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Pression des photons sur une voile solaire



  1. #1
    Cohyan

    Pression des photons sur une voile solaire


    ------

    Bonjour, pour mon TIPE qui comme vous l'avez deviné porte sur les voiles solaire j'ai été amené à trouver une expression littérale de cette force, le problème étant que je ne l'ai que pour une seule fréquence et qu'il me la faudrait pour l'intégralité du spectre du Soleil. Je demande donc si quelqu'un pourrait m'aider, je me doute bien qu'il faut intégrer et utiliser la loi de Planck mais j'avoue que je ne vois pas comment faire. Merci d'avance pour vos réponses.

    -----

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  3. #2
    bb98

    Re : Pression des photons sur une voile solaire

    bonjour

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_de_radiation

    donne quelques indications, mais pas le détail du calcul

    bon noël

  4. #3
    f6bes

    Re : Pression des photons sur une voile solaire

    Citation Envoyé par Cohyan Voir le message
    Bonjour, pour mon TIPE qui comme vous l'avez deviné porte sur les voiles solaire j'ai été amené à trouver une expression littérale de cette force, le problème étant que je ne l'ai que pour une seule fréquence et qu'il me la faudrait pour l'intégralité du spectre du Soleil. Je demande donc si quelqu'un pourrait m'aider, je me doute bien qu'il faut intégrer et utiliser la loi de Planck mais j'avoue que je ne vois pas comment faire. Merci d'avance pour vos réponses.
    Bjr à toi,
    J e me demande s'il faut L'INTEGRALITE du spectre du Soleil !
    Je ne vois QUE les photons suceptibles d'etre "arrétés" par la voile (faut connaitre sa NATURE) pour que ceux çi cédent leur énergie !

    Que fera un rayon gamma, X,etc..... sur la surface de cette voile (traversera en totalité, cédera SEULEMENT une partie , quelle proportion,...) ?

    Donc j'ai un doute sur "tout le spectre du soleil".
    D'autre part je suppose qu'il faut intégrer plus que les photons (particules "lourdes") sur l'effet sur la voile.

    Bonnes fétes
    Ben ça marche!

  5. #4
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Pression des photons sur une voile solaire

    Citation Envoyé par Cohyan Voir le message
    Bonjour, pour mon TIPE qui comme vous l'avez deviné porte sur les voiles solaire j'ai été amené à trouver une expression littérale de cette force, le problème étant que je ne l'ai que pour une seule fréquence et qu'il me la faudrait pour l'intégralité du spectre du Soleil. Je demande donc si quelqu'un pourrait m'aider, je me doute bien qu'il faut intégrer et utiliser la loi de Planck mais j'avoue que je ne vois pas comment faire. Merci d'avance pour vos réponses.
    Conceptuellement c'est assez simple : seule la fraction réfléchie participe à la poussée.

    Cela dépend donc étroitement de la nature du matériau de surface. Pour les X et les gamma, il y en a peu dans le spectre et de toute manière il y a pas d'espoir d'avoir un matériau en couche mince capable de réflechir un rayonnement aussi pénétrant. Par contre, dans les UV et les IR ça peut jouer de façon sensible.


    a+
    Parcours Etranges

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Carcharodon

    Re : Pression des photons sur une voile solaire

    Salut,

    Serait-il envisageable de penser a une voile comportant une "épaisseur" susceptible, en vertu d'une composition différente des couches, d'intercepter un plus grand nombre de photons que ne pourrait le faire une voile "simple couche" ?
    Et ainsi lui donner une meilleure puissance propulsive ?
    Je veux dire par là : y aurait-il un réel bonus envisageable si on arrive a élargir le spectre de réaction pour capter des photons plus énergétiques ?
    Serait-il envisageable de choper aussi les protons des éruptions solaires et d'en tirer de la vélocité ? par exemple dans une couche un peu épaisse remplie de polyéthylène ?

    merci pour vos réponses.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  8. #6
    lanf

    Re : Pression des photons sur une voile solaire

    A tout hasard, si jamais ça peut t'intéresser sache que sur certains satellites, il existe un mode dit "solar sailing" qui consiste à orienter les panneaux solaires de manière non seulement à avoir de la puissance électrique mais aussi de "diriger" le satellite avec la pression des photons sur les panneaux. Je pense que tu dois pouvoir trouver quelques trucs sur le net.

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  10. #7
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Pression des photons sur une voile solaire

    Citation Envoyé par Carcharodon Voir le message
    Salut,

    Serait-il envisageable de penser a une voile comportant une "épaisseur" susceptible, en vertu d'une composition différente des couches, d'intercepter un plus grand nombre de photons que ne pourrait le faire une voile "simple couche" ?
    Et ainsi lui donner une meilleure puissance propulsive ?
    Je veux dire par là : y aurait-il un réel bonus envisageable si on arrive a élargir le spectre de réaction pour capter des photons plus énergétiques ?
    J'avais songé également à un genre de matériaux multicouche qui formerait un "super miroir" pour mon Arche mais pas comme voile. le but était ici de réfléchir la puissance d'émission du plasma de la corole à 20 000 K de manière à n'en laisser passer que 10-8, au lieu de 10-4 pour un (bon) miroir normal.

    lien

    Dans le cas d'une voile photonique, il y a 3 contraintes technologiques :
    - le pouvoir réflechissant
    - la masse surfacique
    - la volatilité

    * soit c'est un voile solaire, et alors le flux radiatif est faible. Le challenge est alors prioritairement de réaliser une voile avec la masse surfacique la plus faible possible.

    * soit c'est un voile poussée par un laser et alors le pouvoir réflechissant peut être optimisé pour une longueur d'onde donnée et la limite est donnée par la densité d'énergie que peut absorber la voile sans être évaporée par la puissance reçue.

    Dans l'un et l'autre cas, le pouvoir réflechissant doit être optimisé mais le spectre est étroit dans les deux cas.

    Serait-il envisageable de choper aussi les protons des éruptions solaires et d'en tirer de la vélocité ? par exemple dans une couche un peu épaisse remplie de polyéthylène ?
    Le gain de poussée serait assez faible. La pression du rayonnement solaire à 1 UA est de l'ordre du µPa, celle du vent solaire de l'ordre du nPa (et c'est en 1/x2 dans les deux cas).

    Toutefois, il existe bien un concept de propulsion basé sur la poussée du vent solaire, la voile magnétique ou Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion (M2P2).

    http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_sail

    Une voile soumise au vent solaire à 1AU doit résister à une pression dynamique de 50 nT. Une bobine de 50 km de rayon générant une bulle d'espace de 100 km au sein de laquelle les ions du vents solaires seraient fortement déviés génerait une poussée d'environ 70 N. Le poids minimum d'une telle bobine en terme de résistance des matériaux serait d'environ 40 t soit un rapport masse/poussée de 600 kg/N, analogue à celui d'une voile solaire de 6g/m2 captant la poussée radiative de 10 µPa.

    a+
    Parcours Etranges

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