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Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars



  1. #1
    RSSBot

    Post Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    L'hydrogène isolant devient un solide métallique conducteur à très hautes pressions. Cette transition de phase étonnante vient d'être observée dans des conditions de pressions difficiles à obtenir...

    Lire la suite : Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

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  3. #2
    jiherve

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Bonsoir
    Belle avancée scientifique mais de là à pouvoir comprimer ne serait ce qu'un m^3 d'hydrogène il y a comme un hiatus.
    Un échantillon d'hydrogène dont la taille était inférieure à un cube de 5 micromètres de côté était donc compressé entre deux pointes de diamant.
    On dirait du S&V!
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 03/02/2020 à 17h46.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  4. #3
    Anathorn

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Oui voilà : imaginons un instant l'énergie nécessaire pour maintenir l'hydrogène dans un état métallique, juste pour voir...
    Donc l'histoire de "raccourcir le voyage vers Mars", c'est vraiment un raccourci simpliste.
    Ce qui ne veut pas dire que c'est pas très intéressant, mais calmons nous sur les extrapolations, même si c'est très à la mode dans les articles de presse, en particulier dans les titres, toujours de plus en plus putaclic avec le temps.

  5. #4
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par Anathorn Voir le message
    Oui voilà : imaginons un instant l'énergie nécessaire pour maintenir l'hydrogène dans un état métallique, juste pour voir...
    Donc l'histoire de "raccourcir le voyage vers Mars", c'est vraiment un raccourci simpliste.
    Ce qui ne veut pas dire que c'est pas très intéressant, mais calmons nous sur les extrapolations, même si c'est très à la mode dans les articles de presse, en particulier dans les titres, toujours de plus en plus putaclic avec le temps.
    En lisant l'article on apprend que c'est un état métastable, comme le diamant, pas besoin de garder l'hydrogène à hautes pressions en permanance.
    Je site le communiqué de Soleil, ils sont certainement pas très sérieux ces gens là

    "Côté technologie, citons également l’intérêt de l’hydrogène métallique comme source d’énergie « compacte » du fait de sa densité très élevée. Des applications seraient alors envisageables pour alimenter des dispositifs électriques sur Terre, ou bien fabriquer un carburant dix fois plus concentré que ceux actuellement utilisés dans le cadre de la conquête de l’espace : de quoi raccourcir le voyage vers Mars de quelques mois, par exemple… "

    Enfin, j'ai indiqué dans l'article un lien à https://iopscience.iop.org/article/1...5/1/012194/pdf
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

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

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    re
    L'article d'origine est largement au conditionnel.
    If metallic hydrogen is a metastable substance and can be economically produced in the laboratory then it would be the most powerful chemical rocket propellant in existence.
    Nota :dans la phrase
    Si l'on savait comment s'y prendre, de l'hydrogène rendu métallique dans des conditions extrêmes pouvait peut-être le rester une fois ramené à températures et pressions ambiantes
    "pouvait" est un imparfait, il faudrait "pourrait".
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  8. #6
    Anathorn

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Je plaide coupable, j'ai pas lu l'article jusqu'au bout.
    bon, il ne reste plus qu'a réussir a comprimer un volume faramineux d'hydrogène métallique, ce qui ne va pas être une paire de manche vu le procédé, PUIS de le décomprimer au moment ou on voudra s'en servir comme ergol... ou trouver un nouveau procédé de motorisation pour s'en servir directement en tant qu'hydrogène métallique.
    ... facile ?

    Quant a raccourcir le trajet vers Mars, n'oublions pas qu'a ce jour, on ne sait pas faire autre chose qu'un HTO, pour la bonne et simple raison que la consommation grimpe de façon littéralement exponentielle dès qu'on s'écarte de ce type de transfert.
    C'est LA raison d'existence des fenêtres de transfert, et de leur faible durée de validité.
    Rien que 1/3 de durée en moins, ça doit facilement (au pifomètre d'expériences déjà tentées sur Orbiter Space Simulator avec des engins exotiques) nécessiter plusieurs fois le Dv nécessaire au transfert (en total injection + freinage d'arrivée avec mise en orbite).

    Ça fait quand même des très gros "si"... il va falloir inventer pas mal de trucs.
    Musk sera probablement mort avant ça

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  10. #7
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    re
    L'article d'origine est largement au conditionnel.

    Nota :dans la phrase "pouvait" est un imparfait, il faudrait "pourrait".
    JR
    Oui, d’où le fait que j'ai titré, "pourrait raccourcir le voyage vers Mars" et pas "raccourcira".
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  11. #8
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par Anathorn Voir le message

    Ça fait quand même des très gros "si"... il va falloir inventer pas mal de trucs.
    Musk sera probablement mort avant ça
    Bien possible effectivement et malheureusement, mais après tout, entre la découverte de la fission et la bombe A, c'est allé très vite, on verra bien ....
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  12. #9
    invite73192618

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Joli papier Laurent

    Un truc que je n’ai pas compris: est-ce que quelque chose leur a empêché de tester la métastabilité directement? Est-ce qu’on doit s’attendre à des résultats sur ce plan bientôt?

  13. #10
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par Jiav Voir le message
    Joli papier Laurent
    Merci !

    Un truc que je n’ai pas compris: est-ce que quelque chose leur a empêché de tester la métastabilité directement? Est-ce qu’on doit s’attendre à des résultats sur ce plan bientôt?
    Là je ne sais pas, faudrait que je demande aux chercheurs, c'est une bonne question...
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  14. #11
    jacquolintégrateur

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par Futura Voir le message
    du fait de sa densité (sous forme solide dense, l'énergie stockée prend moins de place que sous forme liquide), il serait un carburant plus efficace que tous les autres d'un facteur 10 environ. Un voyage vers Mars en serait donc raccourci de plusieurs mois, ce qui aiderait à rendre les prédictions d'Elon Musk plus crédibles, et il suffirait de fusées à un seul étage pour mettre des satellites en orbite. La colonisation de la Lune elle-même serait facilitée.
    Bonsoir
    Nulle doute que multiplier par 10 la densité d'un composant du propergol présente des avantages. Il ne faut cependant pas oublier que, lors du fonctionnement d'un propulseur fusé, l'hydrogène brûle en produisant H2O, de sorte que la masse d'H utilisée n'est que le 8eme du total !! On ne gagnera que sur le poids des réservoirs d'H . En fait, l'hydrogène n'est ce qui se fait de mieux comme propergol (à fortiori lorsqu'il est métallique !) que si on se limite à la propulsion chimique, beaucoup moins efficace que la propulsion nucléaire. Lors des essais du réacteur NERVA (il y a un demi siècle!) ce dernier a permis de doubler l'IS par rapport au cryogénique H + O2, la vitesse d'éjection passant de 4700 à plus de 9000m /sec. Rappelons que le rapport des masses initiale/ fin de propulsion est une fonction exponentielle du rapport entre la vitesse finale de la fusé en fin de propulsion à la vitesse d'éjection. Seul, le recours à l'énergie nucléaire permettra d'entreprendre en grand l'exploration du système solaire et, au delà, l'envoie d'expéditions vers les étoiles.
    Cordialement
    Ne jetez pas l’anathème : il peut servir !

  15. #12
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par jacquolintégrateur Voir le message
    Bonsoir
    Nulle doute que multiplier par 10 la densité d'un composant du propergol présente des avantages. Il ne faut cependant pas oublier que, lors du fonctionnement d'un propulseur fusé, l'hydrogène brûle en produisant H2O, de sorte que la masse d'H utilisée n'est que le 8eme du total !! On ne gagnera que sur le poids des réservoirs d'H . En fait, l'hydrogène n'est ce qui se fait de mieux comme propergol (à fortiori lorsqu'il est métallique !) que si on se limite à la propulsion chimique, beaucoup moins efficace que la propulsion nucléaire. Lors des essais du réacteur NERVA (il y a un demi siècle!) ce dernier a permis de doubler l'IS par rapport au cryogénique H + O2, la vitesse d'éjection passant de 4700 à plus de 9000m /sec. Rappelons que le rapport des masses initiale/ fin de propulsion est une fonction exponentielle du rapport entre la vitesse finale de la fusé en fin de propulsion à la vitesse d'éjection. Seul, le recours à l'énergie nucléaire permettra d'entreprendre en grand l'exploration du système solaire et, au delà, l'envoie d'expéditions vers les étoiles.
    Cordialement
    effectivement https://www.futura-sciences.com/scie...ucleaire-1587/
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

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  17. #13
    invite73192618

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Perso je me contenterais d'une chute des prix pour les IRM, MEG, trains à lévitations, calculateurs et autres stockages d'électricité. Au boulot!

  18. #14
    polo974

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Bonjour,
    Je suis surpris par cet article, car de mémoire, j'en avais déjà lu un sur le sujet (production d'une "paillette" d'hydrogène solide par compression entre 2 enclumes en diamant. Ils avaient même observé une déformation permanente du diamant, tant la pression était forte (photo à l'appui).

    (j'ai retrouvé un article Pour la Science, juillet 2000, mais ce que j'avais lu était plus vieux encore, peut-être le Pour la Science, juin 1984...)

    N'importe comment, vu qu'il faut toujours du comburant, et que ce dernier pèse 8 fois plus lourd, ce n'est pas le gain sur la densité de l'hydrogène qui va révolutionner le transport...

    Par contre de l'hydrogène solide à température ambiante (ou pas trop loin, même), ça en jetterait (au léger soucis de stabilité près)...
    Jusqu'ici tout va bien...

  19. #15
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    N'importe comment, vu qu'il faut toujours du comburant, et que ce dernier pèse 8 fois plus lourd, ce n'est pas le gain sur la densité de l'hydrogène qui va révolutionner le transport...
    Bonjour, la propulsion nucléaire n 'a besoin que d'hydrogène.
    Dernière modification par mtheory ; 04/02/2020 à 09h38.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  20. #16
    Baal149

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Bonjour,

    Au delà du côté hypothétique de la métastabilité de l'hydrogène métallique, il faut également penser à l'usinage du matériaux obtenus. Je me demande bien comment on pourra exploiter toutes les idées présentées dans la discussion car il serait impossible à fondre ou souder.
    Réussir à le produire à volonté directement aux dimensions souhaités (sous forme de câbles ou de bobine par exemple) ? Peu probable au vu des difficultés à obtenir un tel matériaux.

    Reste que le stockage d'hydrogène comme application.

  21. #17
    1h1ng01

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Bonjour,
    A partir de quelle "demie vie" parle-t-on de métastabilité ? (si le terme demie vie est applicable pour un état de la matière)
    Et si l'hydrogène métallique est métastable, pourquoi n'en a-t-on jamais observé sur Terre ou ailleurs même sous forme de traces ?

  22. #18
    Fustigator

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message

    N'importe comment, vu qu'il faut toujours du comburant, et que ce dernier pèse 8 fois plus lourd, ce n'est pas le gain sur la densité de l'hydrogène qui va révolutionner le transport...
    Sauf si l'hydrogène est utilisé comme masse de réaction d'un moteur nucléaire, pas comme carburant.
    Dernière modification par Fustigator ; 04/02/2020 à 10h25.

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  24. #19
    Fustigator

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par mtheory Voir le message
    Bonjour, la propulsion nucléaire n 'a besoin que d'hydrogène.
    Ben, si propulsion nucléaire on peut utiliser un peu n’importe quoi comme masse de réaction; je ne vois pas très bien quel avantage offre l'hydrogène dans cette configuration ?

  25. #20
    polo974

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par mtheory Voir le message
    Bonjour, la propulsion nucléaire n 'a besoin que d'hydrogène.
    nucléaire ? ? ?

    En lisant le pdf donné en lien au post 4, je comprends mieux le concept:
    Above some temperature there will be sufficient thermal energy in the atomic lattice for the atoms to rise above the portential barrier and recombine into hydrogen molecules, releasing the energy of recombination, 216 MJ/kg (note: the dissociation energy of a hydrogen molecule is 4.68 eV). This is more than twenty times the specific energy released by the combustion of hydrogen and oxygen in the Space Shuttle’s main engines, 10 MJ/kg.
    C'est l'énergie chimique restituée lors de la transformation du métal en dihydrogène qui serait exploitée. Un truc quand même assez "explosif" soit dit en passant...
    Dernière modification par polo974 ; 04/02/2020 à 13h00.
    Jusqu'ici tout va bien...

  26. #21
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par Fustigator Voir le message
    Ben, si propulsion nucléaire on peut utiliser un peu n’importe quoi comme masse de réaction; je ne vois pas très bien quel avantage offre l'hydrogène dans cette configuration ?
    la réponse

    https://www.futura-sciences.com/scie...ucleaire-1587/

    Des vitesses d'éjections plus grandes sans réaction chimique

    Son message est clair, plus la vitesse d'éjection est élevée, plus on peut faire atteindre une vitesse importante avec du carburant pour une charge utile. Si on veut aller sur Mars ou visiter le Système solaire rapidement avec une sonde ou un module habité de grande taille, il faut donc un moteur qui éjecte le plus rapidement possible de la matière et avec une source d'énergie qui est la plus concentrée possible pour une masse donnée, très souvent du carburant.

    On trouve aussi que la vitesse d'éjection v d'une fusée est proportionnelle à la racine carrée du rapport de la température T du gaz éjecté sur la masse des particules du gaz M, on a donc v= (T/M)1/2.

    La température ne peut être supérieure au point de fusion des parois du moteur fusée (quelques milliers de degrés kelvins) mais il est possible de jouer sur la masse des particules éjectées. On peut donc se convaincre qu'au lieu d'utiliser la combustion avec de l'oxygène O2, utiliser uniquement de l'hydrogène moléculaire H2 chauffée à haute température dans un réacteur nucléaire permet d'atteindre des vitesses plus élevées qu'avec une réaction produisant par exemple de la vapeur d'eau H2O (M=18 en unités de masse molaire) avec, en bonus, une source d'énergie très dense, l'uranium du réacteur.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  27. #22
    saint.112

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    J’ai la même question que tout le monde : comment produit-on de l’hydrogène métallique de façon économiquement viable ? Dans l’article de Wiki Hydrogène métallique il y a une section Production d'hydrogène métallique mais on n’est pas très avancé :
    Il pourrait être possible de produire des quantités considérables d'hydrogène métallique pour en tirer profit. Comme le diamant est une transformation du graphite par compression qui ne se retransforme que difficilement par décompression, car la retransformation nécessiterait énormément d'énergie, une théorie prévoit l'existence d'une forme d'hydrogène, appelée hydrogène métallique métastable, qui ne reviendrait que difficilement à son état d'hydrogène normal lorsque décompressé.
    Quant à son utilisation comme carburant on apprend :
    Il est neuf fois plus dense que l'hydrogène normal et produirait une énergie considérable lorsqu'il reprendrait cette forme. Brûlé plus rapidement, il serait un carburant cinq fois plus efficace que la combinaison hydrogène liquide et oxygène liquide qu'utilisait la navette spatiale.
    Là aussi, comment le ferait-on bruler dans un moteur fusée : comme dans les fusées à poudre, sous forme solide ? En poudre ? En barre ?
    Sauf erreur de ma part l’hydrogène liquide est incombustible.
    Nico
    Travailler dur n'a jamais tué personne, mais je préfère ne pas prendre de risques.

  28. #23
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message

    C'est l'énergie chimique restituée lors de la transformation du métal en dihydrogène qui serait exploitée. Un truc quand même assez "explosif" soit dit en passant...
    Ce serait au moins ça effectivement.
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  29. #24
    mtheory

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    J'aurai peut-être plus de renseignements dans qq jours
    “I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman

  30. Publicité
  31. #25
    wacounda

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    Sur quoi se basent-on pour supposer que l'hydrogène métallique est métastable ?

    J'y connais rien, mais le ΔG entre le diamant et le graphite c'est ~2.90 kJ/mol en conditions standards https://pubs.rsc.org/en/content/arti.../cp/c8cp07592a
    donc 0,03 eV de différence par atome



    Je sais pas de combien est la différence entre l'hydrogène gazeux et l'hydrogène métallique

  32. #26
    Archi3

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    ça m'étonnerait qu'il soit métastable par rapport à la sublimation, il n'y a pas de barrière d'énergie importante pour l'évaporation de surface. C'est très différent du réarrangement d'un cristal qui peut demander une énergie d'activation importante. Et sinon oui, un truc concentré et métastable, ça s'appelle aussi un explosif !
    Le plus dur n'est pas de piger les raisonnements compliqués, mais d'accepter les simples.

  33. #27
    gemlt

    Re : Actu - Hydrogène métallique : sa découverte pourrait raccourcir le voyage vers Mars

    S'il en ont observé via le faisseau infrarouge qu'ils ont redirigé dessus, n y a t il pas un résidu de ce fameux metal aprés expérience?

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