La voile solaire IKAROS

Pour revenir au sujet et se détendre un peu comme le font les photons (grains de lumière ) rebondissant sur la voile d'Ikaros , voilà une petite question "divertissante " à propos d’un voilier photonique de masse M réfléchissant frontalement des photons de fréquence initiale ν ?
Quelle sera la fréquence ν’ d'un photons après réflexion en appliquant les lois de conservation de l’énergie et de la quantité de mouvement ?
PS: le voilier sera considéré sans vitesse initiale pour simplifier la question et l'application numérique se fera pour un photon de longueur d'onde 0,5 micromètre et pour la masse du voilier IKAROS de M =315 kg ;)
Je m'absente pour plusieurs jours. Je suppose tout de même que la variation de fréquence doit être très faible ...quasiment négligeable.

De combien la fréquence d’un photon peut-elle se modifier lors d’une réflexion sur la voile solaire d’IKAROS ?

Appliquons tout d’abord le principe de la conservation de l’énergie :
Si ν est la fréquence du photon incident et ν’ ,celle du photon réfléchi et avec h, constante de Planck ,et M et V’ ,la masse d’IKAROS et sa vitesse acquise après la réflexion, on obient l’équation :
hν = hν’ + ½ Mν’²
Appliquons maintenant le principe de la conservation du mouvement en comptant positivement la quantité de mouvement du photon avant réflexion et négativement après. On obtient alors avec , célérité de la lumière :
hν/c = -hv’/c+ MV’
Alors : ν-v’ = ½ Mν’²/h et ν +v’ =cMV’/h
Eliminons V’ en calculant : ( ν-v’)/( ν +v’)² = h/(2c²M)
Numériquement dans le système international avec h = 6,6.10 ^-34 et c= 3.10⁸ et aussi M= 314, on obtient : ( ν-v’)/( ν +v’)² =1,2.10^-53
Ce rapport est fantastiquement faible ce qui permet d’en déduire que la baisse de fréquence est d’une faiblesse infime et que pratiquement ( ν +v’)² = 4 ν²
Or ν = c /λ si λ est la longueur d’onde du photon incident. Avec λ = 0,5 μm on obtient alors :
ν = 6.10¹⁴ Hz et 4 ν² = 144. 10²⁸
Alors ν-v’= 1,2.10^-53 * 144. 10²⁸ soit : ν-v’#2. 10^-23 Hz

On ne peut pas dire que les grains de lumière du Soleil se détendent beaucoup avec IKAROS ! ;)

Giwa a écrit:De combien la fréquence d’un photon peut-elle se modifier lors d’une réflexion sur la voile solaire d’IKAROS ?

(...)
Alors ν-v’= 1,2.10^-53 * 144. 10²⁸ soit : ν-v’#2. 10^-23 Hz

On ne peut pas dire que les grains de lumière du Soleil se détendent beaucoup avec IKAROS ! ;)

Ah, enfin un peu de "remue-méninge". ;)

J'ai trouvé ce cours, qui fait exactement la même chose que toi, mais pour une sonde (un miroir, dans le doc.) de vitesse initiale non nulle:

http://www.physics.byu.edu/faculty/bergeson/physics571/lecturenotes/aomEom.pdf

En utilisant tes notations, et en adaptant le signe de leurs calculs (parce qu'ils considèrent un miroir se déplaçant en sens inverse du photon incident), la variation de fréquence du photon est donnée par:

∆v/v= -2.V/c

(∆v=v'-v ; V= vitesse initiale du miroir)

On voit que le résultat ne dépend pas du tout de la masse du miroir/voilier photonique, et le décalage de fréquence (ou ... effet Doppler, même si le nom n'est pas cité dans le document) est d'autant plus grand que l'engin se déplace à grande vitesse.
Avec cette formule, on obtient une variation de fréquence nulle quand la vitesse (initiale) de l'engin est nulle, contrairement à ton calcul, mais c'est normal puisque les hypothèses sont différentes: cette formule est obtenue avec une approximation supplémentaire qui est que V+V'~2V (soit V'~V).
Vu la masse d'IKAROS (340 kg), je crois qu'on peut raisonnablement faire cette hypothèse, a fortiori s'il se prend dans la figure un unique photon. ;).

edit: j'ai modifié beaucoup de fois mon message. Désolé pour les lecteurs qui auraient lu mes "brouillons". ;)

Merci Giwa pour ton explication, elle était très claire.
J'ai pu me raccrocher à mes souvenir de Terminale C pour suivre ton raisonnement.
Cependant à un moment, tu fais l'approximation V + V' = 2V.
Pourtant il y a une variation de vitesse qui ne me paraît pas négligeable, car c'est comme ça que la sonde se déplace, non ?

cosmos99 a écrit:Merci Giwa pour ton explication, elle était très claire.
J'ai pu me raccrocher à mes souvenir de Terminale C pour suivre ton raisonnement.
Cependant à un moment, tu fais l'approximation V + V' = 2V.
Pourtant il y a une variation de vitesse qui ne me paraît pas négligeable, car c'est comme ça que la sonde se déplace, non ?

Je réponds à ta question, comme il me semble que c'est dans le document que j'ai posté, et pas dans le calcul de Giwa, que se trouve cette approximation sur les vitesses.
Je me suis posé la même question: l'approximation n'est-elle pas contradictoire avec l'hypothèse que le photon interagit avec la voile ?
En fait, il me semble que non: dans toute la mise en équation du pdf, les vitesse initiale et finale sont bien distinctes, et ce n'est qu'à la fin du calcul qu'elle intervient, uniquement pour signifier que l'incrément de vitesse est négligeable numériquement (mais pas nul) devant la vitesse.
Car en fait cette approximation revient à écrire:

V'=V+∆V
V+V' = 2V + ∆V
∆V << V ==> V + V' ~ 2V

Cela dit, l'approximation ∆V << V n'est valable que si V est suffisamment grand.
A mon avis, on doit pouvoir faire cette approximation dans le cas d'une voile solaire "en phase de croisière", vu les ordres de grandeurs mis en jeu (mais si on fait l'hypothèse d'une vitesse initiale nulle - cas étudié par Giwa - on ne doit pas pouvoir faire cette approximation; et d'ailleurs Giwa ne la fait pas ;) ).

Le manque de compréhension entre nous provient d’un formatage de la lettre grecque ν « nû » dans le logiciel Word 7 qui ressemble de trop près au v minuscule du latin. Bien, comme c’est la tradition d’utiliser cette lettre pour noter la fréquence d’un photon je l’ai employée …mais effectivement cela entraine une confusion avec des vitesses alors que j’ai calculé des fréquences. D’ailleurs la seule vitesse non nulle qui intervenait était la vitesse de recul de la voile solaire sous l’impact du seul photon - que j’ai éliminé en combinant les équations. Il va s’en dire que cette vitesse de recul du miroir est ridiculement faible. Toutefois j’ai quant- même l’intention de la calculer par la suite pour arriver jusqu’au calcul de l’ordre de grandeur de l’accélération sous l’impact des milliards de milliards …etc… de photons du flux solaire…mais on a le temps …surtout que - HS- j’ai des dossiers à remplir suite aux intempéries dracénoises avec la perte d’un camping-car submergé par les eaux qui ont déferlé du côté du Muy en aval de Draguignan. Donc – tant pis pour les traditions - je modifie le post précédent avec la lettre f pour fréquence au lieu de ν.
Sinon l’effet Doppler qui a été évoqué modifie bien plus efficacement la fréquence, mais c’est lorsque la source se déplace nettement par rapport au récepteur.
Mes calculs sont faits dans un référentiel attaché au miroir avant son impact et donc l’effet Doppler n’intervient pas. Bon quand j’aurai retrouvé un peu de calme je reprendrai tout çà et avant que IKAROS soit au voisinage de Vénus.
;)

De combien la fréquence d’un photon peut-elle se modifier lors d’une réflexion sur la voile solaire d’IKAROS ?

Appliquons tout d’abord le principe de la conservation de l’énergie :
Si f est la fréquence du photon incident et f’ ,celle du photon réfléchi et avec h, constante de Planck ,et M et V’ ,la masse d’IKAROS et sa vitesse acquise après la réflexion, on obient l’équation :
hf = hf’ + ½ MV’²
Appliquons maintenant le principe de la conservation du mouvement en comptant positivement la quantité de mouvement du photon avant réflexion et négativement après. On obtient alors avec , célérité de la lumière :
hf/c = -hf’/c+ MV’
Alors : f-f’ = ½ MV’²/h et f +f’ =cMV’/h
Eliminons V’ en calculant : ( f-f’)/( f +f’)² = h/(2c²M)
Numériquement dans le système international avec h = 6,6.10 ^-34 et c= 3.10⁸ et aussi M= 314, on obtient : ( f-f’)/( f +f’)² =1,2.10^-53
Ce rapport est fantastiquement faible ce qui permet d’en déduire que la baisse de fréquence est d’une faiblesse infime et que pratiquement ( f +f’)² = 4 f ²
Or f = c /λ si λ est la longueur d’onde du photon incident. Avec λ = 0,5 μm on obtient alors :
f = 6.10¹⁴ Hz et 4 f² = 144. 10²⁸
Alors f-f’= 1,2.10^-53 * 144. 10²⁸ soit : f-f’#2. 10^-23 Hz

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

tatiana13 a écrit:trés intéressant tous ces calculs :ven: , 2. 10-23 Hz est-ce un ordre de grandeur significatif? :sage:
une petite question (peut-être complètement stupide :scratch: ), pourrait-on considérer les photons comme faisant partie de la catégorie des "luxons" et susceptibles de donner un jour une vitesse supraluminique à une voile solaire?

Cela n'est qu'une étape dans les calculs ...et je me demande bien comment on pourrait mesurer une telle diminution de fréquence par rapport à une fréquence initiale de 6.10 ¹⁴ Hz
Toutefois lorsque le "miroir est l’électron " et le photon un gamma, on obtient alors une variation de fréquence significative : c’est l’effet Compton
http://fr.wikipedia.org/wiki/Diffusion_Compton
Quant aux vitesses superluminiques et les luxions ou les tachions :?:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tachyon
HS: Bon je vais aux pays des songes :sleep:

Reprenons alors f +f’= cMV’/h. Comme f-f’ est extrêmement petit alors f+f’ #2f et V’ #2fh/cM
Soit 2x6.10 ⁴ X 6,6 .10 ^-34 /( 3. 10 ⁸ X315) . Finalement V’ # 8. 10 ^{- 30} m/s

Estimons alors le nombre N de photons équivalents qui frappent la voile solaire par seconde.
Le flux solaire est de 1367 W.m^-2 au voisinage de la Terre dans l’Espace . Avec des photons de
f= 6.10 ¹⁴ Hz dont l’énergie serait de 6,6. 10 ^-34 X6.10 ¹⁴ cela donne
1367 /6,6. 10 ^-34 X6.10 ¹⁴ = 3,45.10 ²¹ photons par m2 et seconde.

La voile d’Ikaros a un côté de 14 m . En tenant compte du trou central, du froissement de la voile et de son inclinaison lors du voyage tablons sur une surface collectrice de 100 m ²
Alors N #3,5.10 ²³ photons par seconde.

On peut alors estimer que l’accélération" a " d’IKAROS au voisinage de la Terre sera : a#N V’
soit : #3.10 ^{– 6} m.s^-2 et au voisinage de Vénus de 7 .10 ^{– 6} x (150/100)²
# 1,4 .10 ^-7 m.s-2

L’accélération moyenne du voilier solaire IKAROS serait donc d'environ 5. 10 ^-6 m.s^-2 soit 5μ s^-2 lors de son voyage.

Giwa a écrit:( f +f’)² = 4 ν²

c'est là que je décroche.. c'est pas un f à la place du v ?

c'est en regardant le pdf de cosmos que j'ai cru comprendre
V'=V+∆V
V+V' = 2V + ∆V
∆V << V ==> V + V' ~ 2V
( V + V' )² ~ 4V²
et idem pour f

autrement, merci pour ces application numériques, l'accélération d'Ikaros est donc de cent nanomètres par seconde au carré
soit, si je ne trompe pas, 0.4 km/h de gagné tous les dix jours ...

Giwa a écrit:Reprenons alors f +f’= cMV’/h. Comme f-f’ est extrêmement petit alors f+f’ #2f et V’ #2fh/cM
Soit 2x6.10 ⁴ X 6,6 .10 ^-34 /( 3. 10 ⁸ X315) . Finalement V’ # 8. 10 ^{- 30} m/s
(...)

Bravo, tu as redémontré la formule donnant directement l'accélération d'une voile solaire de réflectivité 1 en fonction du flux solaire:

a = 2PS/(cM) (P= flux solaire ; S= surface de captation)

C'est exactement la même chose que ta formule a # 2Nfh/(cM), car Nfh=PS=puissance de rayonnement solaire capté (en supposant que le rayonnement solaire est monochromatique).

Sinon, numériquement, je crois qu'il y a une erreur d'une puissance de 10 dans ton calcul (N=8.10 ²⁰ photon/s au lieu de 8.10 ¹⁹) et le flux solaire dans l'espace au niveau de la Terre est plutôt dans les 1300 W/m².

cosmos99 a écrit:

Giwa a écrit:( f +f’)² = 4 ν²

c'est là que je décroche.. c'est pas un f à la place du v ?

Petite coquille: avec le changement de notation, il ne devrait y avoir que des f dans la formule, et effectivement, Giwa a utilisé pour les fréquences exactement le même type d'approximation que celle du doc pdf, pour les vitesses.

Giwa a écrit:

On peut alors estimer que l’accélération" a " d’IKAROS au voisinage de la Terre sera : a#N V’10 ^-7
soit : 8 .10 ²¹ x 8 . 10 ^-30 # 6,4 .10 ^{– 8} m.s^-2 et au voisinage de Vénus de 6,4 .10 ^{– 8} x (150/100)²
# 1,4 .10 ^-7 m.s-2

L’ordre de grandeur de l’accélération du voilier solaire IKAROS serait donc de 10 ^-7 m.s^-2 soit de cent nanomètres par seconde au carré lors de son voyage.

Comme dit, la constante solaire est plus élevée P=1367 W/m² à 1UA. La valeur que tu a pris correspond à l'ensoleillement au sommet de l'atmosphère en tenant compte de la rotondité de la Terre et en moyennant jour/nuit.

Après la formule de la poussée est assez simple. La voile fait 14,1 m de côté, soit une surface A=199 m².

F = PA/c ~ 9e-4 N

La masse d'Ikaros est m=315 kg, soit une accélération a :

a = F/m = 2,9 µm/s². Bon avec les pertes disons 2 µm/s².
Pour bien faire faudrait faire la moyenne sur la mission vu que Ikaros se rapproche du Soleil. Mais bon, ça veut dire qu'il lui faut en gros 6 jours pour gagner 1 m/s.

Maintenant si je me base sur la carte rigolote des deltaV caractéristiques pour les différentes missions dans le système solaires, pour sortir de l'orbite basse et emprunter la trajectoire de Hohmann vers Venus, on a deltaV = 3500 m/s (la mission apparemment n'est pas plus précise que ça : on va "vers Venus" sur la trajectoire de transfert. Il n'y a pas de capture et la sonde continue vers le Soleil).




Avec une accélération calculée ça prendrait 55 ans... O_o

Vu que c'est prévu pour dans 6 mois (et que pendant sur durée elle doit gagner dans les 30 m/s par poussée radiative), on voit que l'essentiel de la mission est assurée par propulsion classique.



a+

CosmoS a écrit:

Giwa a écrit:Reprenons alors f +f’= cMV’/h. Comme f-f’ est extrêmement petit alors f+f’ #2f et V’ #2fh/cM
Soit 2x6.10 ⁴ X 6,6 .10 ^-34 /( 3. 10 ⁸ X315) . Finalement V’ # 8. 10 ^{- 30} m/s
(...)

Bravo, tu as redémontré la formule donnant directement l'accélération d'une voile solaire de réflectivité 1 en fonction du flux solaire:

a = 2PS/(cM) (P= flux solaire ; S= surface de captation)

C'est exactement la même chose que ta formule a # 2Nfh/(cM), car Nfh=PS=puissance de rayonnement solaire capté (en supposant que le rayonnement solaire est monochromatique).

Sinon, numériquement, je crois qu'il y a une erreur d'une puissance de 10 dans ton calcul (N=8.10 ²⁰ photon/s au lieu de 8.10 ¹⁹) et le flux solaire dans l'espace au niveau de la Terre est plutôt dans les 1300 W/m².

cosmos99 a écrit:

Giwa a écrit:( f +f’)² = 4 ν²

c'est là que je décroche.. c'est pas un f à la place du v ?

Petite coquille: avec le changement de notation, il ne devrait y avoir que des f dans la formule, et effectivement, Giwa a utilisé pour les fréquences exactement le même type d'approximation que celle du doc pdf, pour les vitesses.

Merci cosmos99, CosmoS et Gilgamesh pour le f et pour les 1300 W/m² ...c'est super cela augmente l'efficacité de la voile d'un facteur 10
Exact :je suis passé à côté de ce v(nû) a remplacer par f
Avec l'augmentation du flux solaire à l'approche de Vénus on doit pouvoir estimer une accélération "moyenne " aux alentours de 5 μm.s^-2
...Bon, cela doit être un peu la fatigue...avec tout ce qui c'est passé à Draguignan vous comprendrez !
PS : pour la notion de moyenne je suis resté volontairement imprécis...car il y a moyenne et moyenne ;) et puis au fur et à mesure du voyage d'IKAROS il deviendra possible en fonction des caractéristiques de sa trajectoire d'en déterminer des valeurs expérimentales.
J'ai rectifié en rouge sombre sur mes posts précédents en tenant compte de vos remarques.

Gilgamesh a écrit:(...)
Après la formule de la poussée est assez simple. La voile fait 14,1 m de côté, soit une surface A=199 m².

F = PA/c ~ 9e-4 N
(...)
Maintenant si je me base sur la carte rigolote des deltaV caractéristiques pour les différentes missions dans le système solaires, pour sortir de l'orbite basse et emprunter la trajectoire de Hohmann vers Venus, on a deltaV = 3500 m/s (la mission apparemment n'est pas plus précise que ça : on va "vers Venus" sur la trajectoire de transfert. Il n'y a pas de capture et la sonde continue vers le Soleil).

Avec une accélération calculée ça prendrait 55 ans... O_o

Pour compléter: la formule complète tenant compte de l'angle entre la direction des rayons incident et l'axe de la voile (psi) est:

F=2PA(cos²(psi))/c

(cf. le décidément incontournable site de Robert Guiziou)
(remarque: j'ai repris ta notation A pour la surface = mon S précédent).

Donc, ta formule sans coeff. 2 est équivalente au cas d'un angle rayonnement-voile de 45° - ce qui n'est pas plus mal puisque cet angle va évoluer au cours du transfert et ne restera pas (en principe) tout le temps à 0.
D'autre part, la voile aura une stratégie de transfert de type "poussée continue", très différente et plus coûteuse en deltaV que le transfert de Hohmann, ce qui fait que le deltaV de 3500 m/s et la durée de 55 ans peuvent être considérés comme des minorants (mais ça donne en tout cas des ordres de grandeurs).

A la page 5 de ce fil :

Aldebarande a écrit:
Si quelqu’un comprend le japonais, j’aimerais bien savoir ce que c’est que ce petit module qui se détache vers 9 minutes 10…
Un simple appareil photos ?

Voici la séquence concernée par cette question:

Donc ce sont les DCAM1 et DCAM2.

D’après ce lien : http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn006.html
- Objectif grand –angle
- La durée de fonctionnement des cameras est limitée à 15 mn
- Ils fonctionnent sur batterie au plomb?
- Distance de prise de vue 10-15m
- Après leur fonctionnement, elles continueront à voler autour du soleil comme peut-être les plus petites sondes interplanétaires du monde.

Voilà ce que j’ai pu comprendre, j'espère ne pas me tromper.

lambda0 a écrit:

Henri a écrit:
...
Mais dés la première équation posée je me suis rendu compte qu'un tel dispositif ne serait optimal que pour une poussée photonique égale à la poussée électrique, sinon l'une deviendrait négligeable par rapport à l'autre...

J'avais aussi fait ce calcul et trouvait une poussée photonique plus de 1000 fois plus faible que la propulsion plasmique, en prenant un rendement de 10-20% côté photovoltaique, et une Isp de 5000 s côté propulsion ;)

A part ça, les cellules photovoltaiques de IKAROS diminuent un peu la poussée, on absorbe les photons au lieu de les réfléchir, donc pression divisée par 2.

À la suite de ton post je m'étais repenché sur le problème et j'étais arrivé à une relation assez simple qui donnait le rapport entre la poussée photonique et la poussée électrique:
T_e : poussée électrique
T_p : poussée photonique
c : célérité de la lumière
g : accélération de la pesanteur
I_sp : impulsion spécifique
f : fraction des photons réfléchis
R_PV : rendement des générateurs photovoltaïques
R_VASIMR : rendement des propulseurs électriques

T_e / T_p = 2 c R_PV R_VASIMR / (g I_sp (f+1))

et effectivement en prenant comme exemple :
R_PV ~ 0,1
R_VASIMR ~ 0,6
I_sp = 5000 s
f = 0,5

On obtient un rapport T_e / T_p ~ 490

À noter que le résultat est indépendant du flux solaire, de la masse surfacique des panneaux et du rapport poussée sur poids du moteur...
La voie des membranes photovoltaïques semble donc être la bonne et celle des voiles solaires une impasse (ce qui explique le peu d'empressement de la plupart des agences spatiales face aux voiles solaires).

Il est sûr que la poussée d’une voilier solaire est bien plus faible - à surface active égale - que celle d’un vaisseau ionique à panneaux solaires . Toutefois il est intéressant d’expérimenter tout de même ce premier type de propulsion qui pourrait avoir des applications pour des missions de très longues durées puisqu’il n’y a plus aucune matière à éjecter. Les créneaux d‘application de ces systèmes seraient différents et donc il n’y a pas à les mettre en concurrence obligatoirement. N’oublions non plus les hybrides ioniques solaires que les Japonais veulent aussi expérimenter où les panneaux solaires récupèrent surtout l’énergie des photons et la voile solaire leur quantité de mouvement.

L’avenir de la voile solaire dépendra de sa longévité qui devra se compter au minimum en plusieurs dizaines d’années.

PS: Les voiles solaires - comme tout objet - ne sont certainement pas éternelles et doivent se détériorer avec le temps, surtout vu leur extrême finesse.

Merci pour tous vos calculs, chers amis.
Pour rester sur le même volet, je suis à la recherche du corrigé du problème : Voile Solaire (Concours Communs Polytechniques, option PC, session 2009)
Quelqu’un peut-il le scanner d’un livre, pour l’afficher ou l’envoyer par MP ou par mail.

C’est tout
:lol!:

Giwa a écrit:Il est sûr que la poussée d’une voilier solaire est bien plus faible - à surface active égale - que celle d’un vaisseau ionique à panneaux solaires . Toutefois il est intéressant d’expérimenter tout de même ce premier type de propulsion qui pourrait avoir des applications pour des missions de très longues durées puisqu’il n’y a plus aucune matière à éjecter. Les créneaux d‘application de ces systèmes seraient différents et donc il n’y a pas à les mettre en concurrence obligatoirement. N’oublions non plus les hybrides ioniques solaires que les Japonais veulent aussi expérimenter où les panneaux solaires récupèrent surtout l’énergie des photons et la voile solaire leur quantité de mouvement.

L’avenir de la voile solaire dépendra de sa longévité qui devra se compter au minimum en plusieurs dizaines d’années.

PS: Les voiles solaires - comme tout objet - ne sont certainement pas éternelles et doivent se détériorer avec le temps, surtout vu leur extrême finesse.

Le principal défaut de tous ces modes de propulsion qui reposent sur l'énergie solaire est surtout la dégradation de leurs performances quand on s'éloigne du soleil... Tant qu'on reste dans le système solaire intérieur c'est bon, mais au delà de Jupiter, même avec des panneaux très légers ça devient de moins en moins jouable...

Firnas2 a écrit:Merci pour tous vos calculs, chers amis.
Pour rester sur le même volet, je suis à la recherche du corrigé du problème : Voile Solaire (Concours Communs Polytechniques, option PC, session 2009)
Quelqu’un peut-il le scanner d’un livre, pour l’afficher ou l’envoyer par MP ou par mail...

C'est du niveau DEUG, mais il y en a pour une bonne demi-journée entre les calculs et la mise en page... Qui s'y colle ? (je me rappelle avoir déjà résolu un problème identique mais en propulsion ionique spiralante croissante autour d'un astre et je ne sais plus s'il s'agissait du soleil, car dans ce cas si on néglige la variation de masse liée à la consommation d'ergols la mathématique est la même, or ce résultat en r^3/2 = A t + B me rappelle quelque chose... Il faut que je fouille mes paperasses...)

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

Merci Henri pour tes réponses !

tatiana13 a écrit:21 Juin 2010
Photo prise par la caméra de séparation IKAROS
Pour améliorer les performances de sa direction, IKAROS a progressivement réduit sa vitesse de rotation depuis le 16 juin.
Les images prises par le DCAM1 sont actuellement transmises par le biais de liaison descendante, et nous avons pu confirmer une ombre de la caméra DCAM1.

- Est-ce que cette camera va suivre IKAROS jusqu’à Venus ?
- Comment font ils le pilotage, pour que IKAROS reste en ligne de mire de la Camera et toujours en contact (distance?)
- C’est quoi les 15 mn et la batterie au plomb dont ils parlent ?
Giwa a peut être raison concernant l’apprentissage de la langue japonaise

Henri a écrit:(...)
T_e / T_p = 2 c R_PV R_VASIMR / (g I_sp (f+1))
(...)
On obtient un rapport T_e / T_p ~ 490

À noter que le résultat est indépendant du flux solaire, de la masse surfacique des panneaux et du rapport poussée sur poids du moteur...
La voie des membranes photovoltaïques semble donc être la bonne et celle des voiles solaires une impasse (ce qui explique le peu d'empressement de la plupart des agences spatiales face aux voiles solaires).

Très intéressant, ce résultat ! Ce sont parfois les formules les plus simples qui en disent le plus.

Pour autant, je crois que ce n'est pas à partir de ce seul résultat que l'on peut tirer de conclusion générale sur la comparaison voile solaire/solaire électrique, car ça ne dit rien sur les aspects "masse", ni du même coup, sur les accélération accessibles pour le véhicule dans son ensemble. C'est ce point (le très faible niveau d' accélération) qui est à mon avis la principale raison du manque d'intérêt (relatif) pour les voiles solaires (et n'oublions pas que la voile solaire a le "petit" avantage de ne pas consommer de masse ;) ).

Autre chose que montrent les équations de ce fil: dans les équations qui relient la puissance disponible à la poussée, on voit que la vitesse de la lumière joue pour la voile solaire le même rôle que la vitesse d'éjection (=g.Isp) pour la propulsion solaire électrique (aux divers coefficients près). En reprenant ton exemple: du point de vue du lien entre puissance et poussée, la voile solaire a une "Isp virtuelle" qui est de 4 ordres de grandeur plus grande que celle de la propulsion électrique, et cet écart se ramène à 2 ordres de grandeurs seulement par le jeu des rendements (cf. le rapport 490).

Firnas2 a écrit:Merci Henri pour tes réponses !

tatiana13 a écrit:21 Juin 2010
Photo prise par la caméra de séparation IKAROS
Pour améliorer les performances de sa direction, IKAROS a progressivement réduit sa vitesse de rotation depuis le 16 juin.
Les images prises par le DCAM1 sont actuellement transmises par le biais de liaison descendante, et nous avons pu confirmer une ombre de la caméra DCAM1.

- Est-ce que cette camera va suivre IKAROS jusqu’à Venus ?
- Comment font ils le pilotage, pour que IKAROS reste en ligne de mire de la Camera et toujours en contact (distance?)
- C’est quoi les 15 mn et la batterie au plomb dont ils parlent ?
Giwa a peut être raison concernant l’apprentissage de la langue japonaise

Firnas2,
ces caméras sont ejectés, stabilisés par rotation sur 1 axe ( celui de la prise de vue ), prennent quelques photos, les émettent par radio ( en temps réel ?) vers Ikaros, jusqu'à épuisement des batteries ( donc max 15 min ). Ensuite elles continuent de s'éloigner indéfinimment, mais sur une orbite solaire qui restera toutefois similaire à celle d'Ikaros.
Ikaros doit ensuite retransmettre à son tour les images - préalablement stockées - vers la Terre.

VONFELD

Vonfeld a écrit:
Firnas2,
ces caméras sont ejectés, stabilisés par rotation sur 1 axe ( celui de la prise de vue ), prennent quelques photos, les émettent par radio ( en temps réel ?) vers Ikaros, jusqu'à épuisement des batteries ( donc max 15 min ). Ensuite elles continuent de s'éloigner indéfinimment, mais sur une orbite solaire qui restera toutefois similaire à celle d'Ikaros.
Ikaros doit ensuite retransmettre à son tour les images - préalablement stockées - vers la Terre.

VONFELD

Merci Vonfeld pour tes réponses mais ces japonais m’étonnent encore :
Ikaros va s’écarter de son ellipse sous l’effet du soleil pour une ellipse qui va le mener vers venus.
Je suppose qu’ils peuvent orienter la camera pour viser Ikaros. Comment ? Ils ne disent rien ni dans leurs blogs, ni dans celui de la planetary , ni celui de la unmannedspaceflight :scratch:
Les 15 mn, ils vont les consommer dans quelques semaines ou dans quelques mois ?
Vont-ils pouvoir prendre des dizaines ou des centaines de photos ?
Des informations sur la qualité de leurs batteries.
Trop de questions :?: