetteur laser est d'avoir des photons émis sur une fréquence pure. Il sera donc (en tenant compte du décalage vers le rouge) possible de filtrer le signal du halo extrêmement intense généré par le système binaire d'Alpha du centaure. Selon les calculs[Lesquels ?], 20 000 photons par seconde pourraient être reçus par le télescope servant de source laser sur le km² de surface, ce qui représente un rapport signal sur bruit de 10-7 (ce qui est potentiellement exploitable).

Pour ceux que ça intéresse voici un lien vers le site officiel du projet :

http://breakthroughinitiatives.org/

[phys4]

Merci pour la réponse,

C'est bien le point qui aurait mérité plus de détails. J'avais aussi accroché sur cette petite phrase.
Et la référence sur le projet officiel ne donne que de la pub.

[invitee6546ae1]

En plus des contraintes techniques il y a le problème de la durée. Même à 20% de la vitesse de la lumière il faut compter 25 ans entre le départ de la sonde et la réception des données. Un quart de siècle pour un résultat au mieux très limité, mouais, ça me laisse dubitatif.

Par contre ce type de propulsion pourrait être intéressant pour l'exploration des objets transneptuniens. Avec des vitesses bien plus modestes, donc des contraintes techniques réduites, mais nettement supérieures aux modes de propulsion "classiques". Après c'est sur que Sedna ou Eris c'est moins vendeur qu'Alpha du Centaure, mais ça parait bien plus réaliste et tout aussi intéressant. Y'a-t-il des projets à ce niveau ?

[Gilgamesh]

En plus des contraintes techniques il y a le problème de la durée. Même à 20% de la vitesse de la lumière il faut compter 25 ans entre le départ de la sonde et la réception des données. Un quart de siècle pour un résultat au mieux très limité, mouais, ça me laisse dubitatif.

Par contre ce type de propulsion pourrait être intéressant pour l'exploration des objets transneptuniens. Avec des vitesses bien plus modestes, donc des contraintes techniques réduites, mais nettement supérieures aux modes de propulsion "classiques". Après c'est sur que Sedna ou Eris c'est moins vendeur qu'Alpha du Centaure, mais ça parait bien plus réaliste et tout aussi intéressant. Y'a-t-il des projets à ce niveau ?

Pour le coup, 25 ans pour le retour de données d'une mission interstellaire, c'est vraiment rien du tout. On communique encore avec les missions Voyager 40 ans après leur lancement.

Sinon, il existe effectivement (mais dans les cartons) des projets de sondes destinées à l'exploration du système solaire lointain en propulsion photonique, mais il s'agit de voiles solaires, qui recevraient une forte impulsion de départ s'approchant très près du Soleil.

- The Interstellar Probe (ISP) consistant 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 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.

- The Oort Cloud Trailblazer de la NASA, nécessiterait un chargement de voile d'un ordre de grandeur plus faible (0,1 g/m²) ce qui autoriserait une vitesse de départ de 300 km/s pour atteindre 1 000 UA.

[invitee6546ae1]

Merci pour les infos Gilgamesh.
Concernant les 25 ans, oui ce n'est rien pour une mission interstellaire, mais dans une vie humaine ça commence à compter et je crains, peut-être à tort, que ça complique les choses pour trouver le budget nécessaire. Voyager ce n'est pas vraiment comparable, les survols ont eu lieu bien plus rapidement (les données actuelles c'est juste du bonus), même New Horizons c'est moins de dix ans entre le lancement et le survol de Pluton. Après, si un milliardaire est prêt à sacrifier une partie de sa fortune pour la cause, ce qui semble le cas, j'applaudirai des deux mains.

[Gilgamesh]

Merci pour les infos Gilgamesh.
Concernant les 25 ans, oui ce n'est rien pour une mission interstellaire, mais dans une vie humaine ça commence à compter et je crains, peut-être à tort, que ça complique les choses pour trouver le budget nécessaire. Voyager ce n'est pas vraiment comparable, les survols ont eu lieu bien plus rapidement (les données actuelles c'est juste du bonus), même New Horizons c'est moins de dix ans entre le lancement et le survol de Pluton. Après, si un milliardaire est prêt à sacrifier une partie de sa fortune pour la cause, ce qui semble le cas, j'applaudirai des deux mains.

Disons que pour l'exploration spatiale, ce genre de durée n'est pas exceptionnelle. Pour Rosetta, il y a 22 ans entre la décision et le posé de Philae. Une mission techniquement mâture et financée qui permettrait de ramener de l'info mesurée in situ d'Alpha du Centaure en moins d'un demi-siècle serait en haut de la pile des projets prioritaires, àmha.

[papy-alain]

...Et pour ce qui est du budget, Jeff Bezos devrait être facile à persuader.

[Moinsdewatt]

J'ai hésité à rajouter la propulsion photonique à la liste des concepts "technologiquement réalistes", mais oui le projet existe.

On pourrait le dire comme ça : le projet Breakthrough Starshot (propulsion d'une charge utile de 1 gramme sous voile de 4 m2 à l'aide réseau de laser de 100 GW) est aujourd'hui le plus réaliste des projets de sondes interstellaires, mais il se situe à la limite de ce qui est technologiquement réaliste.
......

100 GW réaliste ???
Et bien il faudra voir qui sera prêt à payer pour ça. C'est la puissance cumulée de toute les installation productrice d'électricité en France.
Pas moins

[Gilgamesh]

100 GW réaliste ???
Et bien il faudra voir qui sera prêt à payer pour ça. C'est la puissance cumulée de toute les installation productrice d'électricité en France.
Pas moins

J'ai dis "la plus réaliste" des solution de mission interstellaire, comparé par exemple à la mission Daedalus. Ca reste très très ambitieux.