Atteindre la vitesse de la lumière avec une propulsion laser ?

**Deedee81** · 04/06/2013, 07h22

Salut,

Envoyé par Yoshyg

Pardonnez mon ignorance,mais je voudrais savoir quel serais les conséquences si un vaisseaux percutais ne serai ce qu une pierre en avançant a une vitesse proche de celle de la lumière?

Réponse simple : plus de vaisseau. Ou plus exactement, il serait réduit en miettes.

Déjà les micrométéorites font de petits trous dans les blindages de ISS, et elles ne vont pas à la vitesse de la lumière. A une vitesse proche de c, elles traverseraient le vaisseau de part en part. Et si c'est une pierre (disons de la taille du poing), baoooouuuuum.

Et dans un gaz même très ténu, l'échauffement serait terrible.

Bref, c'est comme conduire trop vite sur l'autoroute : faut aimer prendre des risques.

**mickan** · 17/06/2013, 15h41

Bonjour à tous,

Je trouve l'idée de la voile solaire propulsée par laser intéressante. Certains messages vont allusion au problème relativiste ( plus on va vite, plus la masse du vaisseau augmente) mais aucune
correction de l'effet doppler relativiste ( ni même non relativiste) n'a été proposée. En effet, le vaisseau s'éloignant l'impulsion des photons est de plus en plus faible ( l'impusion p=(h/c)* v avec v la fréquence). Donc pour maintenir une accélération constante de 1G, la source laser émettra une énergie bien plus grande que celle estimée jusqu'à maintenant.
Quelqu'un à t'il évaluer l'effet?

**Guidusud7** · 16/07/2015, 12h13

Bonjour, cette nuit une idée ma traversé l'esprit . Propulsion laser embarqué. Je tiens à dire que j'ai juste les notions en physique de base de toute personne qui a suivie ses cours correctement de physique au lycée . Alors j'e sais pas d'où j'ai sortie cette idée qui mais sortie entre rêve et éveils. Question peut on multplié les photons lumineux d'un laser ou simplement un faisceau laser? J'ai crue voire que cettais possible enfin tout du moin d'après Einstein et une étude d'un groupe du CERN qui eux on réussis a faire x1000 la puissance initiale avec un systeme complex . Donc si oui capter cette énergie par systeme de miroir style centrale solaire qui reconcentre cette énergie un faisceau de puissance bien supérieur et si nécessaire refaire ce procéder avec le faisceau multiplié et ainsi de suite pour en venir à une puissance quasi infini ou vraiment hyper puissance en partant d'une source de faible énergie . Et tout sa au final se rayon diriger sur un récepteur qui soit reconvertit cette puissance en electrique ou autre ou sinon sur un récepteur dans l'espace qui par le même principe que la propulsion laser classique va faire comme le laisse entendre une puissance casi infini atteindre des vitesse extrême pour le vaisseau spatial . Bon apres bien sur je pense qu'il y a une centaine de truck qui doit faire que s'est pas si simple que sa ou possible . Mais s'est plus histoire de partager le principe de fonctionnement . Qui peut mener à une piste nouvel et peut-être viable . PS : j'ai écrit avec l'iPad et s'est plus lui que moi qui forme les mots . Citation : il faut parfois un esprit simple avec des outils rudimentaire, pour venir à penser autrement, pour réaliser son idée . En gros faire table rase de toute connaissance pour bricoler un mécanisme rudimentaire et une fois fais utiliser tes connaissance pour l'améliorer. Merci de vôtre indulgence .

PIXEL · 16/07/2015, 12h20

hello ,

1) ton texte , pas mis en page , est illisible

2) tu (ré)inventes l'idée de propulsion photonique , qui est dans les tuyaux depuis 1950

3) une centrale solaire ne fonctionne qu'à proximité du soleil , ou de tout autre étoile :
quid de ce système en espace profond...

4) une idée rudimentaire se contredit avec des arguments.... rudimentaires !

**Guidusud7** · 16/07/2015, 13h07

Excuser moi , j'ai mal expliqué. En fessant simple simple . Un systématique autonome tout embarqué pas besoin de source extérieure . Juste une source laser diriger sur systéme technologique ( lentille ou autre...) qui va diviser ou propager se rayon mais qui a la fois multiplie cette puissance , le CERN a mis au point un systéme qui permet cette multiplication par le biais de nano cristal .... Apres tout sa, simplement récupéré cette puissance lumineuse avec un systeme de miroir comme dans une central solaire qui focalise tout les rayon de différente direction en un seul point et voilà boum de, imaginons un rayon de 1w de puissance lumineuse en se bassant sur leur étude on passe à un rayon qui se sinde puis se reconcentre en un rayon de 1000w et on refais encore et encore se procéder avec chaque fois le rayon multiplié par 1000 et en 5 étape on passe d'un rayon de 1w a un rayon faite le calcul euuux ..... 1 000 000 000 000 000 w si je me trompe pas .et apres je vous laisse imaginer se que l'on peut faire avec une puissance pareil, propulsion, réacteur et j'en passe. Avec un dessin tout serais plus simple . J' espéré que j'ai été plus clair merci de vôtre compréhension . Et merci à toi pour ta réponse rapide PIXEL

**Deedee81** · 16/07/2015, 14h22

Salut,

J'ai du mal à décrypter mais ce que je retiens c'est l'idée d'utiliser un laser comme moyen de propulsion.

Amha ce ne serait pas très efficace :
- il faut des puissances énormes pour avoir une faible impulsion (E/c = énergie divisée par la vitesse de la lumière)
- le rendement des lasers est médiocre

Il faut aussi savoir qu'aucun rayon laser n'est rectiligne. Les meilleurs, utilisés pour la mesure de la distance Terre-Lune, on un faisceau qui fait 100 m de large après 300000 km !!!! Donc, une telle propulsion par un faisceau émis au sol ne marcherait qu'à courte distance.

Moralité : faible impulsion, sur une courte distance : résultat, le vaisseau irait à la vitesse d'un escargot.

**f6bes** · 16/07/2015, 14h32

Envoyé par Guidusud7

Excuser moi , j'ai mal expliqué. En fessant simple simple . Un systématique autonome tout embarqué pas besoin de source extérieure . Juste une source laser diriger sur systéme technologique ( lentille ou autre...) qui va diviser ou propager se rayon mais qui a la fois multiplie cette puissance , le CERN a mis au point un systéme qui permet cette multiplication par le biais de nano cristal .... Apres tout sa, simplement récupéré cette puissance lumineuse avec un systeme de miroir comme dans une central solaire qui focalise tout les rayon de différente direction en un seul point et voilà boum de, imaginons un rayon de 1w de puissance lumineuse en se bassant sur leur étude on passe à un rayon qui se sinde puis se reconcentre en un rayon de 1000w et on refais encore et encore se procéder avec chaque fois le rayon multiplié par 1000 et en 5 étape on passe d'un rayon de 1w a un rayon faite le calcul euuux ..... 1 000 000 000 000 000 w si je me trompe pas .et apres je vous laisse imaginer se que l'on peut faire avec une puissance pareil, propulsion, réacteur et j'en passe. Avec un dessin tout serais plus simple . J' espéré que j'ai été plus clair merci de vôtre compréhension . Et merci à toi pour ta réponse rapide PIXEL

Bjr à toi,
Dommage que tu ne prennes PAS en compte ce que t'as dit PIXEL.
Un texte, si l'on veut qu'il ne soit PAS....rébarbatif à lire...on fait un minimum d'effort pour l'aérer.
Un retour à la ligne...ça existe; et faire une phrase de...5 lignes ...c'est imbuvable.
Bonne journée

**Guidusud7** · 16/07/2015, 14h45

Désoler sur l iPad j arrive à rien je peux pas sauter une ligne . Et comme marquer le laser est embarqué comme un réacteur d'une seul et unique pièce donc pas de perte de distance ex .... La puissance final émis avec se principe est casi infini et pas fournis ....

**Deedee81** · 17/07/2015, 07h05

Salut,

Ohlàlà, faut absolument que tu trouves un autre outil pour rédiger.

Si le laser est embarqué, il faut l'alimenter en énergie. Multiplication ou pas des rayons, l'énergie (et donc l'impulsion) qui en sortira ne dépassera jamais l'énergie d'alimentation (et comme expliqué, les lasers ont des rendements assez médiocre, de l'ordre de 30 à 40 % pour les meilleurs).

Comme la propulsion est assez peu efficace (voir ce que je disais plus haut), faut mieux utiliser cette énergie disponible pour une propulsion classique (par exemple, une fort efficace est la propulsion de particules, des ions).

**dextroy** · 18/08/2015, 12h51

Bonjour,

je repose ici une question qui se trouvait hors sujet ailleurs :

Le vide spatial n'est jamais totalement vide. Même très diluée, de la matière y est présente. (atomes d'hydrogène par exemple ?)

Dans le cas (relevant certes de la science-fiction) où un vaisseau aurait une vitesse proche de celle de la lumière ( par rapport à cette matière présente dans le "vide" ) , ses chances de rencontrer de la matière seraient d'autant plus fortes.

Cette matière, aussi peu dense soit-elle, mais percutée à une vitesse relativiste, ne se comporterait-elle pas alors comme un bombardement de particules à très haute énergie, mettant en péril les éventuels occupants de ce vaisseau, voire l'intégrité du vaisseau lui-même, ainsi ionisé par ce bombardement ?

On rêve en effet souvent de vaisseaux atteignant des vitesses proches de celle de la lumière, mais alors, quid de cet effet "bombardement" ?

**Deedee81** · 18/08/2015, 14h29

Salut,

Si tu as raison. A des vitesses vraiment très proches de 'c', le gaz interstellaire ou intergalactique se comporterait comme un mur de brique.

Et en effet, ce problème est très rarement évoqué (ceci dit, il faudrait vraiment être très très proche de 'c' pour que ce soit problématique. Un petit courageux pour se lancer dans un calcul ?)

**tezcatlipoca** · 18/08/2015, 16h24

Waouh! Pour ma part, je ne m'y risquerai pas.

Une chose à prendre en considération est que l'espace interstellaire ou même intergalactique est vraiment très inhomogène. Les densités rencontrées pourraient variées considérablement selon les zones traversées.

Dans certaines études prospectives pour ce type de vaisseau, il me semblait avoir lu que l'on avait imaginé un puissant champs magnétique à l'avant pour "ouvrir" un passage dans ce "mur", ou encore, que le moteur de cet engin s'alimenterait de la matière se trouvant sur sa trajectoire.

Peut-on envisager à partir des principes de la physique connue, et de ses "éventuels développements acceptables *", de telles solutions ?...

En tout cas, ce ne serait pas pour demain.

(*) Une formule qui n'a pas grand sens, j'en conviens.

**dextroy** · 19/08/2015, 05h34

Je suis bien incapable d'effectuer un tel calcul, mais d'abord, je commencerais par m'intéresser à la composition du milieu interstellaire.
Selon wikipedia :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Milieu_interstellaire
Quoi qu'il en soit, en admettant qu'on ait la possibilité de propulser un vaisseau à la vitesse de la lumière, cela le détruirait sans doute.
Maintenant peut-être qu'on pourrait se "contenter" d'une fraction de cette vitesse, et ce serait déjà pas mal...

**Deedee81** · 19/08/2015, 07h13

Salut,

Envoyé par dextroy

Maintenant peut-être qu'on pourrait se "contenter" d'une fraction de cette vitesse, et ce serait déjà pas mal...

+1

Ceci dit, ce serait quand même une gageure. Par exemple à 200000 km/s. Suffirait de rencontrer un cht'tit caillou (il y en a de ci de là) et BOUM. Et à cette vitesse, les détecter serait difficile, les éviter encore plus.
(ça c'est par contre un problème connu. L'ISS par exemple est régulièrement déplacé pour éviter les collisions. Il est vrai que l'environnement terrestre ressemble à un dépotoir).

Envoyé par tezcatlipoca

ou encore, que le moteur de cet engin s'alimenterait de la matière se trouvant sur sa trajectoire.

Pour les vitesses proches de 'c', cela me semble peu crédible. En effet, à ces vitesses mc² est totalement négligeable devant l'énergie cinétique (à des vitesses très proches de 'c', toutes les particules ressemblent à des photons

spin et charge à part évidemment). Tout ce qu'on pourrait récupérer est l'énergie cinétique mais..... malheureusement ce qu'on rencontre va dans le mauvais sens. Ca freinerait la fusée plus que l'accélérer.

A vitesse plus faible, avec un moteur à fusion (*), serait par contre intéressant pour faire le plein.

(*) fusion H - H. Ce qu'on est loin de savoir faire. On utilise actuellement D - T (deutérium - tritium) infiniment plus "facile" (avec des guillemets, Iter n'est même pas encore construit).

**Ray133** · 19/08/2015, 09h49

Bonjour,
Concernant les problèmes de collisions dans l'espace.
Dans un système planétaire comme le système solaire aller trop vite expose à des risques de collisions. Ou des problèmes de surchauffe dans un système gazeux.
Par contre entre les systèmes et surtout entre les galaxies je crois que l'ont peut mettre plein pot sans risquer grand chose. Il n'y a plus rien et c'est pour cela que l'on peut voir des galaxies à des milliers d'années lumière.
Si l'humanité veut survivre elle sera obligée de s'exiler de la terre surpeuplée, polluée et le biotope détruit. Programme que nous suivons consciencieusement jusqu’à présent dans une progression remarquable et logarithmique. Les glaces fondent aussi vite que la forêt amazonienne disparaît mais on s'en fout le pétrole baisse et c'est cool. D'autres possibilités extra terrestre pourraient aussi nous anéantir (grosse météorite, éruptions solaires, autres êtres recherchant également une nouvelle planète; le moins probable mais possible si nous arrivons à faire la même chose).
Et ce n'est pas dans le système solaire que nous pourrons trouver une nouvelle planète accueillante que nous pourrions de nouveau ruiner rapidement.
Je n'aimerai pas être à la place d'autochtones recevant les humains. Mais il faut nous reconnaître une vrai spécialité pour ce qui est la "colonisation".
Ça y est je m'égare.

Pour ce qui est de la voile "solaire" au laser, comme l'a justement soulevé Deedee il y a une contradiction avec le faisceau concentré d'un laser et la surface énorme d'une voile solaire qui n'est pas conçue pour ce type de lumière. A part faire un trou dedans je vois pas trop ce que cela pourrait faire.

**Deedee81** · 19/08/2015, 10h20

Salut,

Envoyé par Ray133

Par contre entre les systèmes et surtout entre les galaxies je crois que l'ont peut mettre plein pot sans risquer grand chose. Il n'y a plus rien et c'est pour cela que l'on peut voir des galaxies à des milliers d'années lumière.

Ca n'exclut pas la présence d'un débris solide (même une poussière peut être dangereuse) de ci de là (*).
En outre le milieu intergalactique contient un plasma fortement ionisé et extrêmement transparent https://fr.wikipedia.org/wiki/Milieu_intergalactique

Bon, bien sûr, tu as raison, ce milieu est quand même plus facile à traverser à grande vitesse que la banlieue de notre système.
(*) et je ne connais pas la concentration de ce genre d'obstacle en milieu intergalactique. Ou en milieu interamas.

Envoyé par Ray133

A part faire un trou dedans je vois pas trop ce que cela pourrait faire.

+1

Je suppose qu'on pourrait régler la puissance mais alors je ne vois plus trop l'intérêt (pourquoi utiliser un laser alors qu'il y a le Soleil juste à coté). D'autant qu'au delà de quelque centaine de milliers de km, le rayon laser serait trop dispersé (ils sont loin d'être aussi rectilignes que ça. Même avec une longue cavité émettrice).

**dextroy** · 19/08/2015, 10h39

Bon, voyons voir : si on a seulement 1 seul atome (hydrogène atomique, ce qui est le plus courant) par centimètre cube, ça représente, si on avance à raison de 30 milliards de cm par seconde (300 000 km par sec), 30 milliards d'atomes H par cm2 (calculer la masse correspondante… ?)
Percutés à la vitesse de la lumière (ou presque) (calculer la pression exercée sur la paroi)
Je ne saurais dire si c'est négligeable ou au contraire conséquent. Si quelqu'un ici peut calculer ça…
Mais à mon avis ce n'est pas une histoire de pression, mais d'effet ionisant (car les atomes se déplaçant à la vitesse de la lumière, ce n'est plus de la mécanique classique, mais quantique.)
Si quelqu'un peut m'éclairer là dessus…

**Deedee81** · 19/08/2015, 11h24

Le problème c'est que le calcul doit se faire dans le référentiel de la fusée, because la relativité.
On a un effet de dilatation du temps (augmentation de la fréquence de collision) plus un effet sur l'énergie cinétique (qui diverge elle aussi lorsqu'on approche de c).

Je ne connais pas la limite, mais on pourrait comparer avec une balle (disons un gramme à la vitesse du son, ça fait déjà de joli dégât) et transposer ça à un atome en calculant à quelle vitesse on doit se déplacer pour que l'impact soit comparable

Evidemment, un atome ne risque pas de provoquer un cratère, tu as raison, il va passer carrément à travers tout et le problème sera un effet ionisant.
Et je n'ai même pas tenu compte du rythme des impacts.
On pourrait donc avoir une idée à la (très) grosse louche mais pour un calcul précis, ça serait coton. Plus difficile que je l'ai cru au premier coup d'oeil.

**Deedee81** · 19/08/2015, 11h29

Envoyé par Deedee81

pour que l'impact soit comparable

Ouais, ok, c'est pas réaliste, on a est à 99.9999... beaucoup de 9 % de c. Aucun risque de ce coté là.

J'étais à coté de la plaque.

L'effet ionisant est certainement dominant. Et là, je me vois mal comment calculer ça.

**dextroy** · 19/08/2015, 12h18

Bon, faudrait que je repose ma question en section Physique quantique/astrophysique. Il serait tout de même intéressant, si cette fusée allant à 'c' est une utopie, de savoir pourquoi, et ainsi d'en finir avec un mythe.
Ou au contraire, si l'espoir est permis…

**dextroy** · 19/08/2015, 13h21

Bon, j'ai reposé ma question ici :

http://forums.futura-sciences.com/as...lespace-2.html

En espérant ne pas être trop à côté de la plaque dans l'énoncé de ma question…

**dextroy** · 20/08/2015, 08h07

La réponse apportée à ma question se trouve sous la forme d'un document PDF, en anglais (facile à lire car simplement technique)

Par contre je laisse les formules mathématiques à plus compétent que moi…
Il reste que dans le fond cet article est extrêmement riche en informations sur :
- la composition du milieu interstellaire
- les effets des radiations
- les solutions : boucliers…
Ce qui m'a frappé :
Paradoxalement, plus on se rapproche de la vitesse de la lumière, et plus les rayons cosmiques convergent en un faisceau dirigé vers l'avant du vaisseau.
(comparaison avec une voiture avançant sous la neige qui tombe : les flocons ne frappent le véhicule que sur l'avant)
Alors qu'on est tenté de penser que plus la vitesse augmente, plus les radiations seront dangereuses pour le vaisseau… ce qui est d'ailleurs exact !
Oui mais comme précisément, à l'avant de ce vaisseau se trouve le bouclier…
Il ne serait donc pas indispensable de blinder l'ensemble de la structure.
La vitesse agit donc comme un facteur protection, en concentrant les rayons et les impacts uniquement sur l'avant (bouclier)

Maintenant, des blindages de plusieurs mètres d'épaisseur, contenant des tonnes d'eau… faut déjà être capable de les construire là haut…
On est encore en pleine science fiction.
Si on est capable un jour de propulser un vaisseau à la vitesse de la lumière, c'est que la technologie permettra également de réaliser de tels boucliers dans l'espace.

**JPL** · 20/08/2015, 19h04

Envoyé par dextroy

La réponse apportée à ma question se trouve sous la forme d'un document PDF, en anglais (facile à lire car simplement technique)

C'est un document publié par Oxford University Press donc probablement non libre de droits. En conséquence je l'ai supprimé. Si le document est public sur le site de l'éditeur ou de l'auteur (exclusivement) donne simplement son lien.

**dextroy** · 20/08/2015, 20h08

C'est sur un autre sujet de discussion !... J'ai juste remis le même document, c'est tout...
http://forums.futura-sciences.com/as...lespace-2.html

**dextroy** · 21/08/2015, 04h48

Bonjour, voici le lien :
http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0610/0610030.pdf

**TrouuorTNoireerioN** · 12/11/2015, 01h17

Bonjour.
J'ai trouvé le sujet ansi que tous vos commentaires très intéressant et même drôle par moment...

J'ai entendu dire que la masse de la matière se transforme en énergie pure si on la mets en contact avec de l'antimatière.
La quantité d'énergie libéré es colossale si on prend en compte Énergie=Masse C(lumière) au carré.
C'est comme avoir une bombe nucléaire dans la poche.
une source d'énergie idéal???

l'énergie pure es sous forme de lumière et la lumière peux être de la masse.
Si on projete un objet à la vitesse de la lumière avec un laser il pourrait y avoir un transformation du voil en rayon de lumière..
Je suis juste un curieux du monde de la physique mais j'ai trouvé ma réflexion pertinente.
Si je suis complètement ou partiellement faux, je tend mon oreille à toute âme éclairé en connaissance avérée de la physique a m'éclairé un peu... Bonne soirée, les terriens
.

**f6bes** · 12/11/2015, 06h46