Bonjour,
L'altitude maximum atteinte par un ballon sonde inhabité a été de 53 km.
Pourquoi est ce qu'un ballon sonde ne peut pas monter plus haut?
Par manque d'atmosphère?
vous avez sans doute vu l'exploit de Felix Baumgartner qui a sauté d'une hauteur de 39 km.
Est ce qu'un humain pourrait sauter de plus de 50 km d'altitude?
Merci pour vos réponses.
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
Bonjour,
Bien sûr , il y a peu de pression atmosphérique , donc peu de poussée d'Archimède; Je suis déjà étonné d'avoir pu atteindre 39 km,j'ai vu l'exploit en direct, il me semble que le manomètre indiquait 0.05 bar de pression ; Je voulais faire le calcul mais je manque d'élément , volume et masse de l'enveloppe . Je pense que la hauteur de départ est limité par l'échauffement de la combinaison à la rentrée dans l'atmosphère ; La vitesse la plus élevée affichée était supérieure à 1000 km/h et assez brusquement , elle est passée à 400 km pendant la descente . En sautant de 50 km, il faut faire le calcul de la vitesse maximum atteinte , sûrement supérieure à 2000 km/h .
Bonjour,
J ai fait pas mal de calcul le jour de l'exploit, en commençant pas chercher l'évolution de la vitesse du son en fonction de l'altitude. Et force est de voir que l'evolution de l'atmosphère avec l'altitude est assez compliquée !
Pour les altitude max atteinte par des ballon non habités, c'est clair que la "dilution" de l 'air (diminution de pression avec l'altitude) réduit la poussée d'archimède. Et le ballon s'arret quand son poids compense exactement la poussée d'archimède (c'est a dire quand sa masse/m3 est la meme que l'atmosphère ambiante).
J'imagine que ce vol à 53km a été fait proche des pôles pour avoir une température plus basse et un air plus dense.
Pour le vol de félix, j imagine qu ils ont pas mal optimisé le matos pour monter haut, mais qu'en étant plus patient et en ayant pour seul objectif que d'aller plus haut, on pourra faire mieux.
Par contre la problématique ici n'est pas l'echauffement à l'entrée dans l'atmosphère mais bien juste une histoire de poussée d'archimède ( et de dangeurosité en cas d'évanouissment du suateur)
Les problématique d'échauffement n'interviennent que nettement plus haut ! Je ne sais plus à combien ...
Al
Si je considére qu'il n'y a plus de frottement au dessus de 39, 40 km d'altitude , un sauteur à 50 km passerait déjà à la vitesse de 1600 km/h à l'altitude de 40 km ... Et continue d'accélérer .
Par contre, je ne comprends pas pourquoi les problèlmes d'échauffement ne seraient pas liés au problème physiologique du ralentissement , puisque provenant de la même cause .
Et , vu son volume , ce n'est pas la poussée d' Archimède qui le ralentit , mais bien les frottements .
Bonjour,Envoyé par catmandou
La pression baisse beaucoup plus vite que cela, vers 39km la pression résiduelle est proche de 0,002 bar.
Il faut donc un volume cinq cent fois plus grand que pour un ballon au niveau du sol.
Au delà de 1000 km/h les frottements ne seront jamais négligeables, car il y a l'effet d'onde de choc sonique.
L'effet d'échauffement se manifeste lorsque la vitesse devient supérieure à celle des molécules du milieu. A 2000 km/h l'effet d'échauffement commencera à apparaitre.
Au revoir.
Comprendre c'est être capable de faire.
c bien les frottements (globalement proportionnel à la vitesse) qui s'opposent à l accélération de pesanteur (g=9.8 m/s2): sans frottement, Felix aurait accéléré de 9.8 m/s toutes les secondes !
Mais la hauteur du saut de Felix était liée principalement à la poussée d’Archimède... Et au fait qu il n avait pas besoin d'aller plus haut pour battre les 3 records.
S'il était allé plus haut, sa chute aurait duré beaucoup plus longtemps.
La chute de Kittinger en 1960 avait duré plus longtemps que celle de Felix, celui ci a dit qu'il n'y voyait plus rien à travers sa visière (condensation? Revêtement qui a brûlé?) et qu'il a ouvert son parachute plus tôt que prévu car il se sentait en danger.
Pour en revenir à la question initiale: est ce qu'un ballon beaucoup plus volumineux pourrait monter plus haut que le record actuel de 53 km? Quelle est la limite à l'altitude maximum?
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
J imagine que le volume du ballon est problématique. Je n ai pas vu d'image du ballon lui même en l'air, mais le volume (du ballon) au sol et le volume à 30 km sont énormément différent. Donc j ai l'impression qu il faut un matériaux très extensible pour la toile du ballon. Après, meilleur matériau + plus de volume de gaz initial = pouvoir aller plus haut. Il faudrait se documenter sur les ballons atmosphérique ... Une éxpérience scientifique avait envoyé un ballon il y a qq année pour mesurer le rayonnement fossile : Archeops. On peut essayer de creuser.
Bonsoir, le truc est de ne remplir au sol que partiellement le ballon. Celui-ci se gonflera seul en altitude (par diminution de la pression extérieure). Aucun matériau vraiment extensible n'est requis pour l'enveloppe. Une image ici: http://www.google.com/imgres?hl=fr&c...h=145&hovw=194
Non, l'enveloppe du ballon n'est pas extensible, l'enveloppe au départ est beaucoup beaucoup plus grande que le volume de gaz qui se concentre au sommet du ballon. Plus le ballon monte, plus le gaz s'expanse dans l'espace restant du ballon.
On le voyait très nettement lors de l'ascension de Félix le chat, à 39 km d'altitude, l'enveloppe était tendue au maximum.
Mais personne ne sait encore quelle est l'altitude maximum qu'un ballon peut atteindre?
Cela dépend de la densité de l'air je suppose.
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
Ben ça dépend de la masse et du volume du balon.. Un balon de masse nulle peut (en théorie) s'élever à l'infini...
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Bonjour Obi, alors là je ne te comprends plus du tout.
Avant tout, j'ai un peu de difficulté a raisonner avec des exemples abstrait, comme une masse nulle. Parce que ça ne peut pas exister.
Bon, mais admettons.
Un objet de masse non nulle est attiré par la force d'attraction F=GMm/d²
Même si l'objet a une masse extrêmement faible, il restera attiré par le sol.
S'il a une masse nulle, il restera en apesanteur, là où il est, sans être attiré par le bas, ni par le haut.
Il me semblait comme ça a été dit plus haut, que c'est la poussée d'Archimède qui conditionne l'altitude du ballon.
Ok, j'ai compris maintenant.
Donc le ballon monte tant que sa masse est inférieure à la masse de l'air qu'il déplace. Et plus il monte, plus l'air est léger, donc plus il faut que volume augmente pour être plus léger que la masse d'air déplacée.
Alors avec un ballon de plusieurs km cubes, on pourrait monter à des altitudes très élevées.
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
S'il monte, c'est grâce à la poussée d'Archimède. On a d'un côté le poids du balon (+ capsule + équipement etc), de l'autre la poussée d'Archimède qui doit être supérieure (en norme) au poids de tout le bazard. Plus le bazard est léger (à poussée d'Archimède égale), plus il montra haut car nécessitera moins de gradient de pression...
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Bonjour,
Bon, tout le monde est bien d'accord ; Maintenant, ce que nous ne savons pas , c'est la limite PRATIQUE que peut atteindre un ballon REEL d'aujourd'hui qui doit élever non seulement sa propre masse , mais aussi une capsule de masse non négligeable et son sauteur fou . D'après ma vision de la vidéo, dans la dernière heure, le ballon ne montait plus , il oscillait autour d'une même valeur d'altitude . Mais une fois le sauteur éliminé, il a dû reprendre sa course vers le haut ...
Autre question : comment est estimée l'altitude et avec QUELLE PRECISION ? Sûrement pas avec les altimètres-baromètres que j'utilise en montagne ... Donc des systèmes GPS ???
Il a surement du remonter encore un peu. Je n'ai pas trouvé si la cabine était équipée d'un asservissement de descente.
Pour le ballon, j'ai les chiffres suivants :
Volume max = 850 000 m3
Masse du ballon = 1680 kg
Masse de la nacelle complète = 1300 kg
Vous avez tous vu, qu'il s'agit aussi du record d'altitude pour un vol en ballon habité.
La mesure est très probablement faite par GPS, s'alourdir d'un radio altimètre n'était pas justifié.
Comprendre c'est être capable de faire.
Soit une sphère de 116 mètres de diamètre.
Si le Félix pesait environ 100 kg, cela fait un poids total de 3080 kg.
Si l'ensemble était arrivé à l'équilibre à 39 km, cela fait un poids d'air de 3,6 g/m3 ou 0,0036g/litre.
Est ce que quelqu'un connait la densité de l'air selon l'altitude, pour déterminer le volume nécessaire d'un ballon et sa nacelle pour arriver à cette altitude.
Est ce que la limite serait alors technologique ou physique?
Par exemple si à une altitude h, la densité de l'air est de 10-6g/l il faudrait un ballon d'environ 2 km de diamètre pour transporter le tout à cette altitude. Si on arrivait à réaliser une telle structure, est ce que la poussée d'Archimède suffirait?
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
La densité de l'air est au minimum de 0.02 kg/m3, ce qui , avec 850000 m3 , donne une poussée encore bien supérieure à celle de l'équilibre : pour l'instant, je ne comprends comment est contrôlée la force ascensionnelle et comment le ballon pouvait être à l'équilibre à 39 km. Les ballons du CNRS montent à 50, 53 km . Le risque, c'est que le ballon éclate .
Re,
ce n'est pas un risque : c'est calculé pour (s'il n'éclate pas, les sondes ne redescendront jamais). Dans le cas de Felix Baumgartner, il me semble que l'explosion du ballon était controlé par des explosifs (sinon, comme vous le disiez, une fois avoir sauté, le ballon reprendrai son ascension de plus belle)
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Pourquoi "au minimum"? La densité de l'air décroit jusqu'à 0g/m3 non?
Non, il y avait un système enclenché par le Félix juste avant de sauter (le gros bouton rouge à l'extérieur) pour ouvrir le ballon sur le côté afin de libérer le gaz, et déployer le premier parachute de descente.Dans le cas de Felix Baumgartner, il me semble que l'explosion du ballon était controlé par des explosifs (sinon, comme vous le disiez, une fois avoir sauté, le ballon reprendrai son ascension de plus belle)
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
D'accord, ils l'ont donc laissé se dégonfler tranquillement... encore une connerie des médiats quoi...
\o\ \o\ Dunning-Kruger encore vainqueur ! /o/ /o/
Mais non, pas "tranquillement". C'est tout un côté du ballon qui a été ouvert et le gaz s'est échappé très rapidement. Ensuite l'enveloppe du ballon de plus d'une tonne est retombée au sol, pendant que la capsule était ralentie par un premier parachute pour la zone avec peu d'air. Puis un second parachute ensuite dans les couches plus denses de l'atmosphère.
Atmosphère, atmosphère? Allez, 1,3 min d'Arletty.
Dernière modification par evrardo ; 30/10/2012 à 18h36.
Travaillez, prenez de la peine, c'est le fond qui manque le moins.
Je voulais dire qu'à 39 km , la pression atmosphérique est au minimum de 0.02 bar, peut être 0.03 bar .Donc pour être à l'équilibre avec la charge de 2980 kg, il suffit que le ballon ne fasse que 149000 m3 , d'où le volume d'environ 3000 m3 d'hélium à mettre au départ, tout ceci approximatif, mais semblant cohérent ... Donc, il pourrait monter plus haut ...Mais plus dure sera la chute !
Je pense que vous n'avez pas lu le message 6, la pression pour 39km est plutôt de 0,003 bar, il manque un zéro dans vos chiffres.
Le volume initial de gaz ne dépend que de la masse a emporté, pour 3 tonnes, il faut 3000 m3 quel que soit l'altitude. Ce qui va déterminer l'altitude max est le volume disponible dans le ballon pour la dilatation du gaz.
Avec ses 850 000 m3 le gaz pouvait donc se dilater d'un facteur 283 qui lui permettra de monter jusque le pression de 0,0035 bar, s'il ne lâche pas de lest. J'ignore combien de lest, la nacelle disposait.
Comprendre c'est être capable de faire.
Oui, merci, j'ai refait la même erreur sans le vouloir : j'ai une compilation qui donne 3hPa pour 40 km d'altitude .
