Création Planete dans le système solaire ?

[invite9bf6e08b]

T'as tout bon

Juste un détail linguistique : iL vaut mieux dire vitesse orbitale que vitesse de rotation, qui s'emploie plutot pour la vitesse d'un corps autour de son axe.



Voila. La formule n'est pas très compliquée, c'est :


ou "première vitesse cosmique"
avec
G la constante de gravitation 6,67.10^-11
M la masse de l'astre, ici pour la Terre 6.10²⁴ kg
R la distance au centre de l'astre attracteur

Au minimum R = rayon terrestre (en imaginant un satellite qui tournerait au ras du sol), en pratique il faut s'extraire de l'atmosphère et l'orbite la plus basse est de l'ordre de 200 km soit R = 6600 km environ.

Calcul fait, tu trouve v de l'ordre de 8 km/s



Eh oui, c'est beaucoup. C'est pour cela que la charge utile d'une fusée, celle qui tourne in fine en orbite, ne représente que 1% de la masse de départ, le reste étant composé de la masse du carburant et des réservoirs.




La satellisation représente le plus gros effort. Pour s'extraire ensuite completement de l'attraction de la Terre et orbiter dans le système solaire, tu prend la première vitesse cosmique, tu la multiplie par soit ~1,4 et tu obtient la 2e vitesse cosmique V_L, dites vitesse de libération, de l'ordre de 11 km/s.

Loin de la Terre, la sonde à une vitesse V qui dépend sa vitesse de départ V₀ (celle que lui a donné la fusée), de la vitesse de libération et de la vitesse de la Terre autours du Soleil, V_Terre, de l'ordre de 30 km/s.




Si tu veux aller vers l'intérieur du système solaire (Venus, Mercure, L1...) tu dirige ta sonde dans le sens contraire de la vitesse orbitale de la Terre pour que l'orbite soit plus interne. Inversement si tu vise l'extérieur du système (Mars, Jupiter...) tu lui donne un supplément de vitesse par rapport à la Terre ce qui lui permet d'adopter une orbite plus large et dans les deux cas, on calcule le coup pour que cette nouvelle orbite croise celle de la planète visée. En très gros voila le principe.

a+

Merci beaucoup pour cette explication très interessante.

Je pense avoir compris.

Par contre, je me pose encore une question (par rapport à la vitesse de lancement des fusées).

Comment font-t'il pour lancer un objet à cette vitesse ?

Bien sûr, ils ont beaucoup de carburent (la masse finale ne représente donc que 1% de sa masse de départ) mais si on est capable d'envoyer une fusée à cette vitesse, pourquoi ne peut-on pas lancer un avion à la même vitesse ?

On pourrait aller à sydney en moins d'une demi-heure, ce serait vraiment fantastique.
On pourrait travailler à l'autre bout du monde.

Donc, pourquoi y a t'il tant de différence entre la vitesse d'un avion et celle d'une fusée ? Est-ce uniquement un problème de carburant ?

Merci en tout cas pour ton aide.
-----

[invite06fcc10b]

Bonjour,

D'accord je vois.
Effectivement, un tel projet pourrait nécessiter beaucoup de matériaux et de capitaux. Mais indirectement, je pense que les progrès réalisés dans le domaine des nanotechnologies dans les cinquantes prochaines années permettront la réalisation de ce type de projet.

Je suppose que tu veux parler des matériaux à utiliser pour fabriquer l'enveloppe de la petite planète creuse ?
Certes, il faudra des matériaux légers et résistants, mais je ne crois pas que cela soit le problème le plus important. Le problème numéro 1, c'est le transport de tout ce dont on a besoin vers cette planète artificielle. Pour survivre, il faut une zone agricole donc de la terre, il faut aussi des animaux, il faut des maisons, de l'eau, il faut des ressources suffisantes en fer, aluminium, silicium, cuivre, carbone, azote, etc. etc. de sorte qu'un recyclage complet soit envisageable, ce qui nécessite de nombreuses machines .... Il faut une production énergétique énorme pour faire fonctionner ces machines et d'autres qui serviront à réparer, construire des outils, des vêtements, des bâtiments et j'en oublie ...
Si on fait un bilan de tout ce dont on a besoin, on doit atteindre un nombre de tonnes qui doit s'exprimer en millions voire même milliards ...
Voir par exemple http://www.astrosurf.com/luxorion/co...tion-pics2.htm
pour un aperçu de ce qui a déjà été proposé.

Qu'en conclure ?
a) Si on considère les fusées actuelles ou même celles du futur proche, on voit immédiatement que de tels concepts sont utopiques pour une raison simple : une grosse fusée peut envoyer 100 tonnes en orbite, or il faudrait des dizaines de millions de tonnes à envoyer, ce qui nécessiterait des centaines de milliers de fusées ...
Même à raison de 100 grosses fusées par an, ce qui est déjà énorme en terme financier et logistique sur une seule année, il faudrait près de 1000 ans pour achever un tel projet ...
b) La viabilité d'un tel projet est étroitement liée à la quantité de choses à amener dans l'espace. Or, si on est sur une planète, Mars par exemple, on dispose de plein de ressources locales (fer, silicium, carbone ....), ce qui réduit fortement les besoins ! Et donc, si on veut établir une colonie quelque part, c'est là où il y a le plus de ressources facilement accessibles qu'il faut aller et Mars est sans doute l'endroit le plus approprié. Cela explique sans doute l'engouement de certains pour cette planète ....

Cordialement,
Argyre

[invite06fcc10b]

Bien sûr, ils ont beaucoup de carburent (la masse finale ne représente donc que 1% de sa masse de départ) mais si on est capable d'envoyer une fusée à cette vitesse, pourquoi ne peut-on pas lancer un avion à la même vitesse ?

On pourrait aller à sydney en moins d'une demi-heure, ce serait vraiment fantastique.
On pourrait travailler à l'autre bout du monde.

Effectivement, c'est possible et la quantité de carburant à emmener est effectivement dissuasive. Un avion permet d'emmener 300 personnes d'un seul coup, alors qu'une fusée, beaucoup plus lourde car pleine de carburant, ne pourrait emmener que 3 ou 4 personnes à la fois ...
Ensuite, il y a d'autres problèmes techniques, en vrac :
- Il faut sortir de l'atmosphère, donc aller très haut, afin d'éviter les frottements avec l'air qui font perdre de la vitesse et chauffent fortement le véhicule. Du coup, on se retrouve dans le vide spatial, avec donc plus de contraintes pour le maintien de la pression et des conditions de vie (un trou d'air et c'est la mort !).
- Il faut freiner la fusée/avion, ce qui implique une masse encore plus importante de carburant à emmener, même si l'essentiel du freinage est réalisé grâce à la rentrée atmosphérique.
- Si on veut se séparer des réservoirs vides de carburant (ce qui se fait avec les fusées) pour minimiser le poids total, il faut le faire au-dessus d'une zone totalement inhabitée ... ce qui est une contrainte difficile à tenir.
- Autres problèmes : les radiations ; la dilatation des matériaux; la résistance à la température lors de la rentrée atmosphérique ...
Au total, ça devrait pouvoir se faire pour 10 millions d'Euros ... qui veut aller à Sidney pour ce prix là ?

A+,
Argyre

[invite9bf6e08b]

Effectivement, c'est possible et la quantité de carburant à emmener est effectivement dissuasive. Un avion permet d'emmener 300 personnes d'un seul coup, alors qu'une fusée, beaucoup plus lourde car pleine de carburant, ne pourrait emmener que 3 ou 4 personnes à la fois ...
Ensuite, il y a d'autres problèmes techniques, en vrac :
- Il faut sortir de l'atmosphère, donc aller très haut, afin d'éviter les frottements avec l'air qui font perdre de la vitesse et chauffent fortement le véhicule. Du coup, on se retrouve dans le vide spatial, avec donc plus de contraintes pour le maintien de la pression et des conditions de vie (un trou d'air et c'est la mort !).
- Il faut freiner la fusée/avion, ce qui implique une masse encore plus importante de carburant à emmener, même si l'essentiel du freinage est réalisé grâce à la rentrée atmosphérique.
- Si on veut se séparer des réservoirs vides de carburant (ce qui se fait avec les fusées) pour minimiser le poids total, il faut le faire au-dessus d'une zone totalement inhabitée ... ce qui est une contrainte difficile à tenir.
- Autres problèmes : les radiations ; la dilatation des matériaux; la résistance à la température lors de la rentrée atmosphérique ...
Au total, ça devrait pouvoir se faire pour 10 millions d'Euros ... qui veut aller à Sidney pour ce prix là ?

A+,
Argyre

D'accord merci pour cette réponse.

Donc, il est possible de créer un avion/fusée allant à 8 km/s ou plus ...

Y a t'il déjà des experimentations/projets dans ce sens ?

[invite06fcc10b]

D'accord merci pour cette réponse.

Donc, il est possible de créer un avion/fusée allant à 8 km/s ou plus ...

Y a t'il déjà des experimentations/projets dans ce sens ?

Pas à ma connaissance.
Les seules études et réalisations sérieuses d'avions-fusées concernent le X15.
Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/North_American_X-15
mais il n'y avait aucune volonté de faire du commercial longue distance ...

En fait, il y a eu et je crois qu'il y a toujours des études d'avions commerciaux longue distance stratosphérique, mais à des vitesses très inférieures à 8km/s. En somme, il s'agirait d'un compromis permettant de diviser par 2 ou 3 la durée des vols actuels Paris-Sidney, ce qui serait déjà pas mal, mais le coût semble encore prohibitif.

A+,
Argyre

[pbord]

Salut!

Juste quelques remarques sur ce vaste sujet :

Comment font fait les américains pour dépasser cette vitesse ?

Il n'y a pas que les américains qui lancent des fusées!!!

Pourquoi pratiquement, ce n'est pas faisable de créer de la matière à partir d'énergie ?

Parce que l'énergie qu'on reçoit des photons est très faible par rapport aux énergies de masse de notre vie quotienne.

[invite9bf6e08b]

Il n'y a pas que les américains qui lancent des fusées!!!

Oui effectivement.

[invite9bf6e08b]

Pas à ma connaissance.
Les seules études et réalisations sérieuses d'avions-fusées concernent le X15.
Voir http://fr.wikipedia.org/wiki/North_American_X-15
mais il n'y avait aucune volonté de faire du commercial longue distance ...

En fait, il y a eu et je crois qu'il y a toujours des études d'avions commerciaux longue distance stratosphérique, mais à des vitesses très inférieures à 8km/s. En somme, il s'agirait d'un compromis permettant de diviser par 2 ou 3 la durée des vols actuels Paris-Sidney, ce qui serait déjà pas mal, mais le coût semble encore prohibitif.

A+,
Argyre

D'accord merci pour le lien

[Gilgamesh]

Merci beaucoup pour cette explication très interessante.

Je pense avoir compris.

Par contre, je me pose encore une question (par rapport à la vitesse de lancement des fusées).

Comment font-t'il pour lancer un objet à cette vitesse ?

Bien sûr, ils ont beaucoup de carburent (la masse finale ne représente donc que 1% de sa masse de départ) mais si on est capable d'envoyer une fusée à cette vitesse, pourquoi ne peut-on pas lancer un avion à la même vitesse ?

On pourrait aller à sydney en moins d'une demi-heure, ce serait vraiment fantastique.
On pourrait travailler à l'autre bout du monde.

Donc, pourquoi y a t'il tant de différence entre la vitesse d'un avion et celle d'une fusée ? Est-ce uniquement un problème de carburant ?

Pour compléter la réponse d'Argyre : dans le cas de la fusée, le carburant est un popergol, c'est à dire qu'il comprend des couple carburant-oxydant (kerozene/oxygène, hydrogène/oxygène, N2O4/UDMH...). Cela permet à la fusée de se propulser dans le vide spatial et d'attendre des vitesse très élevée une fois au dessus de l'atmosphère. Car évidemment cela n'a pas de sens d'essayer d'atteindre une telle vitesse à moins de 100 km d'altitude, vu la température extérieur extremement élevée (~10⁴ K) auquel serait soumis la 'peau' de l'engin. Souviens toi de Columbia...

Mais en contrepartie, la fusée doit tout emporter avec elle. Or la vitesse atteinte a l'aide d'un propulsion a réaction est proportionnelle au logarithme du rapport entre la masse de départ (avec sa charge de carburant) et la masse "sèche" (une fois tous le carburant éjecté).



avec
la vitesse acquise en fin de propulsion
v_e la vitesse d'éjection du gaz
M₀ la masse de départ (avec carburant)
M la masse sèche (sans carburant)

ln étant la fonction logarithme naturel (en base e).

Les meilleurs couple de carburant chimique ont une vitesse d'éjection de l'ordre de 3 km/s. Si on veut V=8 km/s, il faut que ln(M0/M) = V/v_e = 2,7 soit M0/M=e^2,7 soit de l'ordre de 14. Donc, sans compter la vitesse nécessaire pour traverser l'atmosphère, la masse seche, comprenant la charge utile, la masse des réservoirs et celle des moteurs ne peut exceder 1/14, soit 7% de la masse totale. Et ça augmente très vite, car c'est à l'exponentiel ! En fait pour remplir à bien sa mission, une fusée doit être capable d'imprimer une vitesse caractéristique de l'ordre de 10 km/s, pour compenser l'action de la gravité pendant toute la durée de l'ascension ainsi que les pertes par frottement. Soit M0/M=e^10/3 = 28, soit une masse sèche de 1/28e = 3,5%. Pour faire mieux, on "relargue du lest" au cours de l'ascension, ce qui nous donne la fusée à étages. Tout l'effort de l'aéronautique peut être résumé à augmenter la vitesse d'éjection et à diminuer la masse de l'engin, afin de favoriser la charge utile.

En résumé, la fusée peut (et doit) atteindre des vitesses très élevée en fin d'accélération grace au fait qu'elle effectue son vol au dessus de l'atmosphère, ce qui en conséquent se traduit par une fusée en plusieurs morceaux, essentiellement composée de réservoir volumineux.

Un avion fait beaucoup mieux en terme de M0/M car : 1/ il n'a pas à atteindre des vitesses si élevée, impossible au sein de l'atmosphère, donc l'exigence du rapport des masse à la base est bien moindre 2/ comme il vole dans l'atmosphère, il en utilise le comburant (O2) et éjecte essentiellement de l'air ! Dans la masse de départ, il n'y a donc pas à inclure l'énorme masse d'air oxygéné qu'il engouffre dans ses réacteur durant son trajet et l'efficacité du carburant (kerozene), c'est à dire la poussée qu'un kg de carburant est capable de fournir en se mélangeant à l'air est en gros 10 fois supérieur à celle du carburant des fusées.

L'avenir c'est peut être de mélanger les concepts, c'est à dire d'avoir un vol aérobie (utilisant l'O2 atmosphérique) pendant une phase de vol et de finir avec un moteur fusée. Mais là, l'obstacle est technologique car il faut 2 motorisation (et même 3 car au dela d'une certaine vitesse le vol aérobie est impossible avec un turboréacteur et il faut passer au statoréacteur), un carlingue pressurisée capable de résister à la rentrée atmosphérique à très haute vitesse, etc.

a+

[invite9bf6e08b]

Pour compléter la réponse d'Argyre : dans le cas de la fusée, le carburant est un popergol, c'est à dire qu'il comprend des couple carburant-oxydant (kerozene/oxygène, hydrogène/oxygène, N2O4/UDMH...). Cela permet à la fusée de se propulser dans le vide spatial et d'attendre des vitesse très élevée une fois au dessus de l'atmosphère. Car évidemment cela n'a pas de sens d'essayer d'atteindre une telle vitesse à moins de 100 km d'altitude, vu la température extérieur extremement élevée (~10⁴ K) auquel serait soumis la 'peau' de l'engin. Souviens toi de Columbia...

Mais en contrepartie, la fusée doit tout emporter avec elle. Or la vitesse atteinte a l'aide d'un propulsion a réaction est proportionnelle au logarithme du rapport entre la masse de départ (avec sa charge de carburant) et la masse "sèche" (une fois tous le carburant éjecté).



avec
la vitesse acquise en fin de propulsion
v_e la vitesse d'éjection du gaz
M₀ la masse de départ (avec carburant)
M la masse sèche (sans carburant)

ln étant la fonction logarithme naturel (en base e).

Les meilleurs couple de carburant chimique ont une vitesse d'éjection de l'ordre de 3 km/s. Si on veut V=8 km/s, il faut que ln(M0/M) = V/v_e = 2,7 soit M0/M=e^2,7 soit de l'ordre de 14. Donc, sans compter la vitesse nécessaire pour traverser l'atmosphère, la masse seche, comprenant la charge utile, la masse des réservoirs et celle des moteurs ne peut exceder 1/14, soit 7% de la masse totale. Et ça augmente très vite, car c'est à l'exponentiel ! En fait pour remplir à bien sa mission, une fusée doit être capable d'imprimer une vitesse caractéristique de l'ordre de 10 km/s, pour compenser l'action de la gravité pendant toute la durée de l'ascension ainsi que les pertes par frottement. Soit M0/M=e^10/3 = 28, soit une masse sèche de 1/28e = 3,5%. Pour faire mieux, on "relargue du lest" au cours de l'ascension, ce qui nous donne la fusée à étages. Tout l'effort de l'aéronautique peut être résumé à augmenter la vitesse d'éjection et à diminuer la masse de l'engin, afin de favoriser la charge utile.

En résumé, la fusée peut (et doit) atteindre des vitesses très élevée en fin d'accélération grace au fait qu'elle effectue son vol au dessus de l'atmosphère, ce qui en conséquent se traduit par une fusée en plusieurs morceaux, essentiellement composée de réservoir volumineux.

Un avion fait beaucoup mieux en terme de M0/M car : 1/ il n'a pas à atteindre des vitesses si élevée, impossible au sein de l'atmosphère, donc l'exigence du rapport des masse à la base est bien moindre 2/ comme il vole dans l'atmosphère, il en utilise le comburant (O2) et éjecte essentiellement de l'air ! Dans la masse de départ, il n'y a donc pas à inclure l'énorme masse d'air oxygéné qu'il engouffre dans ses réacteur durant son trajet et l'efficacité du carburant (kerozene), c'est à dire la poussée qu'un kg de carburant est capable de fournir en se mélangeant à l'air est en gros 10 fois supérieur à celle du carburant des fusées.

L'avenir c'est peut être de mélanger les concepts, c'est à dire d'avoir un vol aérobie (utilisant l'O2 atmosphérique) pendant une phase de vol et de finir avec un moteur fusée. Mais là, l'obstacle est technologique car il faut 2 motorisation (et même 3 car au dela d'une certaine vitesse le vol aérobie est impossible avec un turboréacteur et il faut passer au statoréacteur), un carlingue pressurisée capable de résister à la rentrée atmosphérique à très haute vitesse, etc.

a+

Merci pour ta réponse. C'est très interessant.

Par contre, j'ai une autre question : si on est capable de propulser dans l'espace des engins à cette vitesse.

Une fois que l'engin a été propulsé, plus rien ne ralentit sa course, n'est ce pas ?

Donc, si plus rien ne ralentit sa course, l'objet en question peut poursuivre son parcours indéfiniment (à condition bien sûr que les matériaux tiennent indéfiniment).

Donc, pourquoi ne pas créer une sorte de vaisseau spatial basique avec une propulsion au départ avec du carburant (pour lui assurer une vitesse suffisante pour quitter l'attraction terrestre) et en même temps de lui fournir la capacité d'accélérer sa vitesse de navigation (grâce à l'énergie solaire).

On pourrait ainsi accélérer au fur et à mesure sa vitesse de navigation et peut-être même atteindre la vitesse de la lumière (si c'est possible ?).

Y a t'il eu des expérimentations dans ce sens ? De mémoire, je sais qu'ils ont lancées une structure, à proximité de Jupiter, pour lui donner de l'énergie suffisante pour accélerer sa vitesse de navigation mais je n'arrive pas à retrouver le nom de cette structure.

Merci en tout cas pour ton aide.

[invite9bf6e08b]

C'est Pioneer X, le nom de la structure en 1973.

[invite765732342432]

Donc, si plus rien ne ralentit sa course, l'objet en question peut poursuivre son parcours indéfiniment (à condition bien sûr que les matériaux tiennent indéfiniment).

Et à condition de ne rien rencontrer en chemin.

De plus, il sera quand même un peu freiné/dévié car le vide interstellaire n'est pas parfaitement vide (particules + photons), mais bon, ça ne doit pas être un freinage important.

On pourrait ainsi accélérer au fur et à mesure sa vitesse de navigation et peut-être même atteindre la vitesse de la lumière (si c'est possible ?).

On peut s'en rapprocher (avec beaucoup d'énergie et de temps).
Mais le problème reste toujours de ralentir, ou de dévier !

Pas facile en allant à 200.000km/s d'anticiper les collisions et de chager de cap (on ne parle même pas d'atterrir pour faire le plein)

[invite9bf6e08b]

Et à condition de ne rien rencontrer en chemin.

De plus, il sera quand même un peu freiné/dévié car le vide interstellaire n'est pas parfaitement vide (particules + photons), mais bon, ça ne doit pas être un freinage important.


On peut s'en rapprocher (avec beaucoup d'énergie et de temps).
Mais le problème reste toujours de ralentir, ou de dévier !

Pas facile en allant à 200.000km/s d'anticiper les collisions et de chager de cap (on ne parle même pas d'atterrir pour faire le plein)

Oui d'accord merci pour ta réponse.

Mais en fait, je ne pense pas que les photons soit un réel problème car finalement, c'est grâce au photons qu'on pourrait éventuellement accélérer l'engin spatial.

Après que j'ai posté mon message, j'ai trouvé pleins de documentations sur les futures fusées : fusée photonique.

Les russes ont tentés de lancer ce type de structure dans l'espace mais par faute de moyen financier, la mission a été un échec (le budget était de seulement 4 millions de dollars américains, ce qui est apparemment très faible pour ce type de lancement).

"Le 21 Juin dernier, le sous marin nucléaire russe Borisoglebsk immergé en mer de Barents (Russie) lançait la fusée Volna, une adaptation du missile balistique militaire SS-N-18. Un remake de la guerre froide ? Non, un projet de démonstration visant à préparer les voyages interplanétaires et intersidéraux du futur.

A bord de Volna, pas de charge explosive, mais une voile solaire de 40 kg et de 30 mètres de diamètre, soigneusement pliée dans sa capsule. Objectif de la mission : montrer à la face du monde les perspectives offertes par la propulsion solaire. Et envoyer dans l’espace le premier « voilier solaire »."

Source: http://www.interstars.net/index.php?...liers-solaires

Maintenant, c'est certain qu'on peut se poser les questions suivantes :
- comment ralentir la vitesse ?
- comment garantir que les matériaux ne se désintegreront pas dans l'espace ? (en rencontrant des météorites ou autres).
- est-ce réellement possible de voyager à la vitesse de la lumière ? D'après la théorie de la relativité, ce ne serait pas possible car il est impossible pour un corps matériel de voyager à la vitesse de la lumière car la masse de celui-ci devriendrait alors infinie.
Mais quelle vitesse peut t'on aller au maximum ? Y a t'il eu des expériences à ce sujet ?

la théorie de la relativité pourra t'elle être un jour remise en cause ?

merci en tout cas pour ta réponse.

[Tawahi-Kiwi]

- est-ce réellement possible de voyager à la vitesse de la lumière ? D'après la théorie de la relativité, ce ne serait pas possible car il est impossible pour un corps matériel de voyager à la vitesse de la lumière car la masse de celui-ci devriendrait alors infinie.

Tu peux aller a la vitesse de la lumiere, y'a pas vraiment de problemes....sauf qu'il te faut une energie infinie.....c'est la que ce coince dirait-on.....Alors a moins de trouver un moyen de contourner le problemes (sans tomber dans la science-fiction a deux balles), pour le moment, aller a la vitesse de la lumiere ou s'en rapprocher tres fortement n'est pas possible....

Rem: Ce que Faith disait, c'est comme tu le dis, si la voile solaire et les photons peuvent te "pousser", ils peuvent aussi te freiner...a tres long terme...

T-K

[invite9bf6e08b]

Tu peux aller a la vitesse de la lumiere, y'a pas vraiment de problemes....sauf qu'il te faut une energie infinie.....c'est la que ce coince dirait-on.....Alors a moins de trouver un moyen de contourner le problemes (sans tomber dans la science-fiction a deux balles), pour le moment, aller a la vitesse de la lumiere ou s'en rapprocher tres fortement n'est pas possible....

Rem: Ce que Faith disait, c'est comme tu le dis, si la voile solaire et les photons peuvent te "pousser", ils peuvent aussi te freiner...a tres long terme...

T-K

D'accord merci pour ta réponse. Oui, je comprends ce que faith disait.

N'y aurait t'il pas déjà quelques pistes à étudier pour effectivement se rapprocher de la vitesse de la lumière ? (défini par des scientifiques bien sûr).

[Gilgamesh]

Merci pour ta réponse. C'est très interessant.

Par contre, j'ai une autre question : si on est capable de propulser dans l'espace des engins à cette vitesse.

Une fois que l'engin a été propulsé, plus rien ne ralentit sa course, n'est ce pas ?

Donc, si plus rien ne ralentit sa course, l'objet en question peut poursuivre son parcours indéfiniment (à condition bien sûr que les matériaux tiennent indéfiniment).

Il faut qu'il atteigne sa vitesse de libération dans le repère héliocentrique (dans la formule donnée plus haut tu remplaces M par la masse du Soleil 2.10³⁰ kg et R par la distance au Soleil). Et après, il se retrouve en orbite dans la galaxie.

Donc, pourquoi ne pas créer une sorte de vaisseau spatial basique avec une propulsion au départ avec du carburant (pour lui assurer une vitesse suffisante pour quitter l'attraction terrestre) et en même temps de lui fournir la capacité d'accélérer sa vitesse de navigation (grâce à l'énergie solaire).

C'est la concept de voile photonique. Le pb est que la poussée solaire est vraiment ténue et diminue avec le carré de la distance.


avec
W₀ la constante solaire, 1353 W/m² au niveau de l'orbite terrestre
D₀ la distance Terre-Soleil (1 UA par def)
D la distance de la voile au Soleil
c la vitesse de la lumière

Ça donne qqchose de l'ordre de 9.10^-6 Pa au niveau de l'orbite terrestre.

On pourrait ainsi accélérer au fur et à mesure sa vitesse de navigation et peut-être même atteindre la vitesse de la lumière (si c'est possible ?).

Non, la poussée va diminuer avec la distance et on ne pas guère dépasser 100-150 km/s, ce qui est très faible pour rejoindre les étoiles.

Pour atteindre des vitesses conséquentes il faut éclairer la voile au laser avec de très fortes intensités lumineuses.

Une discussion ici

Y a t'il eu des expérimentations dans ce sens ? De mémoire, je sais qu'ils ont lancées une structure, à proximité de Jupiter, pour lui donner de l'énergie suffisante pour accélerer sa vitesse de navigation mais je n'arrive pas à retrouver le nom de cette structure..

Ca c'est différent, c'est l'effet de fronde gravitationnelle. Tu empruntes un peu de l'énergie gravitationnelle à la planète (un peu à la manière d'un squateboard qui s'accroche à une voiture) pour gagner de la vitesse.

a+

[invite9bf6e08b]

Il faut qu'il atteigne sa vitesse de libération dans le repère héliocentrique (dans la formule donnée plus haut tu remplaces M par la masse du Soleil 2.10³⁰ kg et R par la distance au Soleil). Et après, il se retrouve en orbite dans la galaxie.



C'est la concept de voile photonique. Le pb est que la poussée solaire est vraiment ténue et diminue avec le carré de la distance.


avec
W₀ la constante solaire, 1353 W/m² au niveau de l'orbite terrestre
D₀ la distance Terre-Soleil (1 UA par def)
D la distance de la voile au Soleil
c la vitesse de la lumière

Ça donne qqchose de l'ordre de 9.10^-6 Pa au niveau de l'orbite terrestre.



Non, la poussée va diminuer avec la distance et on ne pas guère dépasser 100-150 km/s, ce qui est très faible pour rejoindre les étoiles.

Pour atteindre des vitesses conséquentes il faut éclairer la voile au laser avec de très fortes intensités lumineuses.

Une discussion ici



Ca c'est différent, c'est l'effet de fronde gravitationnelle. Tu empruntes un peu de l'énergie gravitationnelle à la planète (un peu à la manière d'un squateboard qui s'accroche à une voiture) pour gagner de la vitesse.

a+

Oui d'accord merci pour cette explication.

100-150 Km/s, c'est déjà une très bonne vitesse.

Ca fait entre 300000 et 540000 kilométres par heure.

Il faudrait tout de même 8000 ans pour rejoindre l'étoile la plus proche.

Comment procéder pour projeter du laser avec de très fortes intensités lumineuses ?

J'ai également une autre question : quand un photon rencontre un obstacle, il "rebondit" n'est ce pas ?

Donc, ne serait t'il pas possible de "capter" tous les photons, de les "enfermer" et de profiter ainsi de toute l'énergie en la démultipliant au fur et à mesure ?

De plus, j'ai également une autre question, si j'ai bien compris, l'intensité lumineuse diminue au fur et à mesure qu'on s'éloigne de source lumineuse (ce qui est normal) mais si on visage une sorte de voilier spatial qui est capable d'orienter sa destination avec des voiles (un peu comme pour les voiliers sur l'eau), donc on serait ainsi capable de le rapprocher du soleil (au maximum possible), d'exploiter au maximum l'intensité lumineuse du soleil pour accélerer au maximum la vitesse de la plateforme.

Une fois que la plateforme aura atteinte la vitesse désirée, on pourra sans problème l'expédier loin dans l'espace (sa vitesse sera ainsi beaucoup plus importante que si l'on expédiait directement hors du système solaire).

Qu'en pensez-vous ?

[invite765732342432]

Comment procéder pour projeter du laser avec de très fortes intensités lumineuses ?

Un laser est unidirectionnel, donc il n'y a pas de perte d'intensité due à l'éloignement (enfin, en supposant un laser parfait et un vide stellaire parfait)
Du moment que le laser dépasse notre atmosphère (facile si il est situé en orbite, ou sur la Lune), il suffit qu'il touche la voile solaire du vaisseau pour l'accélérer.
Par contre, pas moyen de ralentir avec un laser...

Donc, ne serait t'il pas possible de "capter" tous les photons, de les "enfermer" et de profiter ainsi de toute l'énergie en la démultipliant au fur et à mesure ?

Il rebondit quelque soit la direction: si tu l'enfermes, il va t'accélérer, puis te ralentir, puis t'accélérer, ...

on serait ainsi capable de le rapprocher du soleil (au maximum possible), d'exploiter au maximum l'intensité lumineuse du soleil pour accélerer au maximum la vitesse de la plateforme.

Un voilier solaire n'ira jamais, je pense, vers le Soleil (contrairement aux bateaux qui peuvent remonter le vent).

[invite9bf6e08b]

Un laser est unidirectionnel, donc il n'y a pas de perte d'intensité due à l'éloignement (enfin, en supposant un laser parfait et un vide stellaire parfait)
Du moment que le laser dépasse notre atmosphère (facile si il est situé en orbite, ou sur la Lune), il suffit qu'il touche la voile solaire du vaisseau pour l'accélérer.
Par contre, pas moyen de ralentir avec un laser...


Il rebondit quelque soit la direction: si tu l'enfermes, il va t'accélérer, puis te ralentir, puis t'accélérer, ...


Un voilier solaire n'ira jamais, je pense, vers le Soleil (contrairement aux bateaux qui peuvent remonter le vent).

Bon d'accord merci pour cette réponse.

C'est certain que "le plus gros problème", ce serait de ralentir l'engin.. Ca ne doit pas être facile.

Mais je viens de penser à une chose, est-ce qu'il ne serait pas possible de créer un engin de ce type :
- des "voiles spatiales" pour récupérer les photons et les stocker dans une chambre vide (parfaitement vide)
- donc, une chambre vide avec une multitude de "miroirs" qui aurait en même temps la faculté de transformer la circulation (dans la chambre vide) des photons en énergie électrique. => Je pense que ce serait possible car si les photons sont capables de propulser un engin spatial en heurtant les voiles, ce serait également possible de s'en servir pour créer de l'énergie (un peu comme les éoliennes avec le vent).
Il s'agirrait de plus d'un moyen extrêmement simple et fiable de développer l'engin spatial.
- cette énergie électrique permettrait ainsi d'alimenter des réacteurs (d'un certain type) => a définir car je n'y connais vraiment rien...
Les réacteurs qui seraient ainsi mis en action permettraient également d'accélerer progressivement la vitesse de déplacement.
On pourrait également envisager la création de réacteur à l'avant qui aurait pour fonction de ralentir l'engin spatial.
Donc, il y aurait des réacteurs à l'arrière pour propulser l'engin et également des réacteurs à l'avant pour freiner "en douceur" l'engin.
Les réacteurs à l'avant et à l'arrière seraient ainsi alimenter exclusivement par la chambre vide (équipé de "miroirs" nouvelles générations).

Qu'en pensez-vous ? Est-ce de la science-fiction bon marché ou au contraire très réaliste et envisageable dans un court avenir ?

[acropole]

Si on place un module ejectable a l'avant du vaisseau, avec un laser, on pourrait ralentir le vaisseau. On ejecte le module vers l'avant puis le module tire le laser vers le vaisseau. Non ?

[invite9bf6e08b]

Si on place un module ejectable a l'avant du vaisseau, avec un laser, on pourrait ralentir le vaisseau. On ejecte le module vers l'avant puis le module tire le laser vers le vaisseau. Non ?

Merci pour ta réponse.

Personnellement, je ne pense pas que ca soit possible. A mon avis, ton module se ferait vite détruire par le vaisseau. De plus, il faudrait que ton laser ait une sacrée énergie pour freiner le vaisseau. Mais si tu as d'autres idées à nous proposer, je veux bien.

Je préfére ma solution car on peut ralentir la propulsion au fur et à mesure (la vitesse pourrait ainsi ralentir progressivement).

Que pense-tu de mon idée de chambre vide ? Est-ce un projet réalisable ?

[invite765732342432]

- des "voiles spatiales" pour récupérer les photons et les stocker dans une chambre vide (parfaitement vide)

Je ne crois pas qu'on puisse stocker des photons... (n'étant pas des particules, et ne pouvant pas s'arréter)

donc, une chambre vide avec une multitude de "miroirs" qui aurait en même temps la faculté de transformer la circulation (dans la chambre vide) des photons en énergie électrique.

Transformer les photons en énergie, pourquoi pas par effet Joule ou photovoltaïque par exemple, mais ça suppose de les perdre.
Et il ne faut pas oublier que la machinerie pour faire ça sera lourde, et donc consommatrice d'énergie

- cette énergie électrique permettrait ainsi d'alimenter des réacteurs (d'un certain type) => a définir car je n'y connais vraiment rien...

Moteurs ioniques...

Qu'en pensez-vous ? Est-ce de la science-fiction bon marché ou au contraire très réaliste et envisageable dans un court avenir ?

Moteurs ioniques et voiles solaires sont déjà une réalité pour certaines sondes (quoiqu'il me semble que la seule voile solaire envoyée a connu un échec...)

Si on place un module ejectable a l'avant du vaisseau, avec un laser, on pourrait ralentir le vaisseau. On ejecte le module vers l'avant puis le module tire le laser vers le vaisseau. Non ?

Il faudrait: de l'énergie pour propulser le module, de l'énergie pour produire le laser, ... Mieux vaut utiliser un réacteur ionique à l'avant...

[invite9bf6e08b]

Je ne crois pas qu'on puisse stocker des photons... (n'étant pas des particules, et ne pouvant pas s'arréter)


Transformer les photons en énergie, pourquoi pas par effet Joule ou photovoltaïque par exemple, mais ça suppose de les perdre.
Et il ne faut pas oublier que la machinerie pour faire ça sera lourde, et donc consommatrice d'énergie


Moteurs ioniques...


Moteurs ioniques et voiles solaires sont déjà une réalité pour certaines sondes (quoiqu'il me semble que la seule voile solaire envoyée a connu un échec...)


Il faudrait: de l'énergie pour propulser le module, de l'énergie pour produire le laser, ... Mieux vaut utiliser un réacteur ionique à l'avant...

Merci beaucoup pour ta réponse, vraiment très interessante.

Je ne connaissais pas les moteurs ioniques et c'est réellement génial.

"Le moteur à ions a été testé de façon poussée pour la première fois par le véhicule spatial non-habité Deep Space 1. Ce dernier a été lancé par la NASA le 24 octobre 1998. Il avait pour but premier de tester un certain nombre de nouvelles techniques astronautiques, dont le moteur à ions. À la fin de la mission, la vitesse de Deep Space 1 avait augmenté, grâce au moteur à ions, de 4,5 kilomètres par seconde, après l’usage de seulement 81,5 kilogrammes de carburant. Avec un moteur conventionnel et en utilisant autant de combustible, le véhicule aurait subi à peine un dixième de cette accélération."

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_ionique

C'est clair que c'est l'avenir pour les vaisseaux spatiaux...

Pour le stockage des photons, je pensais plutôt à les "enfermer" dans une chambre parfaitement vide (vide absolu) et si ils rebondissent, ils ne devraient pas s'arrêter. => Quelqu'un peut t'il le confirmer, s'il vous plaît ?

Par contre, quand je parlais de transformer les photons en énergie, c'etait plutôt par l'action des photos sur des miroirs (qui sont plutôt des sortes de voiles solaires). Ainsi, on pourrait réutiliser l'action des photons sur les voiles solaires pour produire de l'énergie (sans pour autant consommer les photons) car si les photons rebondissent, il suffit de créer une chambre parfaitement vide pour que les photons rebondissent indéfiniment et de manière illimité contre tout les miroirs (voiles solaires => a définir par contre car je ne sais pas du tout comment produire de l'énergie à partir des voiles solaires, un peu sur le même modèle que les éoliennes, je n'y connais rien du tout).

Merci en tout cas pour le nom du réacteur, c'est vraiment très interessant.

[invite765732342432]

Par contre, quand je parlais de transformer les photons en énergie, c'etait plutôt par l'action des photos sur des miroirs (qui sont plutôt des sortes de voiles solaires). Ainsi, on pourrait réutiliser l'action des photons sur les voiles solaires pour produire de l'énergie (sans pour autant consommer les photons) car si les photons rebondissent, il suffit de créer une chambre parfaitement vide pour que les photons rebondissent indéfiniment et de manière illimité contre tout les miroirs

Ce n'est pas possible:
- un photon vient du Soleil et tape la voile solaire: accélération "vers l'avant"
- il "rebondit" (j'aimerais bien que quelqu'un me dise cependant s'il rebondit vraiment, car je croyais que l'énergie d'un photon était constante, dont il est difficile qu'il cède une partie de son énergie à la voile et reparte en sens contraire...)
- le photon repart donc vers le Soleil.

Pour le renvoyer sur tes voiles solaires, il faut remettre un miroir, mais le photon, en heurtant ce miroir, va freiner le véhicule d'autant qu'il l'a accéléré avant... pas rentable...

[invite9bf6e08b]

Ce n'est pas possible:
- un photon vient du Soleil et tape la voile solaire: accélération "vers l'avant"
- il "rebondit" (j'aimerais bien que quelqu'un me dise cependant s'il rebondit vraiment, car je croyais que l'énergie d'un photon était constante, dont il est difficile qu'il cède une partie de son énergie à la voile et reparte en sens contraire...)
- le photon repart donc vers le Soleil.

Pour le renvoyer sur tes voiles solaires, il faut remettre un miroir, mais le photon, en heurtant ce miroir, va freiner le véhicule d'autant qu'il l'a accéléré avant... pas rentable...

Un photon peut effectivement rebondir (source cnrs).

Je suis tombé sur cet article :

http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1049.htm

Ils ont réussi à "enfermer" un photon à l'intérieur d'une boîte.

Donc, mon scénario est invisageable même si ce n'est réellement pas approfondi (mais je ne suis pas scientifique).

[Gilgamesh]

Oui d'accord merci pour cette explication.

100-150 Km/s, c'est déjà une très bonne vitesse.

Ca fait entre 300000 et 540000 kilométres par heure.

Il faudrait tout de même 8000 ans pour rejoindre l'étoile la plus proche.

Nous ne sommes pas actuellement en mesure de concevoir un matériel autonome sur des durées supérieures au siècle, donc une durée 80 fois supérieur représente un défi qui n'a rien de trivial. Par ailleurs, l'intérêt d'envoyer une sonde pour recevoir une réponse dans plus de 8000 ans me semble assez difficile à envisager au plan anthropologique .

Les voiles solaires en éclairage naturel sont intéressantes pour explorer le système solaire très lointain (~200 UA) mais pas les système stellaires voisins.

Un papier ici :
Bernd Dachwald
Solar Sail Performance Requirements for Missions to the Outer Solar System and Beyond
55th International Astronautical Congress, 2004, Vancouver, Canada

Comment procéder pour projeter du laser avec de très fortes intensités lumineuses ?

Ca ne pose pas de problème fondamentaux. Mais ça nécessite des puissance considérables, car la poussée n'est que de 6,7 N/GW de puissance, et une lentille de dimension gigantesque (~1000 km de diamètre) pour focaliser le faisceau.

Je n'ai pas retrouvé le pdf de Landis mais y'a une version html (assez dégradée) ici :

Geoffrey A. Landis
Optics and Materials Considerations for a Laser-propelled Lightsail
NASA Lewis Research Center

L'idée d'un système de voile photonique (toujours avec une poussée laser) qui se freine arrivé à destination est de Forward a l'origine, voir l'article sur Centauri Dream, par exemple

J'ai également une autre question : quand un photon rencontre un obstacle, il "rebondit" n'est ce pas ?

Donc, ne serait t'il pas possible de "capter" tous les photons, de les "enfermer" et de profiter ainsi de toute l'énergie en la démultipliant au fur et à mesure ?

Si le 'gaz de photons' produit une pression égale au sein d'une boite sphérique, la composante propulsive de la pression sera nulle. Il est peut être possible par contre d'envisager de focaliser un faisceau entre deux miroirs parabolique pour créer une "boite résonnante" et augmenter dans des proportions substantielle la poussée fournie par unité d'énergie lumineuse. Ce concept a été émis dans le cadre de constellation de satellites à maintenir en place au nm près, le lien laser fournissant la poussée et un lien physique la traction. Ce concept est il adaptable avec un miroir mobile, en modifiant de façon continue la focale du système ? Je ne sais pas si c'est possible, et c'est encore un peu tôt pour le dire.

De plus, j'ai également une autre question, si j'ai bien compris, l'intensité lumineuse diminue au fur et à mesure qu'on s'éloigne de source lumineuse (ce qui est normal) mais si on visage une sorte de voilier spatial qui est capable d'orienter sa destination avec des voiles (un peu comme pour les voiliers sur l'eau), donc on serait ainsi capable de le rapprocher du soleil (au maximum possible), d'exploiter au maximum l'intensité lumineuse du soleil pour accélerer au maximum la vitesse de la plateforme.

Tout à fait, voir le premier lien

Une fois que la plateforme aura atteinte la vitesse désirée, on pourra sans problème l'expédier loin dans l'espace (sa vitesse sera ainsi beaucoup plus importante que si l'on expédiait directement hors du système solaire).

Sans une très vigoureuse poussée laser, le concept de voilier interstellaire ne présente pas d'intérêt, donc ça ne me semble pas vraiment envisageable, le laser étant en station dans le système solaire et se défocalisant avec la distance.

a+

[invite9bf6e08b]

Nous ne sommes pas actuellement en mesure de concevoir un matériel autonome sur des durées supérieures au siècle, donc une durée 80 fois supérieur représente un défi qui n'a rien de trivial. Par ailleurs, l'intérêt d'envoyer une sonde pour recevoir une réponse dans plus de 8000 ans me semble assez difficile à envisager au plan anthropologique .

Les voiles solaires en éclairage naturel sont intéressantes pour explorer le système solaire très lointain (~200 UA) mais pas les système stellaires voisins.

Un papier ici :
Bernd Dachwald
Solar Sail Performance Requirements for Missions to the Outer Solar System and Beyond
55th International Astronautical Congress, 2004, Vancouver, Canada




Ca ne pose pas de problème fondamentaux. Mais ça nécessite des puissance considérables, car la poussée n'est que de 6,7 N/GW de puissance, et une lentille de dimension gigantesque (~1000 km de diamètre) pour focaliser le faisceau.

Je n'ai pas retrouvé le pdf de Landis mais y'a une version html (assez dégradée) ici :

Geoffrey A. Landis
Optics and Materials Considerations for a Laser-propelled Lightsail
NASA Lewis Research Center

L'idée d'un système de voile photonique (toujours avec une poussée laser) qui se freine arrivé à destination est de Forward a l'origine, voir l'article sur Centauri Dream, par exemple






Si le 'gaz de photons' produit une pression égale au sein d'une boite sphérique, la composante propulsive de la pression sera nulle. Il est peut être possible par contre d'envisager de focaliser un faisceau entre deux miroirs parabolique pour créer une "boite résonnante" et augmenter dans des proportions substantielle la poussée fournie par unité d'énergie lumineuse. Ce concept a été émis dans le cadre de constellation de satellites à maintenir en place au nm près, le lien laser fournissant la poussée et un lien physique la traction. Ce concept est il adaptable avec un miroir mobile, en modifiant de façon continue la focale du système ? Je ne sais pas si c'est possible, et c'est encore un peu tôt pour le dire.



Tout à fait, voir le premier lien



Sans une très vigoureuse poussée laser, le concept de voilier interstellaire ne présente pas d'intérêt, donc ça ne me semble pas vraiment envisageable, le laser étant en station dans le système solaire et se défocalisant avec la distance.

a+

Merci beaucoup pour ton avis et pour les liens que tu m'a fourni.

Je ne comprends pas quelque chose par contre.

Quand on expédie une station dans l'espace à une vitesse de 150 Km/s ou plus, cette station devrait normalement conserver sa vitesse (car il n'y a quasiment rien pour la freiner). Donc, pourquoi le concept de voilier interstellaire ne présente aucun intérêt en dehors du système solaire.
Bien sûr, je comprends bien qu'il est plus interessant d'utiliser le concept de voilier solaire dans le système solaire car effectivement la laser émis par la station perd au fur et à mesure de l'intensité avec la distance.

J'ai une autre question : si on crée une "boîte resonnante", on devrait donc pouvoir augmenter dans des proportions substantielle la poussée fournie par unité d'énergie lumineuse.

Ne pourrait-t'on pas crée une sorte de "miroir" multi-direction (où on exploite un photon à l'infini, sans le consommer mais en profitant de son impact sur les "miroirs") ? => c'est à dire pas uniquement une parabole mais une sorte de multi-panneau à forme irréguliere pour gagner le maximum d'énergie possible au cm3. C'est à dire une sorte des panneaux en forme de scie, espacés de quelques mm (voir moins, si c'est possible ?) où pourrait refléter à l'infini des photons "prisonnier" ?

J'ai pû constater l'expérience du CNRS où l'équipe a réussit à bloquer un photon pendant une période de 1/10éme de seconde dans une sphère avec des miroirs (assez spéciaux apparrement). Le photon a percuté (d'après leur expérience) plus de 1 million de fois les parois des miroirs. => c'était la première expérience au monde de ce type.

Mais, si il est possible de bloquer un photon à l'intérieur d'une sphère, serait t'il possible de transformer l'impact du photon en énergie (sans pour autant le consommer) ?

Serait-ce un jour envisageable ?

Y a t'il des recherches en cours à ce sujet ?

Merci pour les liens, je ne les aies pas encore tous lues, mais je vais y veiller ce week-end, si tu as en d'autres, n'hésites pas.. Merci beaucoup pour ton aide.

[Gilgamesh]

Merci beaucoup pour ton avis et pour les liens que tu m'a fourni.

Je ne comprends pas quelque chose par contre.

Quand on expédie une station dans l'espace à une vitesse de 150 Km/s ou plus, cette station devrait normalement conserver sa vitesse (car il n'y a quasiment rien pour la freiner).

Absolument.

Donc, pourquoi le concept de voilier interstellaire ne présente aucun intérêt en dehors du système solaire.
Bien sûr, je comprends bien qu'il est plus interessant d'utiliser le concept de voilier solaire dans le système solaire car effectivement la laser émis par la station perd au fur et à mesure de l'intensité avec la distance.

150 km/s est une vitesse qui fait saliver, effectivement, mais qui reste vraiment très petite pour une sonde interstellaire, du fait du temps de trajet que cela implique.

Et puis, si on est capable technologiquement de fabriquer une sonde gardant son intégrité pendant 8000 ans, je pense qu'on est également capable de la faire aller plus vite

J'ai une autre question : si on crée une "boîte resonnante", on devrait donc pouvoir augmenter dans des proportions substantielle la poussée fournie par unité d'énergie lumineuse.

Ne pourrait-t'on pas crée une sorte de "miroir" multi-direction (où on exploite un photon à l'infini, sans le consommer mais en profitant de son impact sur les "miroirs") ? => c'est à dire pas uniquement une parabole mais une sorte de multi-panneau à forme irréguliere pour gagner le maximum d'énergie possible au cm3. C'est à dire une sorte des panneaux en forme de scie, espacés de quelques mm (voir moins, si c'est possible ?) où pourrait refléter à l'infini des photons "prisonnier" ?

L'idée ici c'est de mettre face à face deux miroirs qui font partie de la même portion de sphère (des miroirs sphérique, donc et non parabolique comme je l'ai écrit) dont le diamètre est exactement la distance qui sépare les deux miroirs : ils sont dit confocaux et ce montage optique minimise les pertes. Cela demande une précision assez diabolique mais c'est réalisable si les deux miroirs sont a une distance fixe.

L'autre difficulté c'est de faire des miroir ultra réflechissant.

Si R est la réflectance des miroirs :



1/(1-R) est le facteur multiplicateur par rapport à la formule classique de la poussée photonique 2W/c. Ca représente en gros le nombre d'aller retour du photon avant d'être absorbé.

Avec un miroir mobile, je ne vois pas trop comment procéder.

J'ai pû constater l'expérience du CNRS où l'équipe a réussit à bloquer un photon pendant une période de 1/10éme de seconde dans une sphère avec des miroirs (assez spéciaux apparrement). Le photon a percuté (d'après leur expérience) plus de 1 million de fois les parois des miroirs. => c'était la première expérience au monde de ce type.

Oui, un (1-R) de 10^-6 représente ce qu'on sait faire de mieux à l'heure actuel. Des miroirs de ce type sont également utilisé pour détecteur interféromètrique d'ondes gravitationnelles.

Mais, si il est possible de bloquer un photon à l'intérieur d'une sphère, serait t'il possible de transformer l'impact du photon en énergie (sans pour autant le consommer) ?

Ah non. Si le photon communique son énergie, il la perd, par définition. L'enjeu c'est simplement de convertir avec un meilleur rendement l'énergie du faisceau en énergie cinétique, mais le rendement reste strictement inférieur à 1. On ne change pas de Physique

Y a t'il des recherches en cours à ce sujet ?

Le positionnement de très haute précision de constellation de satellite est un enjeu réel, la propulsion photonique un peu moins, il faut le dire Mais ce qui peut servir à l'une pourrait servir à l'autre

Une présentation du concept ici (PPT, 28p) :

Photon Tether Formation Flight (PTFF) for the Next-Generation Space EnterpriseYoung

a+

[invite9bf6e08b]

Absolument.



150 km/s est une vitesse qui fait saliver, effectivement, mais qui reste vraiment très petite pour une sonde interstellaire, du fait du temps de trajet que cela implique.

Et puis, si on est capable technologiquement de fabriquer une sonde gardant son intégrité pendant 8000 ans, je pense qu'on est également capable de la faire aller plus vite




L'idée ici c'est de mettre face à face deux miroirs qui font partie de la même portion de sphère (des miroirs sphérique, donc et non parabolique comme je l'ai écrit) dont le diamètre est exactement la distance qui sépare les deux miroirs : ils sont dit confocaux et ce montage optique minimise les pertes. Cela demande une précision assez diabolique mais c'est réalisable si les deux miroirs sont a une distance fixe.

L'autre difficulté c'est de faire des miroir ultra réflechissant.

Si R est la réflectance des miroirs :



1/(1-R) est le facteur multiplicateur par rapport à la formule classique de la poussée photonique 2W/c. Ca représente en gros le nombre d'aller retour du photon avant d'être absorbé.

Avec un miroir mobile, je ne vois pas trop comment procéder.







Oui, un (1-R) de 10^-6 représente ce qu'on sait faire de mieux à l'heure actuel. Des miroirs de ce type sont également utilisé pour détecteur interféromètrique d'ondes gravitationnelles.




Ah non. Si le photon communique son énergie, il la perd, par définition. L'enjeu c'est simplement de convertir avec un meilleur rendement l'énergie du faisceau en énergie cinétique, mais le rendement reste strictement inférieur à 1. On ne change pas de Physique



Le positionnement de très haute précision de constellation de satellite est un enjeu réel, la propulsion photonique un peu moins, il faut le dire Mais ce qui peut servir à l'une pourrait servir à l'autre

Une présentation du concept ici (PPT, 28p) :

Photon Tether Formation Flight (PTFF) for the Next-Generation Space EnterpriseYoung

a+

Bonjour, merci pour ta réponse.

Mais, comment peut-on utiliser l'énergie cinétique d'un photon alors que celui-ci n'a apparemment pas de masse ?

En effet, d'après la formule de calcul de l'énergie cinétique :



Comment faire ?

Pour les miroirs réfléchissants, est-ce que tu penses qu'il sera un jour possible de réfléchir un photon à l'infini ? (un million de fois, c'est bien sûr énorme mais ne pourra t'on pas faire mieux un jour ?).

Merci en tout cas pour tes réponses.

[Gilgamesh]

Bonjour, merci pour ta réponse.

Mais, comment peut-on utiliser l'énergie cinétique d'un photon alors que celui-ci n'a apparemment pas de masse ?

En effet, d'après la formule de calcul de l'énergie cinétique :

En fait si tu réflechis bien, TOUTE l'énergie du photon est cinétique, puisqu'il n'existe pas de photon au repos et pas d'énergie de masse (au repos) mc².



avec
h la constante de Planck
c la vitesse de la lumière
la longueur d'onde

Et ce qui nous intéresse ici, c'est l'impulsion du photon, cad ce qui est assimilable à sa quantité de mouvement. Pour un corps massif p=mv, c'est à dire 2E_c/v. C'est très similaire pour le photon, avec c pour v.

Pour les miroirs réfléchissants, est-ce que tu penses qu'il sera un jour possible de réfléchir un photon à l'infini ? (un million de fois, c'est bien sûr énorme mais ne pourra t'on pas faire mieux un jour ?).

A l'infini non, mais beaucoup plus que maintenant sans doute. C'est un domaine assez actif. Il faut pour cela faire appel à une architecture en couches nanométriques de matériaux d'indices de réfraction différents. J'ignore quelle est la limite théorique.

a+