Ascenseur spatial

**_Goel_** · 17/08/2009, 10h14

Bonjour à tous,

Je viens de lire dans S&V qu'une structure simple, formée d'une succession de prismes constitués de trois tubes gonflés à l'hélium, pouvait être utilisée pour constituer une tour très haute.

En effet, en cas de rafale, ou pour toute autre raison causant l'instabilité de la tour, la pression d'air dans chaque ballon-tube du prisme est réajustée pour que la tour se plie/redresse et garde son équilibre.

J'avais pensé à un ascenseur spatial sur ce principe, mais je me suis dit qu'à haute altitude, les vents deviennent tellement importants qu'on ne peut plus assurer la stabilité de la "tour".
Ai-je raison, y en a-t-il d'autres ?

@+

**Zozo_MP** · 17/08/2009, 10h32

Bonjour Goel

Dans ce genre d'entreprise il y a plusieurs phénomènes redoutables.

- Le bras de levier imagine un force d'une tonne au bout d'un levier de 10 000 mètres
- rappelle-toi les forces colossales de cisaillement dans un cumulo-nimbus un jour d'orage violent
- Rappelle toi la vitesse des jets-streams (à rapprocher de la force exercer sur un m² ou bout du levier)
- etc ....

Cordialement

**_Goel_** · 17/08/2009, 13h24

Envoyé par Zozo_MP

Bonjour Goel

Dans ce genre d'entreprise il y a plusieurs phénomènes redoutables.

- Le bras de levier imagine un force d'une tonne au bout d'un levier de 10 000 mètres

La structure étant très légère, elle ne subirait que peu d'efforts, non ?

- rappelle-toi les forces colossales de cisaillement dans un cumulo-nimbus un jour d'orage violent

Il y a pas des endroits sur Terre qui ne subissent pas d'orages

- Rappelle toi la vitesse des jets-streams (à rapprocher de la force exercer sur un m² ou bout du levier)

Cette force, j'en parle bien dans ma question.

une autre question :
la structure tripode me paraît très stable. Si au lieu d'une "tour", on se basait sur 3 tours, éloignées d'environ 1km qui se réuniraient en alitude, serait ce beaucoup plus pratique ? (idem, si on partait sur trois groupements de 3 tours, sur une surface au sol d'environ 10km.
cette structure, a priori plus rigide, résisterait-elle mieux aux vents...?

PIXEL · 17/08/2009, 14h04

quelques bureaux d'études planchent sur le sujet, depuis quelques années.
La pierre d'achoppement restant de trouver un matériaux qui supportera l'effort de son propre poids (plus de 36000 KM de long) de la masse contre-poids, et des charges utiles.

actuellement rien n'offre de telles performances.

il est sur que l'ascenseur spatial sera, un jour ou l'autre, incontournable :
On ne pourra continuer à décoller de la terre avec des pétards poluants, et qui perdent inutilement les 3/4 de leur masse en encombrant les orbites basses !

tout comme le satellite géosynchrone, l'ascenseur passera de théme de science-fiction à celui d'objet réel , mais il reste à savoir quand

A voir en vidéo sur Futura · Aujourd'hui

**ibtihel** · 17/08/2009, 14h08

bsr
pour moi c'est une mission impossible ......

A+

**_Goel_** · 17/08/2009, 14h43

Envoyé par PIXEL

La pierre d'achoppement restant de trouver un matériaux qui supportera l'effort de son propre poids (plus de 36000 KM de long) de la masse contre-poids, et des charges utiles.

Ici, je parle bien d'une structure plus légère que l'air (plus de contrainte de poids)

(sionon, en plus lourd que l'air, c'est peine perdue.)

**whoami** · 17/08/2009, 18h40

Bonjour,

Envoyé par _Goel_

Ici, je parle bien d'une structure plus légère que l'air (plus de contrainte de poids)

(sionon, en plus lourd que l'air, c'est peine perdue.)

Sauf que ...

... pour aller dans l'espace, il faut - par définition - sortir de l'atmosphère.

**richard 31** · 17/08/2009, 18h48

bonsoir,

bsr
pour moi c'est une mission impossible ......

(sionon, en plus lourd que l'air, c'est peine perdue.)

et pourtant:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Ascenseur_spatial
ce sujet a été le thème d'une émission sur ARTE il y a peu (vendredi ou samedi)
la solution serait dans les nanotubes de carbone,
cela confirme les dires de PIXEL

**ProgVal** · 18/08/2009, 13h21

Bonjour,

J'ai également lu ce S&V. Je ne l'ai pas avec moi, mais, si je me souviens bien, ça parlait de faire glisser l'ascenseur le long d'un cable et non d'une tour, ce qui évite les problèmes du vent (en plus du fait qu'ils envisagent de le mettre dans une zone sans orage

).

Cordialement,
ProgVal

invite040cec0f · 18/08/2009, 17h49

tour = mission impossible

cable suspendu a une grosse masse un peu plus haute que geostationaire : au moins c'est plus stable qu'une tour mais il reste a trouver un materiaux assez solide pour le cable : actuellement il n'existe pas de materiaux avec un rapport solidité poid suffisant

quand on aura trouvé un materiaux aussi solide on saura faire des tas de chose : faire un avion dont la masse a vide sera le 1/1000eme de la charge utile !!

je pense helas que la solidité maximum des materiaux est limité et que l'on est pas loin d'avoir trouvé le maximum

**ProgVal** · 18/08/2009, 18h23

Envoyé par moissant

actuellement il n'existe pas de materiaux avec un rapport solidité poid suffisant

quand on aura trouvé un materiaux aussi solide on saura faire des tas de chose : faire un avion dont la masse a vide sera le 1/1000eme de la charge utile !!

je pense helas que la solidité maximum des materiaux est limité et que l'on est pas loin d'avoir trouvé le maximum

Les nanotubes de carbones sont extrèment résistants, sans être excessivement lours. Ce sont en fait des molécules, dont les atomes sont disposés en cylindre, ils sont donc creux, ce qui est à l'origine de leur légèreté.

Si je me souviens bien, on a réussi à en créer un de 2 mètres de long (vous imaginez une molécule de 2 mètres de long ?!?!?!)

PIXEL · 18/08/2009, 21h05

Envoyé par ibtihel

bsr
pour moi c'est une mission impossible ......

A+

"on" a asséné le même jugement pour :

le vol du plus lourd que l'air
le sous marin
le vol spatial
la TSF
les ordinateurs

j'en oublie bien sur !

alors les "ça marchera pas...." sourire !

invite3369ae99 · 18/08/2009, 22h41

Que la structure tienne, ça semble possible, ça fait vraiment science fiction, mais avec de plus léger que l'air et puis ensuite avec les effets de champs de gravité qui décroissent, ça semble possible en résultante verticale.

Par contre, avec un tel système, il doit falloir un sacré sol !!! parce que bon le moindre "pet de mouche" au sommet de la tour est retransmis avec un bras de levier de 36000km, ce qui fait vite des moment très élevés. Je me demande même quelle peuvent être les forces d'inertie d'entrainement/coriolis sur un tel système, et quels moments elles engendrent au sol.

**verdifre** · 18/08/2009, 22h52

bonjour,
une telle structure a t'elle besoin d'être rigide, ce n'est finalement qu'un cable tendu. Il "suffit" de bien l'accrocher

invite3369ae99 · 18/08/2009, 23h01

Hmm, oui en effet, on peut imaginer une liaison de type rotule en bas ... ce qui règle le problème des moments.
Pour côté câble tendu, oui ça me semble "possible", on doit pouvoir, en gérant bien l'équilibre atteindre des valeur de traction assez faibles.
Par contre ça ne règle pas les problèmes de cisaillement dans l'ancrage, même un "simple câble" doit avoir une masse conséquente dans ce cas, toutes les forces latérales parasites doivent quand même au total être astronomiques... cela doit être estimable d'ailleurs.

**verdifre** · 18/08/2009, 23h39

bonjour,
une facon de s'affranchir de pas mal de parasites possibles c'est de partir d'assez haut.
je ne sais pas pourquoi (c'est peut etre idiot) mais je pense à priori qu'il y a interet a se placer pas trop loin de l'equateur
alors une haute montagne sur l'equateur peut etre le kilimanjaro ?
fred

**chatelot16** · 18/08/2009, 23h58

le cable pendu a l'orbite geostationaire fait 63000km de long : a ce point quelques millier de metre comme le kilimanjaro ne changent pas grand chose

ce qu'il faut c'est quelques zero de plus sur le chiffre de resistance du cable : on en est loin

**Zozo_MP** · 19/08/2009, 00h24

Bonjour
Vous avez oublié notre Futura Sciences préféré qui a fait plusieurs articles sur le sujet.

http://www.futura-sciences.com/fr/ne...-lunaire_7310/

celui-là avec des beaux dessins et des chiffres

Celui là genre thierry la fronde.

Là encore les percées technologiques attendues.

Ici tous les dessins de SF sur le sujet

Cordialement

PS : en espérant qu'il n'y ait pas un couillon en avion qui se prenne dans le fil, comme un fois avec un pilone de radio-tv.

**ProgVal** · 19/08/2009, 08h08

Envoyé par chatelot16

le cable pendu a l'orbite geostationaire fait 63000km de long : a ce point quelques millier de metre comme le kilimanjaro ne changent pas grand chose

En plus du fait qu'il faudrait se faire ch*** à aménager la montagne pour que les gens puissent monter

**verdifre** · 20/08/2009, 08h31

bonjour,
il est sur que reduire la distance n'est pas le but premier, mais de gagner les perturbutions meteo liées aux couches les plus denses de l'atmosphere
quoique c'est aussi retirer la masse de ces 4km qui sont suspendus quelques milliers de km plus haut. Cela ne doit pas être si negligeable
fred

**ProgVal** · 20/08/2009, 09h45

Envoyé par verdifre

il est sur que reduire la distance n'est pas le but premier, mais de gagner les perturbutions meteo liées aux couches les plus denses de l'atmosphere

Vu que le câble sera extrèmement tendu, les quelques frictions au pied du cable ne seront que peu ressenties. (prenez un fil à plomb, et donnez quelques coups en haut: c'est peu ressenti, alors que si vous le faîtes en bas, le fil de mettra à se balancer)

**polo974** · 20/08/2009, 12h30

Pour rigoler, j'ai fait un calcul en coin de table en tenant compte de l'attraction et de la force centrifuge à l'équateur.
en prenant une fibre de carbone (densité 1.5, chargée à 1500N/mm²)

une charge d'environ 100kg soit 1000N

donne donc:
au sol une section de 0.67mm²
et augmente au fur et à mesure qu'on monte pour atteindre...

même pas 2mm² ! ! !
et une masse totale à pendre au plafond de moins de 42kg (la masse du fil sans compter la charge de 100kg)

mais il faut une contre masse au delà de l'orbite stationnaire pour tirer tout ça....

Bref, rien de bien monstrueux...

On satellise 500kg ou 1000kg en géostationnaire, et on débobine 2 fils, un vers la terre, un dans l'autre sens, avec chacun une masse au bout...

(avec un fil d'acier densité 8, charge 500N/mm², on arrive à un fil de section allant de 2 à 27mm² et une masse de fil de 456kg pendu sous l'orbite géostationnaire)

**Zozo_MP** · 20/08/2009, 13h03

Bonjour

Question de néophyte en physique.

Est-ce que l'on est sûr que la force centrifuge s'exerce encore a cette distance.
Il faudrait que la station d'accueil soit au delà de toute attraction terrestre. Donc à une distance supérieure à celle des satellites à orbite haute. Puisque les satellites on tendance à quand même redescendre.

Je reprend l'analogie de la fronde et fait remarqué que si le fil pète la station orbitale n'étant plus retenue partira dans le cosmos telle une sonde spatiale, à moins d'avoir des moteurs de désatellisation qui s'enclenchent instantanément pour éviter tout départ vers le grand anywhere.

Cordialement

**Zozo_MP** · 20/08/2009, 13h21

Bonjour Polo

Il y a quand mêm un truc à prendre en compte c'est que le fil n'est pas sortie de la fusée dès le lancement (vu la poussée et les méga-perturbations sous le pétard).
Donc disons après la fin de la phase des boosters (combien de Mach d'ailleurs à ce moment) une roquette téléguidée fixée à l'arrière de la fusée et ayant une vitesse de seulement 20% supérieur à la vitesse de la fusée vise la bas de kourou tire et déroule une partie de la bobine (tire sur la bobinette dirais le chaperon rouge) et là les techniciens cours pour pour attraper le fil et l'attaché comme pour les dirigeables dans le temps.

Je crois qu'avec le SpaceShipOne on aurait un bon vecteur pour faire les premiers essais. Je crois que cela plairait bien au patron de Virgin un coup comme ça.

Il y a d'autre petits problèmes à régler mais je les garde pour plus tard.

comme de petites fusées ou non fixées sur le câble pour le maintenir tendu pendant toute la phase de satellisation.
Ce sera la séquence appelée "quid du câble pendant toute la phase d'ascension".

S'il te reste un peu de place sur le coin de ta table

Cordialement

DAUDET78 · 20/08/2009, 13h22

Envoyé par Zozo_MP

Est-ce que l'on est sûr que la force centrifuge s'exerce encore a cette distance.

Ben oui ! Comment la lune reste sur son orbite autour de la terre?
Comment le soleil reste sur son orbite autour de la terre?

Parce que la force d'attraction est égale à la force centrifuge !

**aftwiner** · 20/08/2009, 13h29

Envoyé par DAUDET78

Comment le soleil reste sur son orbite autour de la terre?

c'est pas l'inverse ?

**Zozo_MP** · 20/08/2009, 13h42

Envoyé par DAUDET78

Comment le soleil reste sur son orbite autour de la terre?

Je ne sais pas ci cette affirmation va convenir à Copernic, Brahe, Descartes et Halley, mais ceci dit je ne suis pas un spécialiste du moyen âge.

Cordialement

EDIT grillé sur le poteau par Aftwiner

DAUDET78 · 20/08/2009, 14h00

Envoyé par Zozo_MP

EDIT grillé sur le poteau par Aftwiner

non, grillé par jiherve en M.P. ......

Je voulais simplement faire un test pour voir si on lisait mes messages ..... Mais quand tu énonces quelque chose sérieusement dans une réunion (de famille par exemple) .... ça passe !
Par exemple : Une éclipse de soleil, c'est la Lune qui passe entre le Soleil et la Terre . Une éclipse de Lune, c'est tout le contraire, c'est le Soleil qui passe entre la Lune et la Terre. ...... faite le test (et ça marche d'autant mieux que vous avez une aura de scientifique !)

**aftwiner** · 20/08/2009, 14h19

hé oui

Alors moi je ne suis pas du tout scientifique mais je trouve cette discussion très intéressante et naturellement des questions me vienne à l'esprit: ça fait quand même un rayon de rotation énorme, donc une vitesse importante sur la circonférence; Est ce que des problèmes de frottements (freinage!) et d'échauffements dans l'air (pour la partie atmosphérique) ne sont pas à prendre en compte ?

**verdifre** · 20/08/2009, 14h42

bonjour,

Est ce que des problèmes de frottements (freinage!) et d'échauffements dans l'air (pour la partie atmosphérique) ne sont pas à prendre en compte ?

l'atmosphere terrestre étant entrainée en rotation avec la terre l'air (phenomenes meteao mis à part sera immobile par rapport au fil
fred

Ascenseur spatial