Catapulte de déchets et vitesse de libération.

[invite5a78356c]

Bonjour à toutes et à tous,

J'imagine que tout est dans le psedeau haha. Je me souviens que la vitesse de libération de botre terre est en moyenne de 11,2km|seconde. À peu près, car il me semble que la valeur varie selon qu'on se tienne près du centre de notre de planète ou non.

Ainsi, une catapulte au sens étymologique du terme mais avec tous les apports de la technologie moderne, placée sur le Mont Everest par exemple, pourrait-elle expulser des déchets nucléaires en direction du soleil ou dans l'orbite de planètes à forte masse voir même sur une trajectoire extra-stellaire?

Voilà j'ai essayé de ne pas utiliser des termes que je ne maitrise pas tel que énergie synetique etc. Vous avez sans doute saisie le concept haha.

Merci pour vos réponses.

Cordialement
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[mach3]

Quand bien même on arriverait à accélérer des objets à environ 40 000 km/h avec une catapulte, ou même un canon, c'est sans compter sur l'atmosphère.
A une vitesse pareille la compression de l'air sera telle que les objets seront carbonisés en un rien de temps...

m@ch3

[pm42]

A une vitesse pareille la compression de l'air sera telle que les objets seront carbonisés en un rien de temps...

Oui. Si on n'a pas d'atmosphère, cela devient possible et de tels projets ont été proposés pour la Lune notamment, si on y établissait une présence permanente, avec des catapultes électro-magnétique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Catapu...ctromagnétique

[Tannhauser]

Bonjour
Il y a un projet en cours de réalisation :
https://www.challenges.fr/entreprise...entures_594614

Ce n'est pas dit dans l'article mais de mémoire ça ne serait pas une catapulte électromagnétique ou à autre propulsion linéaire mais une de type fronde, comme une grosse centrifugeuse. (à confirmer)
Ca ressemble à une arme, financée par airbus pour les US ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

C'est effectivement une centrifugeuse, le projet semble ne pas avoir anticipé les obstacles et la fusée recourt quand même à de la propulsion chimique mais moindre : https://www.gqmagazine.fr/pop-cultur...-laerospatiale
L'un des obstacles de cette approche est l'immense accélération au démarrage à laquelle doivent résister la fusée et la charge utile, problème que n'ont pas les catapultes électromagnétiques en l'absence d'atmosphère.

Après, est ce que ça a une chance de marcher ou pas ? Je ne suis pas qualifié pour en juger.

[Tannhauser]

Ca doit faire aussi un sacré choc sur la centrifugeuse et l'axe de rotation de se retrouver avec un gros balourd.
Je n'aurais pas misé bien cher dessus mais bon on ne sait jamais.

[Tannhauser]

L'un des obstacles de cette approche est l'immense accélération au démarrage à laquelle doivent résister la fusée et la charge utile.

C'est d'ailleurs pour ça que ce serait à mon avis plus adapté pour une arme.

[pm42]

Ca doit faire aussi un sacré choc sur la centrifugeuse et l'axe de rotation de se retrouver avec un gros balourd.

Ils lâchent un contre-poids de l'autre coté au même moment que la fusée pour éviter que la centrifugeuse n'explose mais effectivement, cela ne doit pas être simple à mettre au point.

[Tannhauser]

ah ok.
c'est une bonne idée.

[jacquolintégrateur]

Bonjour
La fronde est une réminiscence de la roue de Mas et Drouet, imaginée vers la fin du XIXeme comme moyen d'atteindre la vitesse de libération et très vite réfutée pour diverses raisons très classiques. Une catapulte magnétique devrait être utilisable, à condition de se limiter aux vitesses couramment atteintes par les premiers étages de fusée, ce qui diminuerait déjà utilement la masse d'un second étage permettant seulement de propulser l'ensemble au delà de la limite de Karman. A partir de là, on pourrait mettre en oeuvre une propulsion nucléaire (Nerva) pour expédier les déchets. En outre, plutôt que le Soleil , effectivement envisagé, pourquoi ne pas viser un astéroïde (non géo-croiseur !!) pour y déposer des déchets que l'on pourrait ainsi récupérer ultérieurement?
Cordialement

[Lil00]

Bonjour,

Toutes ces considérations techniques portent sur la faisabilité technique d'envoyer "quelque chose" assez loin dans l'espace.

Le primo-posteur parlait d'y envoyer des déchets nucléaires : là, c'est pas demain la veille qu'une autorisation soit donnée pour ce genre de chose. Pour transporter des déchets nucléaires, même de faible activité, sur la route ou sur les rails, les précautions nécessaires sont tellement contraignantes (vitesse limite, protections mécaniques, protections radiologiques, etc.) que ça me semble utopique d'imaginer qu'on va prendre quelques colis de déchets et les accrocher à une fusée...
Peut-être que dans l'espace, on s'en fout un peu, mais avant d'arriver dans l'espace, on est encore sur notre bonne vieille terre et faudrait éviter tout risque au décollage !!

[jacquolintégrateur]

Bonjour
Justement, avec une catapulte, le "décollage" s'effectue sur l'espace même de la catapulte (laquelle peut être au fond d'une tranchée) et, donc, entourée de toutes les protections possibles.
Cordialement

[Gilgamesh]

Bonjour à toutes et à tous,

J'imagine que tout est dans le psedeau haha. Je me souviens que la vitesse de libération de botre terre est en moyenne de 11,2km|seconde. À peu près, car il me semble que la valeur varie selon qu'on se tienne près du centre de notre de planète ou non.

Ainsi, une catapulte au sens étymologique du terme mais avec tous les apports de la technologie moderne, placée sur le Mont Everest par exemple, pourrait-elle expulser des déchets nucléaires en direction du soleil ou dans l'orbite de planètes à forte masse voir même sur une trajectoire extra-stellaire?

Voilà j'ai essayé de ne pas utiliser des termes que je ne maitrise pas tel que énergie synetique etc. Vous avez sans doute saisie le concept haha.

Merci pour vos réponses.

Cordialement

* pseudo
* énergie cinétique

La vitesse de libération c'est

v = √(2GM/R)

avec G la cte de gravitation, M la masse de la Terre, R la distance au centre.

Le rayon de la Terre est ~6400 km. Une différence d'altitude de ~10 km (en tirant en haut de l'Everest) ne diminuera que de 0,1% la vitesse de libération. Ca ne change rien qualitativement à la difficulté de l'entreprise.

[obi76]

Bonjour
Il y a un projet en cours de réalisation :
https://www.challenges.fr/entreprise...entures_594614

Ce n'est pas dit dans l'article mais de mémoire ça ne serait pas une catapulte électromagnétique ou à autre propulsion linéaire mais une de type fronde, comme une grosse centrifugeuse. (à confirmer)
Ca ressemble à une arme, financée par airbus pour les US ...

vient d’investir avec Google

quand je vois gogole dans ce genre de truc, je me dis qu'à part se faire de la pub, ça n'a pas grand intérêt, ni chance de fonctionner un jour...

[Tawahi-Kiwi]

Une catapulte magnétique devrait être utilisable, à condition de se limiter aux vitesses couramment atteintes par les premiers étages de fusée, ce qui diminuerait déjà utilement la masse d'un second étage permettant seulement de propulser l'ensemble au delà de la limite de Karman.

Justement, avec une catapulte, le "décollage" s'effectue sur l'espace même de la catapulte (laquelle peut être au fond d'une tranchée) et, donc, entourée de toutes les protections possibles.

Alternativement, il y a des canons 'classiques' comme le V3 nazi ou HARP qui atteignent des vitesses respectives de sortie de 1,5 km/s et 2,6 km/s et SHARP etait suppose mettre eventuellement des objets en orbite. Si ca pete, je suppose qu'il y a moyen de relativement contenir la charge sans qu'elle se disperse de trop.

A partir de là, on pourrait mettre en oeuvre une propulsion nucléaire (Nerva) pour expédier les déchets.

Pas sur que la propulsion nucleaire soit la methode la plus adaptee pour des dechets....mais j'ai du mal a trouve un fil d'astronautique ou tu n'amenes pas ce sujet...

T-K

[Dakitess]

Le rayon de la Terre est ~6400 km. Une différence d'altitude de ~10 km (en tirant en haut de l'Everest) ne diminuera que de 0,1% la vitesse de libération. Ca ne change rien qualitativement à la difficulté de l'entreprise.

On pourra quand même observer que l'un des principaux freins, ce sont les frottements atmosphériques qui pulvériseraient bien vite toute charge livrée à 10 km/s juste après la sortie du "canon" : en l'occurrence, si l'installation devait se trouver à 9km d'altitude, la pression est réduite au tiers de celle au niveau de la mer. C'est déjà pas mal Bon, reste la construction de cette joyeuse installation sur un des terrains les plus hostiles du globe, et l'acheminement des ressources à balancer ensuite ^^

Tiens, d'ailleurs, rendu à 10km, en exploitant les flancs de la montagne dans un chantier faramineux, puis étendu d'un peu plus d'un kilomètre pour obtenir un compte rond, le tout sous la forme d'une catapulte électromagnétique bien droite et inclinée à, mettons, 30-45°, pour délivrer un "truc" à quelque 5-7 km/s pour définir une belle cloche avant circularisation : ce serait possible de survivre à l'atmo ? Pression réduite au tiers à l'éjection, est-ce que la première seconde serait vraiment suffisante pour détruire une charge aussi adaptée que possible ? Parce que passé cette seconde, on serait déjà à quelques 15km, et la pression serait d'environ 1/8 de celle au niveau de la mer. Et encore une seconde après, bien moindre, avec en plus une chute de vitesse toute naturelle le long de la parabole, sans même compter les fameux frottements...

Bref, ca semble être la ou les 2 premières secondes le plus impactantes, à tout point de vue.

Dans tous les cas, resterait à accélérer un machin à quelque 5-7 km/s en très peu de temps, impliquant des contraintes monstres sur la charge utile et probablement l'installation :/

[pm42]

On pourra quand même observer que l'un des principaux freins, ce sont les frottements atmosphériques qui pulvériseraient bien vite toute charge livrée à 10 km/s juste après la sortie du "canon"

Je veux bien des chiffres et références. Parce que pour atteindre les 9km d'altitude dont tu parles, cela ne prendrais pas très longtemps avec une telle vitesse de sortie et avec un bon profil aérodynamique et quelques unes des techniques mises au point pour supporter ce genre de vitesse, notamment pour les têtes nucléaires et capsules spatiales, il est peut-être possible de régler le problème.

[Dakitess]

Ben a vrai dire, je suis plutôt de ton avis... Mais chaque fois que j'ai lu des trucs sur le sujet, c'était indiscutablement "destruction dès la sortie", et je me disais donc que réduire d'un tiers la pression à la sortie via l'altitude, permettrait peut être de sortir de cette zone critique.

J'en parlais avec des étudiants de l'X y'a peu, qui bossent sur un sujet du genre justement, une catapulte à très haute énergie délivrant une CU à 8-10 km/s, quasi à la verticale de mémoire, et avec un profil et des matériaux définis en conséquence. Il me semble aussi qu'il faille un certain "temps" pour que les frottement thermiques posent problème, genre si on raisonne par les extrêmes, 20km/s à la verticale, est-ce qu'une ogive aérodynamique aurait "le temps" d'être détruite par les frottements, malgré l'incroyable quantité d'énergie et de contrainte que représentera cette seconde ?

Il y a cette fameuse histoire de la plaque métallique bouchant un puit d'essai nucléaire qui serait devenu d'une bonne marge l'objet de conception humaine le plus rapide de tous les temps, lors de l'explosion de la charge nucléaire en dessous : https://en.wikipedia.org/wiki/Operation_Plumbbob

Vitesse estimée à 66km/s, et la conclusion serait que la plaque se serait volatilisée à cause des frottements de l'air... OK, pas conçue pour ce job, et pas aérodynamique, etc, mais 66 km/s ! En une demi-seconde, elle était déjà sortie de la majeure partie des contraintes possibles !

J'avoue ne pas "ressentir" comment c'est possible haha, mais du coup j'en reste au fait qu'apparemment, ça chauffe vraiment très fort en très peu de temps et que c'est un GROS problème, en dehors du reste.

[jacquolintégrateur]

Pas sur que la propulsion nucleaire soit la methode la plus adaptee pour des dechets....mais j'ai du mal a trouve un fil d'astronautique ou tu n'amenes pas ce sujet...

Bonjour
C'est assez normal, dans la mesure où l'Astronautique, sans l'énergie nucléaire, c'est comme la brandade de Morue, sans morue!! Le graal de tous les pionniers de l'astronautique, Robert Esnault Pelterie, Alexandre Anannof, Rynin... à leur époque, était de contrôler la vitesse de désintégration des radio-éléments, dont le fascinant Radium!! Nous savons que cela est interdit par la MQ mais eux ne le savaient pas encore.
Cordialement

[yves95210]

Salut,

Tout ça a été étudié depuis longtemps, plus ou moins sérieusement :
- spécifiquement pour répondre à la question posée dans le premier message (expulser des déchets nucléaires) : https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/5.9...5565.0201.0225 (mais l'article est payant).
- plus généralement : https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_driver#On_Earth (c'est là que j'ai trouvé la réf. ci-dessus), ou en français mais moins complet : https://fr.wikipedia.org/wiki/Catapu...ctromagnétique.
- et un "projet" (au moins sur le papier...) : https://en.wikipedia.org/wiki/StarTram.

[titijoy3]

donc, il fut un temps où pour se débarrasser des déchets génants on les balançait à la mer, maintenant on projette de les balancer dans l'espace..

[Anathorn]

C'est effectivement une centrifugeuse, le projet semble ne pas avoir anticipé les obstacles et la fusée recourt quand même à de la propulsion chimique mais moindre : https://www.gqmagazine.fr/pop-cultur...-laerospatiale

"moindre", c'est a dire qu'il reste encore au minimum des minimums 27 000 km/h - 8 000 km/h = 19 000 km/h a assurer avec du chimique ou ionique à la suite...
Et ils les logent où ces 5 km/s supplémentaires dans la petite fusée ?
Pour moi c'est vraiment du n'importe quoi cette histoire de catapulte terrestre.
Lunaire, je ne dis pas, ça devient considérablement plus faisable.
Mais la catapulte terrestre, c'est du bullshit.
40 millions la dedans : j'hallucine...

[yves95210]

donc, il fut un temps où pour se débarrasser des déchets génants on les balançait à la mer, maintenant on projette de les balancer dans l'espace..

Si c'était faisable sans danger de retombée sur la Terre(*) et pour un coût raisonnable, les balancer sur une orbite les faisant tomber vers le soleil ou quitter le système solaire n'aurait aucune conséquence nuisible. A côté de ce que produit une étoile, nos déchets nucléaires c'est une goutte d'eau dans l'océan.

(*) Mais pour ça il faudrait que le système garantisse que la charge ne sera pas éjectée si la vitesse de libération (un peu plus compte-tenu du freinage causé par la traversée de l'atmosphère) n'est pas atteinte en sortie de la "catapulte", de manière que la charge puisse sortir du puits gravitationnel de la Terre sans dépendre de l'allumage et du bon fonctionnement du moteur d'une fusée, et qu'on soit sûr que son enveloppe résistera à la traversée de l'atmosphère à plus de 11 km/s.

Ceci dit, ça ne me semble pas être l'utilisation la plus pertinente d'un tel système, même s'il s'avérait qu'il est réalisable...

[Dakitess]

En vrai, même si c'était 100% faisable techniquement, nous "débarrasser" de ces déchets nucléaires représenterait un coût carbone faramineux de part la construction et l'utilisation du dispositif, fut il une fusée ou une catapulte électromagnétique. Pas sur que ce soit bien pertinent de dépenser tant de CO2, le nucléaire nous permet justement d'en éviter beaucoup, n'entamons pas sa réussite

[yves95210]

En vrai, même si c'était 100% faisable techniquement, nous "débarrasser" de ces déchets nucléaires représenterait un coût carbone faramineux de part la construction et l'utilisation du dispositif, fut il une fusée ou une catapulte électromagnétique. Pas sur que ce soit bien pertinent de dépenser tant de CO2, le nucléaire nous permet justement d'en éviter beaucoup, n'entamons pas sa réussite

Mais si le dispositif utilise de l'énergie électrique produite par une centrale nucléaire, le coût carbone de son exploitation sera quasi-nul
(bon, reste à le construire)

[titijoy3]

c"est vrai, tout le monde sait que le nucléaire ne coûte rien

[pm42]

c"est vrai, tout le monde sait que le nucléaire ne coûte rien

Il parlait de coût carbone, pas financier.

[titijoy3]

Il parlait de coût carbone, pas financier.

effectivement mea culpa !