chars solaires

[invite2bd65a9d]

Bonjour, voici une question originale. Je travaille actuellement sur un projet de simulation de courses de « chars solaires » (de vaisseau équipé de voiles solaires) sur le web, et je cherche avoir vos avis sur la manœuvrabilité de ce genre d’engin. Par exemple peut on modifier (même de façon minime) la trajectoire de ces engins en orientant la voile ? Et sinon quelques serait les autres moyens de contrôle de trajectoires (en dehors de la gravité et de fusées de propulsion)?

Voilà voilà, j’ai déjà mes propres idées sur la question, mais je voudrais des confirmations.
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[vanos]

Bonjour,

Je sais faire de la voile (bateau et char), la technique devrait s'en rapprocher, je dis rapprocher car dans l'espace on n'aura pas d'appui (quille, dérive ou roues) ça devrait compliquer la manoeuvre.

Salut.

[invite2bd65a9d]

Oui justement sans eau, sans quille et sans frotement de l'air, la dynamique doit être complétement différente! Je cherche quelqu'un qui aurait une vision un peu plus claire que moi sur la question.

[vanos]

Oui justement sans eau, sans quille et sans frotement de l'air, la dynamique doit être complétement différente! Je cherche quelqu'un qui aurait une vision un peu plus claire que moi sur la question.

Complètement différente, non, car il reste le frottement du vent solaire très faible mais aussi très réel

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Bonjour, voici une question originale. Je travaille actuellement sur un projet de simulation de courses de « chars solaires » (de vaisseau équipé de voiles solaires) sur le web, et je cherche avoir vos avis sur la manœuvrabilité de ce genre d’engin. Par exemple peut on modifier (même de façon minime) la trajectoire de ces engins en orientant la voile ? Et sinon quelques serait les autres moyens de contrôle de trajectoires (en dehors de la gravité et de fusées de propulsion)?

Voilà voilà, j’ai déjà mes propres idées sur la question, mais je voudrais des confirmations.

Tu as un topo assez bien fait ici : Pression de radiation: application aux voiles solaires

a+

[invite51d17075]

Oui justement sans eau, sans quille et sans frotement de l'air, la dynamique doit être complétement différente! Je cherche quelqu'un qui aurait une vision un peu plus claire que moi sur la question.

bonsoir,
la difference est justement là !
car pour faire avancer un bateau ou faire voler un avion on utilise la
depression de l'autre coté de la "voile".
impossible à réaliser sans diffférence de pression entre le dessus et le dessous de la voile.
bref un papillon dans l'espace est obligé de se deplacer "au portant".
maintenant je pense qu'en fermant la voile tribord , le papillon stellaire tournra légèrement vers droite. car poussé uniquement d'un seul coté !!!

[Vador59]

Il existe éventuellement une autre manière de manoeuvrer, mais elle suppose l'existence de panneaux solaires et d'une batterie, associés à un fil métallique. Durant la traversée de la magnétosphère, un courant dans le fil métallique crée une force perpendiculaire. J'aurais bien un lien là-dessus mais je n'arrive pas à le retrouver. A suivre donc...

[inviteec0d6e6f]

Salut,

N'oubliez pas les spécificités des trajectoires spatiales qui sont des lignes droites dans un espace temps courbé.
Ce qui est très différent du déplacement d'un bateau sur la mer dans un espace temps plat.
Mais la différence essentielle entre les deux, c'est que dans le cas du bateau, la vitesse du vent, et surtout le vecteur de force du vent subit par le bateau est supérieur a sa vitesse propre.
C'est pour cette raison qu'au près (en remontée au vent) il est essentiel a un voilier de prendre appui sur l'eau (a l'aide de dérives) afin de contrer la tendance naturelle a dériver.
Dans le cas d'un engin spatial, la force exercée par le vent solaire, le vecteur de force solaire subit par l'engin, est très largement inférieure au vecteur de force initial : la vitesse propre de l'engin est démesurément supérieure a l'intensité de la force qui s'exerce sur lui pour l’accélérer ou le ralentir (selon le sens de la voile).
Les deux situations sont donc par nature totalement différente, et tout rapprochement se révèle forcément hasardeux.

Dans les faits, la propulsion solaire permet d'augmenter (ou de diminuer , selon la position de la voile, au 3/4 ou a 1/4 par rapport au soleil) le dV d'un engin sans beaucoup modifier sa trajectoire en dehors de l’accélération longitudinale.

Les cas de la propulsion a voile a vent et a voile solaire ne peuvent pas être mis en comparaison.
Les conditions de l'une et de l'autre sont trop radicalement différentes pour pouvoir faire des rapprochements.

[inviteec0d6e6f]

Je vais essayer de compléter du mieux que je peux :

on peut exercer 3 types de forces pour contraindre une trajectoire spatiale :

- 1) acceleration prograde/retrograde
- 2) acceleration de changement de plan
- 3) acceleration inward/outward (je ne connais pas les termes français... je sais la honte... c'est a cause d'orbiter qu'est en anglais )

le 1), c'est la ou on injecte l'immense majorité du dV (cad l'acceleration de vitesse pure)

le 2), on attend d'être au meilleur moment (notion de fenêtre de tir) pour être sur le meilleur angle possible.
en étant patient pour tirer au bon moment, on économise ainsi énormément d'ergols qui auraient été nécessaires au changement de plan.
C'est pour cette raison que les fusées ne partent qu'a des moment précis, et, évidemment, dans une direction précise (a quelques pourcents de degré près dans le cas d'un Shuttle, les changement de plan étant très consommateurs d'ergols, il faut les minimiser le plus possible) au moment du tir.

le 3) c'est plus particulier et plus rare de l'utiliser, et c'est réservé a l'espace profond et pas l'orbite basse terrestre (sous peine de se prendre le sol a un moment ou l'autre de l'orbite) : c'est une façon de "couper" ou de "rallonger" le trajet.
Ce qui peut par exemple permettre de rattraper une fenêtre de tir qu'on a laissé passer, mais au prix, cependant, d'une plus grande consommation, qui reste cependant généralement marginale.

reprenons les vecteurs dans l'ordre :
1) c'est le vecteur longitudinal : accélération vers l'objectif => le nez de l'engin pointe vers la trajectoire qui conduit a la cible (et qui est forcément une trajectoire courbe, donc le nez ne pointe jamais-sauf parfois à l'arrivée- vers la cible elle même)

2) c'est le changement de plan : imaginez deux cercles qui se croisent deux fois (forcément, c'est les nodes ascendante et descendante) autour de la terre, on change de plan pour passer de l'un a l'autre a l'endroit ou ils se croisent en procédant a une accélération orbit + ou orbit -, qui sont des accélération transversales "gauche/droite".
On passe ainsi d'une inclinaison orbitale a l'autre, toujours à des moments extrêmement précis.

3) c'est une accélération qui permet d'augmenter ou de diminuer l'excentricité de l'orbite, de façon beaucoup plus significative que l’accélération longitudinale (prograde retrograde) car elle s'applique perpendiculairement à la trajectoire (direction : "haut/bas").

A première vue, on pourrait se dire que la voile solaire aura plus d'effets inward/outward, car le soleil se trouve au dessus d'un engin qui serait en pilote automatique prograde (cad, je rappelle, le nez dirigé vers la trajectoire qui conduit a la cible, et les ailes dirigées vers le dessous et le dessus du plan de l'écliptique) mais tout dépend en fait de l'orientation donnée à la voile et il faut aussi considérer les spécificités des trajectoires spatiales qui ne sont jamais des lignes droites mais des courbes, en fait des lignes droites dans un espace temps courbe...

Le résultat final est qu'il est possible et même facile de déterminer l'angle de la voile qui va permettre d'augmenter le plus le dV d'un engin en ayant une acceleration inward/outward négligeable.

Ce qui permet de dire que la "dérive" (terme inapproprié mais image convenable), déjà faible par nature, est en fait parfaitement contrôlable.
Car il suffit de compenser les effets inward/outward périodiquement ou en permanence en calculant un bon angle de voile.

comment ça vous ne volez pas encore sur orbiter ??
ha, c'est pour ça que vous posez ces questions alors

joooke...

un petit lien pour la peine, sur un orbiter tout prêt (je sais je fais beaucoup de prosélytisme...) :
http://www.megaupload.com/?f=LET63540

Ça fait 1.7Go (n'oubliez pas la deuxième page) mais c'est direct prêt a l'emploi : juste a dezipper et poser ou vous voulez dans vos répertoires, pas d'installation nécessaire.
Et le lien sur le forum fr indispensable si vous voulez en savoir plus :
http://orbiter.dansteph.com/forum/index.php

Des milliers de pages de tutos et d'expériences spatiales.
Et pleins, pleins de trucs a apprendre sur la navigation spatiale, avant de l'appliquer sur le simulateur.

Et juste pour le plaisir des yeux, y a les missions Apollo (addon AMSO) à se faire, ou tout est déjà "preprogrammé" (juste a engager les pilotes déjà réglés) : scenario/AMSO/AS-506, faites les un par un (certains sont cependant redondants et peuvent être zappés)
C'est vraiment absolument magnifique. Si vous aimez l'espace, vous êtes obligés de voir ça.
Vous attendez quoi là ?
allez allez, telechargez, essayez !
je suis dealer d'Orbiter, faites moi confiance, c'est de la bonne.



good flight, bud !

[inviteb890a5ee]

Bonjour,

Le site de Robert Guiziou donne tous les éléments de calculs orbitaux appliqués à une voile solaire :

http://artemmis.univ-mrs.fr/im2/meca...L/ind_voil.htm

Calcul de la pression photonique (il faut une voile aussi mince et aussi réfléchissante que possible) :




La technique du retournement de la voile au périgée , à chaque révolution :



A la base, il faut commencer par bien maitriser les calculs orbitaux !



Pour controler la trajectoire : Un laser depuis la Terre, une voile à géométrie variable ...

[inviteec0d6e6f]

... et beaucoup de patience.
Si on veut transformer une orbite terrestre de faible excentricité en orbite terre / lune (respectivement comme périapse et apoapse) uniquement avec une voile solaire, il faut des centaines voir des milliers de révolutions et plusieurs années.
Tout dépendant, bien entendu, du rapport masse de CU / taille de la voile.

La seule voile solaire testée à ce jour est, à ma connaissance, le démonstrateur IKAROS.
Des tentatives précédentes ont déjà eu lieu qui se sont soldés par des échecs.

[invite2bd65a9d]

Merci pour toutes ces réponses, je vais essayer de modéliser tout cela.

[inviteec0d6e6f]

Juste une précision après recherche :
inward : vers l'intérieur et outward vers l'extérieur
Un acceleration inward est donc une accélération dont le vecteur est dirigé vers le soleil, et l'inverse pour une acceleration outward.