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Accueil du site > Actualités > Technologies > Breakthrough Starshot, l’attrape nigaud

Breakthrough Starshot, l’attrape nigaud

Visiter l'étoile la plus proche, quel beau projet ! Surtout quand des pointures médiatiques comme Stephen Hawking donnent leur bénédiction. Malheureusement les lois de la gravitation ne font pas dans le rêve, mais plutôt dans la dure réalité : le guidage d'une sonde par laser est illusoire.

Le projet Breakthrough Starshot (site, wiki) est formidable. Il s'agit d'envoyer des micro-satellites vers l'étoile la plus proche, Proxima du Centaure, à 20 % de la vitesse de la lumière. A une telle allure il ne faudrait que 22 ans pour atteindre l'objectif. On fait alors quelques photos et quelques mesures qui sont expédiées vers la Terre sous forme d'émissions radio, qui mettront 4 ans à revenir sur Terre. Bref, moins de 30 ans pour avoir des photos du prochain système solaire. Pour atteindre le cinquième de la vitesse de la lumière il est prévu de propulser les satellites, dotés de voiles solaires, grâce à un laser surpuissant. Comme le vent propulse un voilier, les photons du laser propulseront les micro-satellites à voile solaire.

Ca c'est pour la théorie. La pratique est en revanche un peu plus compliquée, et nombreux sont les problèmes à résoudre. Le laser, par exemple, doit fonctionner pendant une dizaine de minutes avec une puissance de 100GW. Pour donner une idée, une centrale nucléaire moyenne produit 1GW, ce qui impose à l'infrastructure fournissant l'énergie du laser d'être l'équivalent d'une centaine de centrales nucléaires. Impossible d'envoyer un tel dispositif en orbite, nous n'avons pas les lanceurs qui seraient nécessaires. Il faut donc que le laser tire depuis la surface terrestre, si on a trouvé auparavant de quoi le financer. Et ceci n'est qu'un seul des problèmes à résoudre.

Mais à cœur vaillant, rien d'impossible, et le milliardaire Youri Milner relève le défi en injectant pas moins de 100 millions de dollars pour lancer le projet. De nombreuses cautions scientifiques acceptent de collaborer, comme l'astrophysicien Freeman Dyson, celui de la fameuse « sphère de Dyson », et même le très médiatique Stephen Hawking. Voilà de quoi garantir les meilleures chances de succès à ce projet pharaonique.

 

Y a-t-il un géomètre dans la salle ?

Tout cela serait fort bien s'il n'y avait pas un gros problème de géométrie, à cause des lois de la gravitation. Je vais vous l'exposer ici, et pour commencer jetons un coup d'œil aux valeurs numériques d'angle et de distance dont il est question dans un tel projet.

Sur la figure 1 on a représenté le Soleil, la Terre et l'étoile Proxima, mais bien évidemment ce shchéma n'est pas à l'échelle car la distance L, séparant la Terre de Proxima, vaut environ 4.1013 km, tandis que la distance Terre-Soleil vaut environ 1.5 108km, soit près de 270 000 fois moins.

 

Figure 1 : schéma non à l'échelle montrant l'écart « dx » à l'étoile visée (Proxima) pour un écart de « da » degrés d'angle par rapport à la route directe « L ».

 

Quoi qu'il en soit, la figure 1 montre qu'un écart de da degrés d'angle dans la visée vers Proxima, se traduira par un écart dx à l'étoile visée. On comprends dès lors que dx doit être le plus faible possible pour approcher l'étoile. La formule de géométrie qui donne dx en fonction de da est très simple, et provient simplement du théorème de Pythagore : dx = L tan(da). A titre d'exemple on voit qu'un écart da =1 degré fera passer la sonde à environ 7 1011km de l'étoile visée, soit près de 5000 fois la distance Terre-Soleil, ou ou encore près de 160 fois la distance Soleil-Pluton.

En passant à une telle distance de l'étoile il n'y a aucune chance de visiter les planètes qui sont proches de sa zone habitable, et autant dire qu'on la raterait.

A ce stade on voit qu'il est important de définir quelle distance dx à l'étoile est acceptable pour la mission envisagée. J'ose m'avancer en disant que la zone d'habitabilité est la plus intéressante, et dès lors on peut se fixer une distance qui correspond peu ou prou à la distance Terre-Soleil, en faisant l'hypothèse simplificatrice que Proxima est une étoile équivalente au soleil. Cette distance est d'environ 1.5 108km. Un rapide calcul nous montre alors que da doit valoir environ 2 10-4 degré d'angle, et cet écart d'angle peut être doublé, puisque les deux côtés de l'étoile sont acceptables. Au total l'écart de visée ne devra pas excéder 2da = 4 10-4 degrés d'angle, soit 4 dix millièmes de degré.

Soyons maintenant plus précis, et parlons du mouvement de la Terre autour du soleil. La figure 2 donne une visualisation schématique du problème posé. Un laser posé sur Terre, et tirant sur un satellite pour le guider, n'aura qu'un temps d'action précis possible si on veut rester dans la marge d'erreur d'angle 2da. Le calcul du temps permis pour le tir laser est assez simple, on trouve environ 30 secondes (combien de degrés parcourus par seconde par la Terre sur son orbite, puis une simple règle de trois, en considérant que la distance Terre-satellite est négligeable devant la distance satellite-Proxima).

 

Figure 2 : en tenant seulement compte de la rotation de la Terre autour du soleil, on voit qu'un laser fixe ne pourra propulser les satellites que pendant un temps précis, si on ne veut pas sortir de l'angle de visée acceptable 2da

 

Vous pouvez critiquer cette démonstration car elle est très simpliste. En réalité la Terre tourne sur elle même, les satellites sont en orbite autour de la Terre, à plusieurs km par secondes, et si on devait tout compter, on arriverait plutôt à une fenêtre de tir de quelques centièmes de secondes, une fois par an. Quoi qu'il en soit, notre modèle très simplifié, et à vrai dire infiniment trop optimiste, nous laisse une fenêtre de tir d'une trentaine de secondes. Nous sommes donc loin des 10 minutes annoncées comme nécessaires par le projet Breakthrouh Starshot. Un tir d'une telle durée, avec un laser situé sur la Terre, ne peut donc que perdre la sonde dans l'espace, sans jamais atteindre l'étoile.

Pour être parfaitement certain de guider les sondes avec le laser, il serait bien sûr nécessaire d'assurer l'alignement laser, sonde, Proxima, pendant 10 minutes. Pour ce faire il faudrait satelliser le laser et les sondes afin d'éviter la rotation de la Terre sur elle même et son action sur la vitesse orbitale du couple laser/sonde. Rêvons que nous y arrivions, le laser serait toujours en orbite autour du soleil, ce qui fait revenir au schéma de la figure 2, où le laser remplacerait la Terre. On comprend alors qu'il faut en réalité assurer l'alignement Soleil, laser, sonde, Proxima. Cela revient, ni plus ni moins, à annuler la vitesse orbitale du laser et des sondes autour du soleil. Cette vitesse vaut environ 30 km/s, si on se trouve à la distance de la Terre par rapport au Soleil. Aucun moteur de fusée existant, ou envisageable avec nos technologies actuelles, n'est capable de fournir un tel delta V (différence de vitesse orbitale, voir wiki). Tout au plus savons nous faire du 2 à 3 km/s, pour un prix exorbitant. On peut bien sûr éloigner le laser et les sondes du Soleil, pour avoir un faible delta V, genre 1km/s, mais il faut alors les positionner à une centaine de fois la distance Soleil-Pluton. C'est à dire envoyer une centaine de centrales nucléaires à 100 fois la distance Soleil-Pluton ...

 

Y a-t-il un scientifique dans la salle ?

Visiblement les responsables du projet Breakthrouh Starshot n'ont pas pensé à tout. Vous me direz, ils apportent 100 millions de dollars, on ne peut donc pas leur en vouloir. On ne peut pas non plus en vouloir à Mark Zuckerberg, membre du board de ce projet, car nul n'est tenu de connaître les secrets de la mécanique gravitationnelle. En revanche on peut douter des raisons qui attirent les cautions scientifiques de ce projet, car eux ne peuvent ignorer des problèmes de géométrie aussi simples. Certes nous sommes habitués aux erreurs de Stephen Hawking dans ses théories de physique, mais ici la ficelle est très épaisse. Un tel scientifique devrait avoir l'obligation de prévenir que les lois de la gravitation rendent illusoire un tel projet, et ainsi qu'on évite une gabegie d'argent inutile. 100 millions de dollars, voire les centaines de milliards de dollars finalement nécessaires, seraient bien mieux utilisés dans la recherche pour des énergies propres, par exemple.


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295 réactions à cet article    


  • Attilax Attilax 14 janvier 11:05

    Il faut bien commencer quelque part... L’année dernière, il y a eu le premier objet humain qui est sorti du système solaire, et qui continue d’émettre depuis le cosmos. Des société travaillent sur des des projets incroyables, comme par exemple lockeed system qui prétend avoir inventé un mini moteur à fusion nucléaire (ils ne l’ont pas encore montré), space X qui veut envoyer des hommes sur Mars pour 2024 (des volontaires sont déjà prêts pour un voyage sans retour !), un projet de base lunaire fabriquée par des robots équipés d’imprimantes 3D, etc... De tous ces projets émergera forcément quelque chose. Vous avez raison de souligner l’apparente infaisabilité du voyage spatial hors système solaire. Rien que le temps de transport est incompatible avec notre durée de vie, par exemple. Pourtant, quels que soient les défis, il faudra les relever car vu la démographie exponentielle de l’humanité, il est évident qu’une terre ne suffira pas et que nous DEVRONS aller ailleurs pour survivre. Est-ce souhaitable ? C’est une autre question...
    Mais l’être humain, malgré tous ses défauts, est d’une ingéniosité inimaginable, et si nous ne disparaissons pas trop tôt, il me parait évident que nous allons petit à petit nous installer ailleurs. D’abord dans notre système, puis, peut-être un jour encore plus loin, si nous trouvons un moyen de tromper le temps qui passe. C’est une des raisons invoqués par les transhumanistes, par exemple : un esprit humain dans une machine bien entretenue pourrait fonctionner des milliers d’années, ce qui rendrait la chose possible. Je ne suis pas pour, mais il faut reconnaître que c’est cohérent.


    • HClAtom HClAtom 14 janvier 12:50

      @Attilax
      Bien sûr, vous avez raison, il faut bien commencer quelque part. Cela n’empêche pas cependant de tenir compte des lois de la gravitation, qui font partie du jeu obligatoirement. Les grandes conquêtes et découvertes humaines ont été faites par des personnes qui refusaient le déni de réalité.


    • Sergio Sergio57 14 janvier 11:59

      Je préfère voyager et atteindre l’inatteignable avec mon imagination, elle n’a pas les limites que la physique, l’esprit, les lois et les normes que les autres m’imposent.

      • Sergio Sergio57 14 janvier 12:07

        @Sergio57


        En tout cas, c’est un bel article, écrit simplement et très accessible, je me suis emporté sur le mot ’Rêve’, pardonnez moi

      • HClAtom HClAtom 14 janvier 12:38

        @Sergio57
        Vous êtes tout pardonné ! Vous avez raison, il existe le voyage intérieur et le voyage extérieur. Les deux proposent de belles aventures et de belles découvertes. Et à n’en pas douter, le rêve a toujours été le moteur de l’un et l’autre.


      • Zolko Zolko 14 janvier 12:07

        « Au total l’écart de visée ne devra pas excéder 2da = 4 10-4 degrés d’angle, soit 4 dix millièmes de degré. »
         
        ça fait un peu plus d’une arc-seconde, ce qui est courant avec les technologies actuelles utilisées en astronomie, où les objectifs actuels sont plutôt la milli-arcseconde, soit 1000 fois mieux (et c’est mon métier).
         
        C’est plutôt le laser de puissance qui me parait difficile. Pour éviter la dispersion atmosphérique, il faudrait le mettre sur la Lune. Et des micro-satellites de 1g qui embarquent un appareil photo, ce n’est pas possible, il doit y avoir une coquille.
         


        • HClAtom HClAtom 14 janvier 12:57

          @Zolko
          Certes, mesurer un angle au micron près est dans les capacités de l’être humain. Mais pendant que vous mesurez, la Terre tourne autour du soleil, et sur elle même, de bien plus qu’un micro-degré d’angle, et c’est là que réside le problème. Poser le laser sur la Lune permettrait en effet de s’affranchir des problèmes atmosphériques, mais la Lune tourne autour de la Terre, qui elle même tourne autour du soleil. Impossible dans ces conditions d’aligner le soleil, le laser, les sondes et Proxima pendant les 10 minutes requises.


        • popov 14 janvier 17:14

          @HCIAtom


          Je viens de lire en diagonale le wiki que vous citez. Je ne vais pas me prononcer sur la possibilité de ce projet que je ne connais que depuis quelques minutes.

          Je voudrais cependant relever deux différences entre ce que vous dites ici (et qui sert de base à vos calculs) et ce qui est écrit sur ce wiki :

          (1) Votre article laisse supposer qu’il faudrait une centrale nucléaire capable de produire 100 GW. En fait, sous le titre « Source d’énergie » le wiki parle d’une centrale d’une centaine de kW couplée à des super-condensateurs ou autres pour produire cette puissance de 100 GW pendant seulement 10 minutes. 

          (2) Votre calcul de trigo laisse supposer que le faisceau laser doit pousser les sondes jusqu’à ce qu’elles arrivent dans le voisinage de Proxima alors que le wiki (sous le titre « Focalisation ») parle d’une distance de 2 millions de km seulement sur laquelle les sondes sont accélérées par laser, après quoi elles continuent tout simplement avec la vitesse acquise. Vous allez me dire que cela revient au même, que s’il y a une petite erreur d’angle pendant cette période d’accélération, les sondes vont rater l’étoile. Eh bien, les concepteurs de ce projet y ont pensé puisqu’ils prévoient des micro propulseurs à diodes pour corriger la direction des sondes après la période d’accélération.

          • HClAtom HClAtom 15 janvier 09:53

            @popov
            Non,non, je parle bien d’une propulsion ne durant que 10 minutes.


          • popov 15 janvier 12:11

            @HClAtom


            Pendant ces 10 minutes, la direction est, disons, trop à gauche pendant la moitié du temps, et trop à droite pendant la seconde moitié. Connaissant l’’equation du mouvement des sondes pendant leur accélération, on peut s’arranger pour que la direction finale soit correcte.

            Et puis ils prévoient des micro-accélérateurs pour rectifier la direction tant que se peut.

          • HClAtom HClAtom 15 janvier 20:27

            @popov
            Effectivement, mais si vous calculez où se retrouve la sonde après le « trop à droite », vous constaterez que vous ne pourrez plus faire de « trop à gauche », sauf à perdre encore plus la sonde dans l’espace. Un petit dessin sur un bout de papier aide bien aussi à comprendre ce problème.

            Certes il y aura des accélérateurs d’appoint sur la sonde, mais certainement rien qui puisse approcher les 30km/s nécessaires à garder l’alignement laser-sonde-Proxima.


          • popov 16 janvier 07:39

            @HClAtom

            Après la période d’accélération et une fois assez loin du système solaire, la sonde continue forcément en ligne droite vers une direction donnée.

            Qu’est-ce qui empêche cette direction d’être la bonne ?

            La vitesse transversale initiale ? Elle est connue, on peut donc en tenir compte dans le calcul de la direction à viser.

            La plus grande complication, à mon avis, ce sera de tenir compte de la gravitation pendant que la sonde se trouve encore dans ou au voisinage du système solaire, en particulier à cause des grosses planètes. Mais là encore, tout est calculable.


          • HClAtom HClAtom 16 janvier 08:36

            @popov
            Oui, tout est calculable, c’est d’ailleurs ce que j’ai fait, et dont je parle dans mon article.

            Il ne faut pas croire que les déplacements dans l’espace ont quelque chose à voir avec ce qui se passe sur Terre. Par exemple, vous ne pourrez pas accélérer sur une orbite circulaire, car toute accélération sur une orbite la déforme en ellipse. Dans le cas de Starshot la ligne droite est de toute façon impossible à atteindre, seule des paraboles et des hyperboles sont possibles. Mais le problème que j’ai exposé reste.


          • popov 16 janvier 12:14

            @HClAtom


            Bon, on ne va pas chipoter sur des détails. La ligne droite est toujours une solution possible mais jamais réalisable en pratique à cause des perturbations. Mais l’hyperbole tend asymptotiquement vers la ligne droite.

            Ma question était : étant donnés la position de la sonde et sa vitesse radiale et transversale au moment où on commence à l’accélérer avec le laser, étant donné que la position du laser change continuellement mais de façon prévisible durant les 10 minutes, on peut calculer la direction finale de la sonde loin du système solaire. Pourquoi ne pourrait-on pas s’arranger pour que cette direction soit la bonne ? Qu’est-ce qui fait que parmi l’infinité de directions possibles, seule la bonne serait hors de portée ? D’autant plus que la direction va automatiquement se corriger à l’approche de l’étoile cible du fait de sa gravitation.

            Vous revenez sur ce problème d’accélération sur une trajectoire circulaire. On en a discuté longuement. C’est vrai que c’est impossible avec seulement une propulsion tangentielle à l’orbite. Mais je vous ai démontré qu’on peut effectivement y arriver si on ajoute une propulsion radiale dirigée vers le centre de la trajectoire. J’ai même calculé la force à appliquer à chaque instant. Personne ne le fait, non pas parce que c’est impossible, mais parce que ce serait un gaspillage stupide d’énergie.

          • HClAtom HClAtom 16 janvier 14:08

            @popov
            Le laser va accélérer la sonde « trop à droite », pour qu’en passant à gauche de la verticale vers Proxima, on puisse la rattraper. Un simple dessin sur papier vous le montrera, c’est géométrique, et d’autant plus que la sonde en orbite terrestre avance à 6-8 km/s, avant accélération, et beaucoup plus après.

            Quoi que vous prétendiez, accélérer un satellite sur une orbite circulaire est impossible. Les lois de la gravitation de Newton et Einstein l’interdisent. Grand bien vous fasse que vous y parveniez : courrez l’annoncer à la NASA, ils seront ravis car vous aurez alors résolu le problème du rendez-vous spatial.

            Quant à décrire une ligne droite dans l’espace par rapport au soleil, sauf à avoir un moteur capable d’étaler au moins 30km/seconde ... c’est méconnaître les impératifs de la gravitation.


          • popov 16 janvier 16:12

            @HClAtom

            Ce n’est pas impossible, c’est économiquement infaisable. Je vous ai fourni le calcul. S’il y a une faute, dites-moi où.

          • popov 16 janvier 16:28

            @popov


            Si la sonde a à un moment donné une vitesse radiale supérieure à la vitesse d’échappement du système solaire, elle va suivre une trajectoire hyperbolique, quelle que soit sa vitesse transversale initiale, et ne reviendra jamais dans le système solaire. Cette trajectoire tend asymptotiquement vers une ligne droite, mais peu importe, la sonde va aller quelque part. Pourquoi ne peut-on pas s’arranger pour que ce quelque part soit précisément l’étoile cible. Pourquoi ce point particulier de l’univers serait a priori hors de portée ? 

          • HClAtom HClAtom 16 janvier 17:27

            @popov
            Je vous conseille ce simulateur de transferts spatiaux. Vous pouvez y régler les vitesses comme vous le voulez, et donc voir ce qui se passe quand la vitesse d’un orbiteur sur un cercle varie, c’est à dire quand l’orbiteur est accéléré. Le professeur E. Trélat, de l’UPMC, m’a félicité pour ce simulateur, et il m’a confirmé par écrit qu’il n’était pas buggué : comme le simulateur le montre, il n’est pas possible d’accélérer un orbiteur sur son orbite circulaire.

            Je ne dispose pas de vos calculs, mais je me référerais cordialement à un article de votre part, si vous en écrivez un concernant votre théorie de l’accélération gravitationnelle. Pour ma part je n’utilise aucune théorie, mais un théorème de géométrie (le TCK).

            Quant à expédier la sonde sur une hyperbole, le problème sera le même : comment accélérer la sonde sur la bonne hyperbole pendant 10’, condition indispensable pour atteindre 20% de la vitesse de la lumière ? A mon avis c’est encore plus difficile que sur une droite.


          • popov 17 janvier 01:07

            @HClAtom

            Mais si, vous disposez de mes calculs sur la possibilité d’accélérer un satellite sur une orbite circulaire. Commentaire du 29 avril 2014 à15:14 sous votre article.

            Pour revenir au problème de la sonde, je constate que vous ne pouvez pas expliquer pourquoi parmi toutes les directions possibles, la bonne serait impossible à obtenir.
            Si on dirige le faisceau laser pendant 10 minutes sur la sonde, elle va atteindre une vitesse supérieure à la vitesse d’échappement du système solaire, quelle que soit sa vitesse transversale initiale. Elle va donc quitter le système solaire et continuer pratiquement en ligne droite. Pourquoi ne pourrait-on pas s’arranger pour que cette direction finale soit la bonne ?


          • HClAtom HClAtom 17 janvier 23:07

            @popov
            Puisqu’on tire avec un laser, il faut assurer absolument l’alignement soleil-laser-sondes-Proxima, c’est aussi simple que cela. Tout comme une balle de fusil ne peut pas avoir une trajectoire courbe, la sonde ne pourra avoir qu’une trajectoire droite. Dès lors l’alignement est indispensable lors de la poussée du laser, c’est à dire pendant 10 minutes. Le hic c’est que les mouvements relatifs du soleil, de la Terre, des sondes, et pourquoi pas de Proxima, rend impossible un tel alignement pendant plus qu’une fraction de seconde.


          • Alcyon 28 janvier 18:11

            @HClAtom

            félicitations, tu viens de prouver que tu ne maîtrises pas le sujet. Non la trajectoire ne sera pas droite, c’est quand même ridicule d’affirmer ce genre de conneries et de déclarer faire des maths. L’alignement avec Proxima, on s’en bat le steak. Vraiment. Il faut vraiment ne rien avoir compris pour dire ça. Les personnes qui tirent à l’arc savent très bien qu’on n’aligne pas la flèche avec la cible.

            Et soit dit en passant, une balle de fusil a une trajectoire courbe. C’est juste qu’en quelques cm, c’est difficile à voir. Mais les snipers doivent adapter leur tir à la gravité et la force de Coriolis. A moins que tu ne saches même pas dans quel repère tu décides de faire tes calculs ?

          • Jonathan Livingstone 15 janvier 09:39

            Si vous, qui n’êtes probablement pas grand chose (soyez modeste) comparé à ceux qui travaillent sur ce projet, êtes capable d’identifier ces problèmes, ne pensez vous pas que ces « imbéciles » d’astrophysiciens ne l’ont pas fait eux aussi et ne travaillent pas à les surmonter ?


            • HClAtom HClAtom 15 janvier 10:04

              @Jonathan Livingstone
              Ah, voilà un bel argument scientifique ! Si vous n’êtes pas un « grand scientifique reconnu », vous n’avez pas le droit de faire de la science, et surtout, vos calculs sont forcément faux.
              Je vous remercie de votre amabilité, et permettez moi de vous rendre la pareille : visiblement vous ne connaissez rien aux lois de la science car vous croyez que l’argument d’autorité, voire autoritaire, en fait partie.
              Sans rire, si vous ne connaissez rien à la géométrie et à la gravitation, tâchez de ne pas insulter ceux qui ont passé des années à les travailler (voir par exemple ce simulateur).


            • Alcyon 28 janvier 18:12

              @HClAtom et ça vaut pour toi aussi. Sauf que lui, au moins, à la modestie de le reconnaître.


            • popov 15 janvier 14:56

              @HCIAtom


              Je me suis livré à quelques calculs d’ordre de grandeur.

              (1) Refroidissement des lasers

              Sous le titre « Refroidissement de l’émetteur laser » le rendement des laser est estimé à 50%. Donc 50% de la puissance fournie, soit 50 GW va se retrouver sous forme de chaleur à évacuer. 

              Cette chaleur à évacuer correspond à environ 12.5 10E9 calories par seconde.

              En admettant que l’eau de refroidissement subit un échauffement de 50 degrés, il faudra faire circuler 25 10E7 cc d’eau par seconde, soit 250 mètres cube par seconde. 

              Quand même !

              (2) Alimentation

              Les lasers consomment 100 GW pendant 10 minutes. La centrale prévue produit 100 kW qui servent à charger des batteries. 

              Il y a un facteur 10E6 (un million) entre ces deux puissances. 

              Même en supposant que pas plus que l’énergie nécessaire n’est stockée et que la totalité est récupérable, la centrale devait fonctionner pendant 10 millions de minutes avant le jour J rien que pour charger les batteries. 

              Cela correspond à environ 19 ans. Bien plus que la durée de vie de la plupart des batteries. Et ceci, sans compter les pertes sur une telle durée !

              • popov 15 janvier 15:14

                PS sur l’alimentation. 


                Difficile d’imaginer que les auteurs de ce projet aient commis une erreur aussi grossière. 

                Je soupçonne donc la page wiki d’avoir indiqué 100 kW au lieu de 100 MW, ce qui correspondrait à une petite centrale thermique et réduirait le temps de charge à 7 jours. Ce serait plus réaliste.

              • HClAtom HClAtom 15 janvier 16:05

                @popov
                Effectivement, car le site quant à lui parle de 100GW (site).


              • popov 16 janvier 12:27

                @HClAtom


                Personne ne va construire une centrale de 100 GW en altitude rien que pour une expérience de 10 minutes. À moins de vouloir réutiliser ces lasers pour griller des satellites « ennemis ».

                Une centrale de 100 MW, par contre, c’est déjà beaucoup plus faisable et les batteries ou autres qui fourniraient la puissance pendant ces 10 minutes pourraient être chargés en une dizaine de jours.

              • HClAtom HClAtom 16 janvier 13:56

                @popov
                Si vous voulez leur expliquer cela, ne vous gênez pas.


              • Alcyon 28 janvier 18:14

                @HClAtom : dans un langage que tu comprendras alors.


                On fait des grosses piles et on stocke l’énergie générée pendant une semaine dans ces grosses piles. Puis on lâche tout pendant 10 minutes. Non, ce n’est pas impossible, c’est le principe des batteries d’appareils mobiles à nettement plus grande échelle, et les arguments d’incrédulité, non merci.

              • popov 16 janvier 12:45

                @HCIAtom


                Autre calcul d’ordre de grandeur : le nombre de batteries.

                Les batteries au plomb ont l’avantage qu’elles peuvent délivrer un courant de plus de 100 A pendant plus de 10 minutes. 12 V x 100 A = 1,2 kW.

                100 GW / 1,2 kW = 83 10E6. Il faudrait donc 83 millions de batteries à, disons 25 euros la batterie. Ils auront intérêt à trouver un autre système de stockage. 

                • Raoul-Henri Raoul-Henri 16 janvier 15:43

                  Salut,

                  votre exposé tient-il compte du calcul balistique nécessaire due aux déplacements respectifs des deux astres à relier ?

                  Y aurait-il un tir unique lors du lancement et ensuite plus rien pour rectifier le tir ?

                  Pourquoi n’est-il pas envisagé un simple capteur de lumière à bord qui permettrait au vaisseau interstellaire de se diriger tout seul vers Proxima du Centaure à l’approche de celle-ci ?


                  • popov 16 janvier 16:43

                    @Raoul-Henri 


                    votre exposé tient-il compte du calcul balistique nécessaire due aux déplacements respectifs des deux astres à relier ?

                    Non, le calcul ne tient compte que du mouvement de la terre autour du soleil et de la rotation de la terre sur elle-même.

                    Mais il y a de bonnes chances que les scientifiques qui entreprendront cette expérience auront conscience qu’il faut tenir compte du mouvement relatif du soleil et de l’étoile.

                  • HClAtom HClAtom 16 janvier 17:53

                    @popov
                    Si, le calcul est fait à partir de la figure 2, et tient donc compte du mouvement de la Terre autour du soleil. Je l’ai écrit noir sur blanc. J’explique que si la Terre ne tournait pas sur elle même, son simple déplacement autour du soleil ne laisse qu’une 30aine de secondes (35 pour être exact) pour tirer dans la bonne direction avec l’écart d’angle de 4 dix millièmes de degré.
                    Si on tient compte de la rotation de la Terre sur elle-même, on tombe à 0.096 secondes.
                    Et tout ça sans même tenir compte de la vitesse orbitale de la sonde.

                    A quoi ça sert que je l’écrive si vous prétendez ensuite que je ne l’ai pas écrit ? Ce n’est pas fair-play.


                  • Raoul-Henri Raoul-Henri 16 janvier 20:01

                    @HClAtom
                    Et c’est quand que vous me répondez à moi ? Dans ma première question les deux astres à relier sont le Soleil et Proxima ; je précise. Et puis il y a les deux autres questions.


                  • HClAtom HClAtom 16 janvier 22:44

                    @Raoul-Henri
                    « votre exposé tient-il compte du calcul balistique nécessaire due aux déplacements respectifs des deux astres à relier ? »
                    Oui, je ne parle même que de ça, et même de balistique gravitationnelle.

                    « Y aurait-il un tir unique lors du lancement et ensuite plus rien pour rectifier le tir ? »
                    Oui. D’après ce que je lis, le tir ne dure que 10 minutes ... et le voyage 22 ans.

                    "Pourquoi n’est-il pas envisagé un simple capteur de lumière à bord qui permettrait au vaisseau interstellaire de se diriger tout seul vers Proxima du Centaure à l’approche de celle-ci ?"
                    Nous ne possédons pas une telle technologie, qui serait capable de capter les photons et de les ré-éjecter dans une direction privilégiée, à part la réflexion qui est non maîtrisable (accélération négative). Il faut en outre comprendre qu’à la distance de Pluton le soleil n’est guère plus lumineuse que Jupiter vue de la Terre, la quantité de photons, et donc d’énergie, disponible est très faible.

                    Est-ce mieux ?


                  • popov 17 janvier 00:20

                    @HClAtom

                    Oui, vous avez parlé de la rotation de la terre sur elle-même, du mouvement de la terre autour du soleil, mais pas du mouvement global du système solaire par rapport à Proxima. C’était cela la question de Raoul-Henry. La réponse était donc « non ».


                  • HClAtom HClAtom 17 janvier 10:05

                    @popov
                    Vous avez raison, il faut en plus tenir compte du déplacement relatif des deux étoiles, ce qui complique encore le problème.


                  • popov 17 janvier 13:22

                    @HClAtom

                    On progresse. Prenons encore un peu de hauteur et essayons de bien poser le problème.

                    Les équations de Newton ne sont valides que dans un repère d’inertie. Dans un repère accéléré il y a une force de Coriolis qui pourrait fausser tous les calculs d’une trajectoire qui va s’étaler sur une durée de quelques décennies.

                    Première étape : se donner un repère d’inertie.

                    Deuxième étape : déterminer la position et la vitesse de Proxima dans ce système d’inertie. En tenant bien sûr compte du décalage horaire (la position et la vitesse observée aujourd’hui sont en fait vielles d’environ 4 ans, temps qu’il faut à la lumière de Proxima pour nous atteindre).

                    Troisième étape : déterminer la direction que la sonde doit atteindre asymptotiquement quand elle sera loin du système solaire pour atteindre Proxima non pas là où elle est au moment du lancé, mais là où elle sera une bonne vingtaine d’années plus tard.

                    Quatrième étape : déterminer la position et la vitesse initiale des sondes dans ce système. Ceci doit tenir compte de la rotation de la terre sur elle-même, de son mouvement autour du soleil et du mouvement du soleil dans ce repère d’inertie. Il faut faire en sorte que la direction asymptotique soit correcte.

                    Pour résoudre tous ces problèmes il faudra tenir compte de :

                    (1) la vitesse et la position initiale des sondes dans le repère d’inertie

                    (2) le champ de gravitation du soleil et de toutes les planètes du système solaire en temps réel sur le parcours des sondes

                    (3) le mouvement du laser pendant les 10 minutes d’accélération

                    (4) la perte d’efficacité du laser au fur et à mesure que les sondes s’éloignent (le faisceau laser n’est pas parfaitement parallèle)

                    (5) la perte d’efficacité du laser au fur et à mesure que les sondes prennent de la vitesse (la poussée de radiation diminue d’un facteur (1 - v/c) par effet Doppler).

                    Si on peut réunir des données solides et la puissance de calcul pour résoudre tous les problèmes ci-dessus, il reste une grosse inconnue : les poussières interstellaires qui vont freiner les sondes.

                    Et si tout se passait mieux que prévu, et que les sondes allaient capoter pile sur Proxima, il faudrait en plus espérer qu’à ce moment, toutes les planètes de Proxima ne soient pas en alignement de l’autre côté.

                    Le seul facteur encourageant dans cette histoire, c’est l’attraction gravifique de Proxima qui va automatiquement corriger un peu des trajectoires pas trop fausses. D’ailleurs, comme c’est l’étoile la plus proche, même en lançant les sondes au hasard, la probabilité de se retrouver dans un angle solide autour de Proxima est plus grande que celle de se retrouver dans le même angle solide mais dans n’importe quelle autre direction.

                    Que conclure ? Peu de chance que cela réussisse du premier coup.


                  • HClAtom HClAtom 17 janvier 23:01

                    @popov
                    Je vous en prie, allez-y.
                    Pour ma part je me contente de remarquer que la vitesse de rotation de la terre sur elle même (où est posé le laser), plus la vitesse de satellisation des sondes, plus la vitesse de la Terre sur son orbite solaire, et j’ajoute à votre initiative la vitesse relative des deux étoiles, rend impossible tout alignement soleil-laser-sonde-Proxima pendant plus que quelques millièmes de secondes par an. Nous sommes donc loin des 10 minutes nécessaires.
                    Pour moi c’est aussi simple que cela, c’est uniquement géométrique et cinématique.

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