Vitesse de libération d'une fusée

[invite42e54d56]

Bonjour à tous
J'ai lu dans le forum la définition de cette vitesse : la vitesse nécessaire pour qu'un objet lancé du sol échappe à la gravité, cad ne retombe pas
J'ai également lu qu'une fusée avait intérêt à accélérer rapidement pour des questions de consommation de carburant.
Ma question est : si on découvre un nouveau carburant TRES léger, me confirmez-vous qu'une fusée pourrait THEORIQUEMENT échapper à l'attraction terrestre, au bout d'un temps peut-être très long, mais avec une vitesse TRES en-dessous de la vitesse de libération (500 km/h par ex) ?
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[invited5c5d4eb]

Bonjour, personnellement je ne peux pas répondre à ta question bien qu'elle soit TRÈS intéressante.
Mais si tu pose ta question ici: http://astronomie-amapro.discutforum...-de-liberation
Je pense que tu trouveras des réponses
J'espère t'avoir un minimum aidé.
À++

[vanos]

Ma question est : si on découvre un nouveau carburant TRÈS léger, me confirmez-vous qu'une fusée pourrait THÉORIQUEMENT échapper à l'attraction terrestre, au bout d'un temps peut-être très long, mais avec une vitesse TRÈS en-dessous de la vitesse de libération (500 km/h par ex) ?

Bonjour,

Oui, c'est théoriquement exact, mais pratiquement c'est beaucoup plus compliqué. Il existe pourtant un moteur qui fournit un faible accélération mais très longtemps; il s'agit du moteur ionique mais il n'est utilisable que sur un engin déjà mis en orbite, on peut l'employer pour des sondes en mission extraterrestre.

Amicalement.

[phys4]

Ma question est : si on découvre un nouveau carburant TRES léger, me confirmez-vous qu'une fusée pourrait THEORIQUEMENT échapper à l'attraction terrestre, au bout d'un temps peut-être très long, mais avec une vitesse TRES en-dessous de la vitesse de libération (500 km/h par ex) ?

Bonjour,
La vitesse de libération est une vitesse de lancement qui permet de ne plus accélérer ensuite.
Si vous avez le moyen d'accélérer en permanence, il n'est plus nécessaire d'atteindre une vitesse élevée.

Raisonnement exact, mais rendement de la fusée catastrophique !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite42e54d56]

Réponses très claires
Merci à tous et toutes

[Futureur]

+/- 11km/s

[inviteec0d6e6f]

Ma question est : si on découvre un nouveau carburant TRES léger, me confirmez-vous qu'une fusée pourrait THEORIQUEMENT échapper à l'attraction terrestre, au bout d'un temps peut-être très long, mais avec une vitesse TRES en-dessous de la vitesse de libération (500 km/h par ex) ?

Salut,

Il y a deux vitesses clefs, concernant la terre : la première et la deuxième vitesse cosmique.
La première est la vitesse minimale a laquelle tu dois te rendre pour pouvoir rester en orbite : 7.9km/s (vitesse au niveau du sol, en orbite basse, ça donne ~7.5km/s, car tu es au moins a 200km au dessus de la surface)
Si tu n’atteins pas cette vitesse, tu ne peux pas rester en orbite, donc encore moins espérer t'échapper de l'influence gravitationnelle terrestre.
Si tu vas a moins de 7.5 km/s, tu ne peux même pas espérer faire une seule orbite complète, sauf ensuite (une fois les moteurs coupés) te servir de ta portance pour allonger et contrôler ta trajectoire (principe du glider).

Mais a 500 km/h, il te manque 26 500 km/h (excuse du peu...) pour pouvoir esperer (si ta trajectoire est adéquate) rester en orbite terrestre.
Quand a t'échapper de l'influence gravitationnelle de la terre, il faut atteindre 11.2 km/s pour y arriver.
Donc, en dessous de ces vitesses, il est strictement impossible ni de rester en orbite (pour v1, première vitesse cosmique de 7.9 km/s), ni de s'échapper de la SOI (sphere of influence) terrestre (pour v2, deuxième vitesse cosmique de 11.2 km/s).

Et je ne crois pas que les réponses précédentes étaient toutes si claires que ça, il y a quelques incompréhensions par rapport a ta question... vanos et phys4 (deux intervenants compétents de ce forum) ont répondu à coté du sujet, à mon sens.
Ça arrive, mais leur réponses ne peuvent pas t'éclairer sur la question initiale.

La réponse à la question que j'ai cité au début de ma réponse est donc non, sans l'ombre d'une ambiguïté.
A 500 km/h, même avec un coco très très léger (disons 1 gramme en tout ), même en mettant 2 ans a atteindre cette vitesse (sachant que le temps d’accélération n'a strictement aucun rapport avec la question, ce qui compte, c'est la vitesse atteinte, point final, même pour les moteurs a très grand ISP qui doivent alors faire un tas d'orbites en accélérant a chaque tour avant d'obtenir la vitesse d'échappement) tu ne te mettras jamais en orbite et tu échapperas encore moins à l'attraction terrestre.

L'avantage CONSIDÉRABLE dont on pourra (car je ne doute pas qu'on y arrive un jour) bénéficier lorsqu'on réussira a réduire significativement la masse de carburant/comburant (hydrogène oxygène ou kérosène oxygène dans 99% des cas qui représentent + de 90% de la masse totale au décollage), ce ne sera PAS de pouvoir s'affranchir de v1 et v2, mais de les atteindre beaucoup plus facilement, c'est a dire avec un ratio coco / charge utile beaucoup plus intéressant qu'aujourd'hui.
Il faut savoir qu'a ce jour, il faut ~ 50 kg d'ergols pour mettre en orbite basse 1 seul petit kilo de charge utile.
Pour du géostationnaire (le plus gros marché commercial civil actuel) c'est du 100 pour un (sans rentrer dans les détails, la circularisation a l'orbite GEO coute très cher en coco et est assurée par le satellite lui même et non Ariane, par exemple).

Donc, avec du "coco très léger" au lieu d'avoir besoin d'une Ariane de 300 tonnes pour envoyer quelques tonnes en orbite, on pourra soit le faire avec une fusée bien plus petite, soit envoyer des charges bien plus grosses avec la même Ariane.
Et ainsi réduire énormément le coût de la mise en orbite.

Rappelons qu'un "stage" dans l'espace pour un civil fortuné coutait 20 millions de dollars du temps ou il y avait encore des places...
Maintenant, comparons avec les 200 000$ demandés par Virgin pour faire un tour de quelques minutes en impesanteur a 100 km d'altitude.
Pourquoi 100 fois moins cher ??
A cause d'une seule chose : la vitesse !
L'un va a Mach3 (Virgin) l'autre va a Mach 27+, 10 fois plus vite, 100 fois plus cher.
Évidemment, le touriste ISS restait 15 jours en orbite et celui de Virgin seulement 4 minutes en impesanteur.

Mais voilà, en résumé : si tu ne vas pas a v1 (quelque soit le temps que tu prennes), tu ne peux pas rester en orbite, si tu ne vas pas a v2, tu ne peux pas échapper à la SOI terrestre.
C'est une loi physique incontournable.

[vanos]

Ma question est : si on découvre un nouveau carburant TRÈS léger, me confirmez-vous qu'une fusée pourrait THÉORIQUEMENT échapper à l'attraction terrestre, au bout d'un temps peut-être très long, mais avec une vitesse TRÈS en-dessous de la vitesse de libération (500 km/h par ex) ?

Si j'ai bien compris ton véhicule volant (à 500 km/h on ne peut nommer ça une fusée) monterait verticalement à vitesse constante pendant très longtemps mais alors là, très longtemps je parle ici de plusieurs mois et peut-être même de plusieurs années, alors oui, il finira bien un jour à être assez éloigné de la Terre pour ne plus être influencé par l'attraction terrestre.
Inutile de préciser que complètement irréaliste, mieux impensable, j'oserais même dire stupide.
Quand on parle de la vitesse de libération de 11 km/s pour se libérer de la gravité de la Terre, on parle d'un engin non propulsé à ce moment là, autrement dit sur sa lancée ou mieux dit sur une trajectoire balistique. Si un propulseur est en fonction, le véhicule n'est pas sur une trajectoire balistique.

[inviteec0d6e6f]

Ha ba oui, mais la c'est un cas qui n'existe pas et n'existera jamais : un cas ou ton apogée est en perpétuelle modification suite a l'injection ininterrompue de dV.
Je n'envisageais pas un tel cas totalement irréaliste, comme tu le précise.
Dans ce cas, un carburant très léger ne suffirait pas, il faudrait aussi que ce carburant ait une ISP quasi infinie...
En gros, la question initiale est très mal posée et suppose une autre physique que celle qu'on connait...