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 Expérience de pensée immobile

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shortpetrol




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MessageSujet: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyDim 14 Oct 2018 - 18:48

Bonjour à tous
J'espère que vous n'allez pas me piquer la place libre que j'ai candidatée pour le prochain départ de Soyouz MS10 (ou11) qui va à coup sûr repartir avant la fin de l'année quand on aura inspecté et réparé cette foutue valve d'oxygène car je vous en voudrait beaucoup  Sad 

En attendant j'ai fait une ...expérience de pensée immobile

...ou comment se faire des noeuds (cosmiques) au cerveau.

Une nuit récente d'insomnie je repensai à plein de morceaux merveilleux d'autres nuits passés sur KSP.  Mais j'ai laissé KSP et ses kerbonautes il y a plus d'un an et je n'ai pas le temps de m'y remettre pour l'instant.
Alors voilà ce que j'imaginai comme possible ou pas sans trouver de réponse. Pourriez vous m'aider et/ou me dire si la question est mal posée ?
La terre se déplace sur son orbite à environ 30km/s soit peu ou prou 110 000 km/h.
Peux t'on imaginer envoyer une sonde assez légère (disons 500 kg ou plus, ou moins)  sur un gros lanceur tel  la future SLS ou l'équivalent d'une Saturne V , bien pêchu en deltaV , en rétrograde du mouvement de la terre pour annuler complètement toute vitesse orbitale autour du soleil et atteindre pour un bref instant une immobilité dans le référentiel Système Solaire avant de tomber en ligne droite vers le centre du soleil ?
Ceci en négligeant bien sûr l'attraction des planètes.
Si j'étais encore sur KSP j'essaierai de calculer le nombre de ΔV nécessaire mais j'en suis incapable en ce moment.
 On fait comme ça au départ pour rejoindre une planète interne (Vénus par exemple) mais ici on resterait sur l'orbite terrestre, en ayant dépassé un peu ce que l'on appelle, je crois,  la deuxième vitesse cosmique.
Ce serait une sorte de " point de Lagrange" exotique Laughing
Et aussi , pendant qu'on y est, pourrait on imaginer, par exemple une fois atteint cet endroit, un moteur ionique (sous la  sonde détachée de son lanceur) assez puissant pour freiner l'attraction du Soleil et la maintenir à ce même endroit. En lui mettant , pourquoi pas, en charge utile un petit James Webb télescope en modèle réduit Evil or Very Mad
On oublie que la terre repassera à cet endroit dans un an ou moins...  :-)   ,sinon se positionner un peu plus vers l'orbite de Mars serait envisageable (?).

Merci à ceux qui se prêteraient avec moi à cet exercice de pensée et aussi à ceux qui pourront m'expliquer pourquoi c'est une fausse ou inutile interrogation.
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phenix
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phenix

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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyDim 14 Oct 2018 - 20:33

bonjour 

pour les calcule de DV. si on veut être immobile par rapport au soleil, il faut bien annulé les 29,8km/s a laquelle avance la terre. Il faut donc qu'on atteigne cette vitesse en sortant de la sphère d’influence terrestre (Vinfini) . donc si on par d'une orbite basse (300km) il faut un DV 24km/s.  pour situer l'effort , pour envoyer 1kg a cette vitesse (charge utilie+reservoir+panneau solaire+ moteur) il faut 200kg de carburant si on utilise le top de l'hydrolox (460s) et 3,5kg avec du ionique.

Après je vois pas trop l’intérêt  scratch  l’échelle de notre déplacement comparé au distance interstellaire, le mouvement n'est pas perturbant et de tout façon on sait calculé cette perturbation. hubble, herschel , Planck, newton  et bientot webb sont en mouvement et dont tout de même des résultats formidables.
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shortpetrol




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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyDim 14 Oct 2018 - 21:14

Merci Phenix pour cette réponse rapide.
Donc , sans parler du tout  de l'intérêt d'un tel envoi puisque c'est juste une expérience de pensée, c'est possible d'envoyer par exemple un genre de gros cubesat de 100 ou 500 kg (avec un moteur ionique qui occuperait sans doute l'essentiel de la masse) à un tel endroit dans le référentiel système solaire et qu'il reste immobile ?
Bon d'accord ce n'est plus trop ce qu'on appelle un cubsat Smile 
...l'engin restant sur le même rayon soleil-cubsat avec son moteur exerçant juste la poussée nécessaire pour annuler l'attraction gravitationnelle du soleil ?

Si je suis ton estimation il faudrait donc 500x200=100 000kg de carburant; cent tonnes !

Il semblerait que le SLS pourrait le faire !?
Encore une fois c'est juste hypothétique chaud bave
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Argyre


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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyDim 14 Oct 2018 - 22:26

shortpetrol a écrit:
Merci Phenix pour cette réponse rapide.
Donc , sans parler du tout  de l'intérêt d'un tel envoi puisque c'est juste une expérience de pensée, c'est possible d'envoyer par exemple un genre de gros cubesat de 100 ou 500 kg (avec un moteur ionique qui occuperait sans doute l'essentiel de la masse) à un tel endroit dans le référentiel système solaire et qu'il reste immobile ?
Bon d'accord ce n'est plus trop ce qu'on appelle un cubsat Smile 
...l'engin restant sur le même rayon soleil-cubsat avec son moteur exerçant juste la poussée nécessaire pour annuler l'attraction gravitationnelle du soleil ?

Si je suis ton estimation il faudrait donc 500x200=100 000kg de carburant; cent tonnes !

Il semblerait que le SLS pourrait le faire !?
Encore une fois c'est juste hypothétique chaud bave

En vérité, pour atteindre un point fixe dans le repère du système solaire, il est beaucoup plus simple de partir avec une vitesse égale à la vitesse de libération, en restant prograde !
La vitesse de libération depuis la Terre n'est que de 42 km/s, avec 30 km/s déjà acquis. Si on a 11 km/s pour sortir de l'attraction terrestre, il ne reste que 12 km/s à gagner, qui peuvent se ramener à beaucoup moins si on accélère en orbite basse.
Ensuite, il faudrait simplement attendre que la sonde atteigne grosso modo l'orbite de Neptune et une toute petite correction de trajectoire suffirait à atteindre le fameux point fixe.
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lambda0


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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyLun 15 Oct 2018 - 11:30

shortpetrol a écrit:
...
Et aussi , pendant qu'on y est, pourrait on imaginer, par exemple une fois atteint cet endroit, un moteur ionique (sous la  sonde détachée de son lanceur) assez puissant pour freiner l'attraction du Soleil et la maintenir à ce même endroit. En lui mettant , pourquoi pas, en charge utile un petit James Webb télescope en modèle réduit Evil or Very Mad
On oublie que la terre repassera à cet endroit dans un an ou moins...  :-)   ,sinon se positionner un peu plus vers l'orbite de Mars serait envisageable (?).
...

C'est une expérience de pensée amusante, à défaut d'être éventuellement utile.
Il n'est peut-être pas nécessaire de disposer d'un système de propulsion pour rester stationnaire indéfiniment : utiliser la pression de radiation solaire ssur une voile.
A l'équilibre, l'attraction du soleil est compensée par la pression photonique.
Soit G*M*m/r² = 2*E/c, pour une voile parfaitement réfléchissante.

Avec :
G = 6.67e-11 (SI)
M = 2e30 kg masse du soleil
r = 150e9 m distance du soleil
m = masse surfacique de la voile, en kg/m²
E = 1400 W/m² éclairement au niveau de l'orbite terrestre

Avec ces chiffres, on calcule m = 1.57 g/m²
C'est la masse maximale admissible pour la voile, à charge utile nulle.
La beauté de la chose est que l'éclairement décroissant avec le carré de la distance au soleil, le terme r² s'élimine si on calcule E, et donc m est indépendant de la distance (enfin, au 1er ordre...), ce qui doit avoir des conséquences intéressantes sur la stabilité de l'équilibre.

Est-ce physiquement réalisable ?
Masse de l'aluminium : 2.7 g/cm3
Sauf erreur de ma part, une voile en aluminium devrait avoir une épaisseur de 580 nm.
Je vous laisse vérifier si cette épaisseur permet d'être réfléchissant.
Mais avec d'autres matériaux, on peut théoriquement descendre bien plus bas en masse surfacique, même à 0.1 g/m², ce qui laisse de la marge pour une charge utile.

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shortpetrol




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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyMer 17 Oct 2018 - 21:23

Pas sûr d'avoir bien compris, Argyre, tu parles d'un transfert de Hohmann très loin jusqu'à l'orbite de Neptune avec donc une vitesse à l'apogée assez faible pour qu'une petite  poussée en rétrograde circularise la sonde très loin du soleil ?

Lamda ta solution semble très élégante, même si je n'ai pas tout compris dans tes calculs.
Mais, au fait, est ce qu'une voile solaire a jamais été envoyée dans l'espace, en vrai ?
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Argyre


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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyMer 17 Oct 2018 - 22:11

shortpetrol a écrit:
Pas sûr d'avoir bien compris, Argyre, tu parles d'un transfert de Hohmann très loin jusqu'à l'orbite de Neptune avec donc une vitesse à l'apogée assez faible pour qu'une petite  poussée en rétrograde circularise la sonde très loin du soleil ?

Oui, c'est le principe.
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lambda0


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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyJeu 18 Oct 2018 - 9:07

shortpetrol a écrit:
...
Mais, au fait, est ce qu'une voile solaire a jamais été envoyée dans l'espace, en vrai ?

Ikaros, en 2010

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shortpetrol




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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyJeu 18 Oct 2018 - 11:30

Merci pour vos réponses.
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ReusableFan




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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyJeu 18 Oct 2018 - 13:40

Rester à un endroit fixe sur l'orbite terrestre permettrait en théorie de voir "arriver" la Terre l'année suivante et pourquoi pas de faire une vidéo en direct du passage de la Terre à grande vitesse.

Ce serait extrêmement fort comme vidéo, mais très compliqué à réaliser pour rester à une position optimale pendant une année.
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Argyre


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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyJeu 18 Oct 2018 - 17:40

ReusableFan a écrit:
Rester à un endroit fixe sur l'orbite terrestre permettrait en théorie de voir "arriver" la Terre l'année suivante et pourquoi pas de faire une vidéo en direct du passage de la Terre à grande vitesse.

Ce serait extrêmement fort comme vidéo, mais très compliqué à réaliser pour rester à une position optimale pendant une année.

Le plus simple, c'est tout de même de se mettre en orbite haute, puis de manipuler le zoom et de faire tourner la caméra ...
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shortpetrol




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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyDim 21 Oct 2018 - 11:50

Il y a aussi l'application Blueturn qui utilise les images de la sonde DSCOVR maintenue au pt de Lagrange L1 et qui donne (presque) une image de la Terre en temps réel.
Mais sa fonction essentielle est de capter et analyser les vents solaires.
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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyDim 21 Oct 2018 - 19:09

shortpetrol a écrit:
Il y a aussi l'application Blueturn qui utilise les images de la sonde DSCOVR maintenue au pt de Lagrange L1 et qui donne (presque) une image de la Terre en temps réel.
Mais sa fonction essentielle est de capter et analyser les vents solaires.
Ce point L1 à la même vitesse angulaire que la Terre en orbite autour du Soleil.
Cela ne correspond pas à cette expérience de pensée immobile où ce vaisseau virtuel aurait une vitesse angulaire nulle par rapport au Soleil.
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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyLun 22 Oct 2018 - 13:45

Argyre a écrit:
ReusableFan a écrit:
Rester à un endroit fixe sur l'orbite terrestre permettrait en théorie de voir "arriver" la Terre l'année suivante et pourquoi pas de faire une vidéo en direct du passage de la Terre à grande vitesse.

Ce serait extrêmement fort comme vidéo, mais très compliqué à réaliser pour rester à une position optimale pendant une année.

Le plus simple, c'est tout de même de se mettre en orbite haute, puis de manipuler le zoom et de faire tourner la caméra ...

Certes, mais cela relève quelque peu du trucage.
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Giwa
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MessageSujet: Re: Expérience de pensée immobile   Expérience de pensée immobile EmptyLun 22 Oct 2018 - 14:14

Aramis a écrit:
Argyre a écrit:


Le plus simple, c'est tout de même de se mettre en orbite haute, puis de manipuler le zoom et de faire tourner la caméra ...

Certes, mais cela relève quelque peu du trucage.
Et puis même avec le plus fort zoom, ce ne serait pas aussi impressionnant que le spectacle de la Terre fonçant comme un bolide et passant à proximité...il faudrait tout de même se décaler un peu  Wink ...de quelques milliers de km de l’orbite terrestre car sinon  affraid
 
Post-scriptum : Comme on risque d’attendre longtemps avant que cette expérience se concrétise, on pourrait en faire une simulation.
Et comme , j’ai rien trouvé sur internet , faute de mieux voilà une autre simulation....histoire d’avoir quelques frissons :

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