Le catapultage est il nécessaire dans l'espace ?

[Gilgamesh]

Le problème, c'est que l'ajout d'un propulseur supplémentaire ajoute de la masse.

Ici, on injecte une vitesse supplémentaire que l'objet lancé reçoit sans surplus de masse. On économise même le supplément de masse qu'aurait un réservoir plus grand.

Le principale inconvénient est de faire bouger la masse du "porte aéronef", ce qui est très contraignant car à moins d'avoir une force pile dans l'axe, tu le fait tourner sur lui même. Ce genre de contrainte est négligeable sur Terre mais fondamentale en astronautique.

Au niveau carburant :

Cas A : le "chasseur" de masse m accélère avec son propre carburant. La vitesse d'éjection des gaz est v. On veut lui donner la vitesse v₁

La masse de carburant nécessaire est :



Cas B : une catapulte fourni une quantité de mouvement m.v₁ au "chasseur". Le "porte avion", de masse M est alors animé d'une vitesse v₂ = v₁m/M.

Pour corriger cette vitesse il faut éjecter une masse de carburant égale à :



Si je fait l'application numérique, je trouve un ratio M_A/M_B légèrement supérieur à 1 : il y a une petite économie de carburant d'autant plus grande que v₁/v est grand (vitesse d'éjection pas très grande devant la vitesse fournie) et, en mineur, que m/M est petit (M>>m).

Seulement, au niveau énergétique, dans le cas B il faut rajouter l'intégralité de l'énergie du catapultage, mv₁²/2, énergie qui est complètement assumée par l'éjection du carburant dans le cas A. Et du coup, on y perd complètement.


a+
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[invite8a40cea3]

Le principale inconvénient est de faire bouger la masse du "porte aéronef", ce qui est très contraignant car à moins d'avoir une force pile dans l'axe, tu le fait tourner sur lui même. Ce genre de contrainte est négligeable sur Terre mais fondamentale en astronautique.

Au niveau carburant :

Cas A : le "chasseur" de masse m accélère avec son propre carburant. La vitesse d'éjection des gaz est v. On veut lui donner la vitesse v₁

La masse de carburant nécessaire est :



Cas B : une catapulte fourni une quantité de mouvement m.v₁ au "chasseur". Le "porte avion", de masse M est alors animé d'une vitesse v₂ = v₁m/M.

Pour corriger cette vitesse il faut éjecter une masse de carburant égale à :



Si je fait l'application numérique, je trouve un ratio M_A/M_B légèrement supérieur à 1 : il y a une petite économie de carburant d'autant plus grande que v₁/v est grand (vitesse d'éjection pas très grande devant la vitesse fournie) et, en mineur, que m/M est petit (M>>m).

Seulement, au niveau énergétique, dans le cas B il faut rajouter l'intégralité de l'énergie du catapultage, mv₁²/2, énergie qui est complètement assumée par l'éjection du carburant dans le cas A. Et du coup, on y perd complètement.


a+

Je suis un peu perdu avec les mathématiques, mais si j'ai bien compris, le catapultage est moins intéressant que sans ?

[jecario]

Là, par contre je comprend pas bien. Dans l'espace, il n'y a pas de poids, donc , en théorie, même un homme qui donnerait une petite impulsion avec son bras pourrait dévier la trajectoire d'un vaisseau ?

Il n'y a pas de poids, mais la masse est toujours là !

[invite8a40cea3]

Il n'y a pas de poids, mais la masse est toujours là !

Je pense saisir la différence entre poids et masse. Un objet plus petit n'aura pas d'effet sur un beaucoup plus gros ?

[jecario]

Connais tu la relation somme des forces = masse x accélération ?

Ca signifie que pour mouvoir un objet, tu devras imposer une force d'autant plus importante que sa masse est grande.

[invite8a40cea3]

Connais tu la relation somme des forces = masse x accélération ?

Ca signifie que pour mouvoir un objet, tu devras imposer une force d'autant plus importante que sa masse est grande.

Non je ne connais pas, je n'ai pas fait d'étude scientifique.

Cette règle s'applique aussi dans l'espace ou il n'y a pas de pesanteur ? Même dans l'espace profond, en dehors du moindre système solaire ?

[jecario]

Cette loi (ce n'est pas seulement une règle) s'applique aux masses.

[invite8a40cea3]

Cette loi (ce n'est pas seulement une règle) s'applique aux masses.

En somme, le poids c'est en fonction de la pesanteur.

Par contre la masse c'est en fonction de la densité d'atome de l'objet, donc cela ne peut varier et reste constant.

Donc dans notre exemple, le catapultage d'un petit objet, disons une masse de 5 à 10 tonnes, n'aurait pas beaucoup d'influence sur la trajectoire d'une masse de 90000 à 100000 tonnes ?

[Gilgamesh]

Je suis un peu perdu avec les mathématiques, mais si j'ai bien compris, le catapultage est moins intéressant que sans ?

A priori oui :

1/ tu dépenses une énergie donnée pour actionner ta catapulte
2/ tu dépense une énergie presque aussi grande pour corriger l'orbite ou l'assiette de la "plateforme".

Tandis que si tu ne catapulte pas, le "chasseur" quitte la plateforme à vitesse quasi-nulle et dépense cette énergie pour accélérer sans modifier le mouvement de la plate forme.

a+

[jecario]

Bonjour,

désolé, je m'aperçois que mon explication est assez succinte

La formule dit que pour faire accélerer une masse, tu dois lui fournir une force. Par conséquent, la réaction va appliquer au support une force égale (et de direction opposée), mais si ce support est plus massif, l'accélération résultante sera d'autant plus faible.

Exemple : debout sur tes rollers, tu lances une bille devant toi. Tu t'aperçois que tu la lances sans effort. Si en revanche tu lances une boule de bowling, il faudra rattrapper ton déséquilibre vers l'arrière. cette différence est due à la différence de masse entre la bille et la boule de bowling.

Pour conclure, oui, le catapultage d'un petit objet aurait une influence minime sur la trajectoire d'un très gros.

[invite8a40cea3]

A priori oui :

1/ tu dépenses une énergie donnée pour actionner ta catapulte
2/ tu dépense une énergie presque aussi grande pour corriger l'orbite ou l'assiette de la "plateforme".

Tandis que si tu ne catapulte pas, le "chasseur" quitte la plateforme à vitesse quasi-nulle et dépense cette énergie pour accélérer sans modifier le mouvement de la plate forme.

a+

Jecario explique très bien pourquoi la "plateforme" beaucoup plus massive ne verrait sa trajectoire que très faiblement modifiée. Surtout par exemple si on catapulte en même temps deux chasseurs identiques dans des direction opposée, l'effet si minime soit il est donc annulé.

J'ai bien compris ?

[invite8a40cea3]

Bonjour,

désolé, je m'aperçois que mon explication est assez succinte

La formule dit que pour faire accélerer une masse, tu dois lui fournir une force. Par conséquent, la réaction va appliquer au support une force égale (et de direction opposée), mais si ce support est plus massif, l'accélération résultante sera d'autant plus faible.

Exemple : debout sur tes rollers, tu lances une bille devant toi. Tu t'aperçois que tu la lances sans effort. Si en revanche tu lances une boule de bowling, il faudra rattrapper ton déséquilibre vers l'arrière. cette différence est due à la différence de masse entre la bille et la boule de bowling.

Pour conclure, oui, le catapultage d'un petit objet aurait une influence minime sur la trajectoire d'un très gros.

Merci, parfaitement clair.

[jecario]

Jecario explique très bien pourquoi la "plateforme" beaucoup plus massive ne verrait sa trajectoire que très faiblement modifiée.

Merci

Surtout par exemple si on catapulte en même temps deux chasseurs identiques dans des direction opposée, l'effet si minime soit il est donc annulé.

J'ai bien compris ?

Si les deux vaisseaux sont identiques (ne parlons donc pas de chasseurs, ça fait un peu agressif... à moins que tu ne penses à Star Wars...), les directions exactement opposées pour des forces de catapultage identiques, alors l'effet sur le vaisseau porteur est exactement nul.

Dans la pratique, avoir duex directions exactement opposées me semble difficile, d'autant plus si le vaisseau n'a pas une forme simple !

[invite8a40cea3]

Merci



Si les deux vaisseaux sont identiques (ne parlons donc pas de chasseurs, ça fait un peu agressif... à moins que tu ne penses à Star Wars...), les directions exactement opposées pour des forces de catapultage identiques, alors l'effet sur le vaisseau porteur est exactement nul.

Dans la pratique, avoir duex directions exactement opposées me semble difficile, d'autant plus si le vaisseau n'a pas une forme simple !

Pour la forme je pensais à un pont style porte avion terrestre. Par contre il pourrait y avoir des catapulte à l'avant et à l'arrière ce qui permettrait d'annuler l'effet de la catapulte.
Si on lance 2 appareils de même type en même temps, je suppose que les poids sont globalement similaire, à quelques kilos près. Cette différence minimes ne devraient pas avoir de conséquence.

[jecario]

Bonjour,

il n'est pas vraiment necessaire de les envoyer en meme temps si on se dit que entre "avant le premier envoi" et "apres le second envoi" l'acceleration est globalement nulle.

Pour la difference minime... effectivement, elle est negligeable. L'interet d'un gros porteur est que la masse de, par exemple, une centaine de vaisseaux n'a pas d'influence importante.

[invite8a40cea3]

Bonjour,

il n'est pas vraiment necessaire de les envoyer en meme temps si on se dit que entre "avant le premier envoi" et "apres le second envoi" l'acceleration est globalement nulle.

Pour la difference minime... effectivement, elle est negligeable. L'interet d'un gros porteur est que la masse de, par exemple, une centaine de vaisseaux n'a pas d'influence importante.

Merci, je pense avoir bien cerné la question.

[clem76420]

Lor , pour le catapultage, je pense pas que ce soit une bonne chose, et pur le eour... Deux masse s'attirent toujours, non? (dans quelles proportion, a, la...) alor on amene le vaisseau a 10/20 metre, t il fini toutsel, non?
Sinon c'est dommage que l'on pense deja aux guerres dans l'espaces...

[jecario]

Hello,

Et en Francais, ca donne quoi ?

[crazy44]

Pour ce qui est de l'abscence de pilote, je pense qu'une IA aussi dévellopée soit elle ne peut pas égaler la souplesse d'un pilote. Par ailleurs, dans l'espace pas de gravité, donc le pilote peut tout encaisser ?

Les Gs sont liés à l'accélération pas à la gravité donc c'est pareil dans l'épace. Qui plus est, si on possèdes les technologies pour fabriquer un porte-avions spatial je doute qu'on développe un chasseur dans le sens où tu l'entends à causes de l'absence d'atmosphère qui est nécessaire à des manoeuvres rapides.
En gros à peine rentré dans le champs de vision d'une tourelle qu'il se fera dézinguer. Par contre on peut imaginer un drone (a priori il ne pourrait pas remonter sans ravitaillement) atmosphérique largué depuis l'espace.