La voile solaire IKAROS

tatiana13 a écrit:Firnas2 et Giwa vos débats et calculs sont passionnants

Merci Tatiana pour tes éloges.
Je trouve que tu poses des questions pertinentes et tu as le sens du détail, mais je suis géné dans mes réponses ne connaissant pas ton profil (cursus littéraire ou scientifique)

Giwa a écrit:
Pouvez indiquer la source de vos informations s’il vous plait ?

Comme tu ne donnes pas souvent tes sources, je me suis dit que tu as fait un cursus de journalisme et de communication.
Je me rappelle que j'ai créé un fil "présentation de Tatiana13" à partir d'une de tes réponses sur un autre fil

PS: Le compteur de ce Fil vient de boucler les 15000 visiteurs (je regarde si le sujet accroche ou pas)

Merci à vous Tous qui ont soutenu ce Fil depuis le débutet et Félicitations à Aldebarande qui a créé ce Fil :)

Bien avant de partir en promenade pour la journée voici la situation actuelle géo-héliocentrique d'Ikaros :

Je pose une question bête, Ikaros sera t-il "détacher" d'Akatsuki lorsque celui-ci sera mis en orbite le 7 Décembre car après les manœuvres qui devront être effectuer sur la mise en orbite d'Akatsuki, ils devront se passer de la voile Ikaros !

Doc a écrit:Je pose une question bête, Ikaros sera t-il "détacher" d'Akatsuki lorsque celui-ci sera mis en orbite le 7 Décembre car après les manœuvres qui devront être effectuer sur la mise en orbite d'Akatsuki, ils devront se passer de la voile Ikaros !

Je suis d’accord avec l’analyse de doc.

@ Giwa:
Merci de nous donner, dans la mesure du possible, chaque vendredi un nouveau Diagramme pour faire des comparaisons.
Voici mes remarques, parce que je veux surtout comprendre les phénomènes et non chipoter sur les résultats.

Comparons les données:
11 / 5 IKAROS
Solar Distance: 0.77AU
Terre Distance: 33.318.160 km, RA =- 146,5 °, déclinaison =- 15,3 °
Venus Distance: 0.06AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 1.7rpm soleil, = 16.4deg

11/12 IKAROS
Solar Distance: 0.75AU
Terre Distance: 37.966.220 km, RA =- 150,2 °, déclinaison =- 12,6 °
Venus Distance: 0.05AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.4rpm soleil, = 18.1deg

Le 11/19 IKAROS
Solar Distance: 0.74AU
Terre Distance: 44.112.671 km, RA =- 151,8 °, déclinaison =- 10,9 °
Venus Distance: 0.04AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 1.9rpm soleil, = 19.7deg

Je remarque que l’angle du soleil a augmenté donc plus de pression, donc Ikaros devrait accélérer et non freiner
- (b) devrait être au moins égale à (a)
- (d) devrait être inférieur de 20% sur (c )
Ai-je raison, ou tu penses que la précision du dessin ne permet pas de faire des analyses (autrement dit, que je suis entrain de mesurer des microns par une règle, double décimètre- lol)
:bounce1:

Vu que Ikaros devra bientôt laisser la vedette à Akastuki, un petit dossier sur le moteur en céramique d'Akatsuki trouver ici (source en Anglais).

D'après cette autre source, ce type de propulseur est utiliser pour la première fois dans le monde, ce choix de propulseur selon cette même source a était opter pour les opérations de mise en orbite prochaine autour de Vénus. Ce propulseur est un moteur à propergol liquide à l'aide d'hydrazine et peroxyde d'azote.

Doc a écrit:Je pose une question bête, Ikaros sera t-il "détacher" d'Akatsuki lorsque celui-ci sera mis en orbite le 7 Décembre car après les manœuvres qui devront être effectuer sur la mise en orbite d'Akatsuki, ils devront se passer de la voile Ikaros !

Ces deux sondes se sont déjà détachées l'une de l'autre juste après le lancement par la même fusée porteuse. Depuis elles suivent -certes des trajectoires proches - mais qui se décalent peu à peu- sans doute déjà de plusieurs milliers de km.

Firnas2 a écrit:
Je remarque que l’angle du soleil a augmenté donc plus de pression, donc Ikaros devrait accélérer et non freiner
- (b) devrait être au moins égale à (a)
- (d) devrait être inférieur de 20% sur (c )
Ai-je raison, ou tu penses que la précision du dessin ne permet pas de faire des analyses (autrement dit, que je suis entrain de mesurer des microns par une règle, double décimètre- lol)
:bounce1:

Bonjour Firnas ! :)

HS : Bien, hier je vous ai abandonnés – ainsi qu’Ikaros – pour aller à la cueillette aux champignons avec un groupe d’amis dans l’arrière - pays varois : promenade magnifique et au retour …repas de chanterelles …quel délice !
:blbl:

Bien il nous faut revenir sur terre …euh, non !...dans l’Espace du côté d’Ikaros et Vénus.
Fin du HS :

Certes comme tu le dis la pression photonique sur la voile solaire a certainement augmenté … mais la mécanique spatiale ce n’est pas simple car Ikaros subit de multiples interactions et dont la principale reste et restera l’interaction gravitationnelle du Soleil.

Cette sonde doit commencer aussi à ressentir celle de Vénus –certes d’un ordre de grandeur inférieur, qu’il faudra d’ailleurs estimer bientôt pour savoir si elle ne surpasse pas déjà celle de la pression photonique , qui n’est –il faut le rappeler - qu’une interaction parmi d’autres, même si c’est celle qui permet de guider Ikaros en modifiant lentement…mais surement sa trajectoire balistique.

Dernière remarque : vu l’orientation de la voile, la force photonique s’oppose au déplacement et est donc par définition une force de freinage

Sinon je n’ai pas fini mes petits schémas pour analyser la situation actuelle , en ne s’illusionnant pas toutefois sur leurs précisions.

Mais soyons tranquille l’équipe d’Ikaros a des moyens bien supérieurs et on peut être sûr qu’ils nous feront un bilan détaillé de tout cela …ou alors mes a priori sur le sérieux des Japonais sera à remettre en question …mais dans ce cas je ne me ferai pas Hara - kiri pour autant.
;)

La détermination de la variation de distance entre Vénus et Ikaros entre les dernières positions des 175d et 182 d conduit effectivement à une anomalie puisque leur distance parait actuellement augmenter – toutefois de très peu-alors qu’elle se réduit
A mon avis cela doit provenir d’une plus grande imprécision des positions de Vénus que de celles d’Ikaros. En effet pour Vénus les distances étant données qu’à 0,01 UA près je suis obligé d’utiliser une trajectoire approximative circulaire de Vénus et maintenant cette imprécision commence à se faire ressentir.
Je vais reprendre cette construction sur un intervalle de temps plus important pour compenser cette imprécision.

voici l'estimation de la vitesse relative d'Ikaros par rapport à Vénus entre 168d et 182 d .
Attention ce résultat n'est certainement qu'une approximation assez grossière, mais au moins cela permet d'avoir un ordre de grandeur.

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/
Le 11/20 IKAROS
Solar Distance: 0.73AU
Terre Distance: 45.100.260 km, RA =- 151,8 °, déclinaison =- 10,7 °
Venus Distance: 0.03AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.5rpm soleil, = 19.3deg

Si au 183d, Ikaros continue de s’éloigner de la Terre, il se rapproche de plus en plus de Vénus puisque cette distance n’est plus que de 0,03 UA soit environ 4,5 Gm.
Cela va nous permettre d’estimer l’accélération gravitationnelle de Vénus sur Ikaros est de la comparer à celle du Soleil à 0,73 UA ou 109,5 Gm :
a _V/I = 6,67 .10 ^-11 X 4,87. 10 ²⁴/ (4,5. 10 ⁹)² =1,6. 10 ^{– 7} m/s²
Pour celle du Soleil :
a _S/I = 6,67 .10 ^-11 X1, 99 .10 ³⁰/ (109,5. 10 ⁹)² =1,1. 10 ^{– 2} m/s²

L’influence du Soleil est encore d’un ordre de grandeur 100 000 fois plus élevé …Mais il faut s’attendre tout de même à voir bientôt l’influence de Vénus croitre de plus en plus rapidement .

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

tatiana13 a écrit:petite question : est-ce que l'albédo de Vénus peut attirer la voile Solaire qu'est Ikaros (question d'une vulgarisatrice et valorisatrice du domaine spatial pour répondre à Firnas2)

Malgré un albédo de 0,75 l’aire du disque de Vénus n’atteint même pas le cent millième de celui du Soleil et donc la lumière en provenance de Vénus que pourra réfléchir le miroir-voile d’Ikaros sera infime par rapport à celle qu’il peut réfléchir en provenance du Soleil - même à proximité.

Le dernier point sur le périple d'Ikaros vers Vénus:

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/
Le 11/23 IKAROS (186 d)
Solar Distance: 0.73AU
Terre Distance: 48.205.773 km, RA =- 151,8 °, déclinaison =- 10,4 °
Venus Distance: 0.03AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.2rpm soleil, = 19.4deg

http://www.heavens-above.com/sun.asp?lat=0&lng=0&loc=Unspecified&alt=0&tz=CET

Données solaire pour le mardi 23 Novembre, 2010

Apparente position géocentrique : 15 h 54 m 49 s

Vénus : 13 h 44 m 10 s

Suite aux relevés du 23, voici le dernier graphe de la trajectoire géo-héliocentrique d’Ikaros.
On remarquera sur ce graphe un point d’inflexion entre les 12 et 19 novembre à cause du rapprochement d’Ikaros de Vénus qui lui fait adopter le sens convexe/concave de la trajectoire de Vénus orienté vers le Soleil.
Pour mieux suivre l’approche finale nous passerons pour les prochains relevés dans un référentiel local centré sur Vénus

Merci Giwa pour tes diagrammes !

Giwa a écrit:
Bonjour Firnas ! :)

HS : Bien, hier je vous ai abandonnés – ainsi qu’Ikaros – pour aller à la cueillette aux champignons avec un groupe d’amis dans l’arrière - pays varois : promenade magnifique et au retour …repas de chanterelles …quel délice !
:blbl:

Bien il nous faut revenir sur terre …euh, non !...dans l’Espace du côté d’Ikaros et Vénus.
Fin du HS :

HS: Fais attention aux mauvais champignons (je peux t’aider en me renseignant auprès d’un proche qui a fait des études en Pharmacie, lol)
Plus sérieusement, tu n’as pas saisi la signification de mon message :

Firnas2 a écrit:
Merci de nous donner, dans la mesure du possible, chaque vendredi un nouveau Diagramme pour faire des comparaisons.

Si je ne m’en abuse, pour faire des comparaisons tu nous donnes une situation d’un seul jour, par semaine exemple 168 modulo 7
Ce que je trouve anormal dans ton diagramme, c’est que la distance entre Ikaros et Venus est entrain d’augmenter au lieu de diminuer. Tu as une explication :?:
:bounce:

En plus des problèmes récurrents liés aux approximations des mesures et des calculs, un autre problème devient apparent : le décalage introduit par la distance Terre/Soleil qui diminuera jusqu’au 2 janvier 2011 au périhélie de la Terre ; d’ailleurs il en va de même pour Vénus qui passera à son périhélie le 27 décembre. Sur des courtes – tout est relatif- distances de quelques gigamètres (millions de km) cela finit par fausser les trajectoires sauf à rectifier en permanence …mais ce qui obligerait à un suivi continu de Vénus et de la Terre.
Pour l’approche finale il va être préférable de passer provisoirement dans un référentiel centré sur Vénus.

PS HS : Pour les champignons rassure toi, j’étais avec des experts pour la cueillette …et les lactaires délicieux portaient bien leur nom … hum, quel régal !
:)

Merci Giwa pour cette réponse, mais j’ai un autre problème maintenant :
Je ne sais pas si tu pourras me répondre avant le 12 Décembre 2010 date d’arrivée d’Ikaros à Venus (ou le 18 selon d’autres blogs), je veux savoir ce qu’elle nous a fait gagner en tonnes de masse de carburant l’utilisation de l’énergie solaire pour aller sur Venus par le démonstrateur Ikaros.
Comme j’ai perdu mon bouquin de Mécanique Spatiale (j’espère que tu n’as pas perdu le tien) je me suis rabattu sur l’encyclopédie Capcom Espace (Merci Didier) sur le sujet (LA MECANIQUE SPATIALE SIMPLIFIEE Ch.6) et je me suis perdu les pédales sur les signes des vitesses pour la trajectoire vers Venus (module, direction et angle):

VERS VENUS
Pour une opération vers Mars, la fusée porteuse doit être dirigée dans le sens du mouvement de la Terre afin que la vitesse obtenue par elle s'ajoute à la vitesse propre de la translation de la Terre. Pour une opération vers Vénus, il fallait que la vitesse obtenue par la fusée vienne en déduction de la vitesse de translation de la Terre. Lorsque la fusée porteuse a atteint par rapport à la Terre une vitesse supérieure 661 mètres-seconde à la deuxième vitesse cosmique, son moteur et la station interplanétaire est détachée pour poursuivre son vol libre sur sa trajectoire.

http://www.capcomespace.net/dossiers/astronautique/mecanique_spatiale_6.htm

Si tu peux m’expliquer avec des schémas et des chiffres je te serai reconnaissant.
Bien entendu la question est posée à nos chers physiciens du forum.
:D

suppression suite trop de post émis jugés sans valeur ajoutée

Firnas2 a écrit:Merci Giwa pour cette réponse, mais j’ai un autre problème maintenant :
Je ne sais pas si tu pourras me répondre avant le 12 Décembre 2010 date d’arrivée d’Ikaros à Venus (ou le 18 selon d’autres blogs), je veux savoir ce qu’elle nous a fait gagner en tonnes de masse de carburant l’utilisation de l’énergie solaire pour aller sur Venus par le démonstrateur Ikaros...
Bien entendu la question est posée à nos chers physiciens du forum.
:D

Malheureusement Firnas2 je ne pense pas être en mesure de te répondre avant ce 12 décembre …et encore après ce ne pourra être qu’une évaluation grossière car je n’ai pas les moyens, ni les capacités pour faire mieux … car je ne suis pas non plus un expert de ce domaine – mes études supérieures ayant été dans le domaine de la Chimie-, et donc j’apprends sur le tas avec notre forum bien aimé. :)

Il nous faut patienter un peu …quant même il y aura bien un compte-rendu - un jour ou l’autre - sur Ikaros de la part de la JAXA.

tatiana13 a écrit:...
Vénus étant une planète de rotation rétrograde et elle possède un champ magnétique très faible, ces données influencent-elles des calculs de trajectographie pour une voile solaire?

Comment ce champ magnétique pourrait-il influencer la voile solaire ? En modifiant la trajectoire du vent solaire ( flux de particules électrisées) qui a déjà une influence au second ordre par rapport au flux des photons… ( que Monsieur Jourdain appelle la lumière ) ;)

Franchement, je n’y crois pas trop, Tatiana 13

Cordialement, :) Giwa

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/

Le 11/25 IKAROS 188d
Solar Distance: 0.73AU
Terre Distance: 50.384.495 km, RA =- 151,6 °, déclinaison =- 10,2 °
Venus Distance: 0.03AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 1.9rpm soleil, = 18.8deg

Ikaros est maintenant à plus de 50 Gm de la Terre !

(ou cinquante millions de kilomètres)

Voici la présentation des calculs vectoriels et trigonométriques qui vont permettre d'établir les positions d'Ikaros dans un référentiel centré sur Vénus pour son approche finale:


Les calculs numériques suivront , puis ensuite le graphe ... mais je vous laisse quelques temps au préalable pour la "digestion" des calculs littéraux ;)

D'après ces données de Heavens Above:
http://translate.google.com/translate?hl=fr&langpair=en|fr&u=http://www.heavens-above.com/sun.asp%3Flat%3D0%26lng%3D0%26loc%3DUnspecified%26alt%3D0%26tz%3DCET

Soleil :16 h 6 m 5s ; Vénus : 13 h 46 m 60 s

voici les calculs numériques:

Soleil = 16 h 6 m 5s = 16 X 15 + 6X 0, 25 + 5 X 0, 00417 =240+ 1,5 + 0,2 = 241,5
360 - 241, 52 =118, 5
Angle Ikaros/ Soleil : 151,6 – 118,5 = 33,1 = α

Vénus : 13 h 46 m 60 s =13 X 15 + 46X 0, 25 + 60 X 0, 00417 =195 +11,5 + 0,282 =206,8
360 – 206,8 =153,2
Angle Vénus/Soleil : 153,2 – 118,5 = 34,7° =β

t =148 Gm ; v= 107,5 Gm
(distances de la terre et de vénus prisent à leurs périhélies qui sont de bonnes approximations des distances actuelles)

a=(t/v) sin β = 0,784 , puis θ = ( sin -1 a ) - β soit θ = 16,9°

i= 50,4 Gm

A= - v cosθ +t – i cosα = 2,92 Gm

B = - v sin θ + I sin α = - 3,73 Gm

R = A cos θ +B sin θ soit R = 1,7 Gm

T =- Asinθ + B cos θ soit T = - 4 ,42 Gm

VI =√ ( R² +T² ) soit VI = 4,73 Gm

Et pour terminer la position actuelle d'Ikaros avec les constructions (pour les prochaines fois les constructions ne seront plus apparentes)

Giwa a écrit:Et pour terminer la position actuelle d'Ikaros avec les constructions (pour les prochaines fois les constructions ne seront plus apparentes)

Merci, Giwa, je veux que tu ajoutes juste la position d’Ikaros pour le 175d (11/5) pour détecter une quelconque tendance (enfin si tu as le temps !) :cadeauesa:

Firnas2 a écrit:

Giwa a écrit:Et pour terminer la position actuelle d'Ikaros avec les constructions (pour les prochaines fois les constructions ne seront plus apparentes)

Merci, Giwa, je veux que tu ajoutes juste la position d’Ikaros pour le 175d (11/5) pour détecter une quelconque tendance (enfin si tu as le temps !) :cadeauesa:

Je pars en week-end demain matin de bonne heure et je ne pourrai placer la position au 175 d .
Par contre en regardant de nouveau mon post de ce matin,je m'aperçois que je n'avais pas supprimé un test sur le 182d où mon repère( u,v) était disposé autrement et qui rend le déplacement incohérent entre les 182d et 188d
A cette époque je n'avais utilisé que des relations trigonométriques dans les triangles scalènes que j'ai préféré remplacer par le calcul vectoriel plus global et qui permettrait même -si on en avait le courage- de passer en 3 D en tenant compte des déclinaisons ...mais bon, on ne le fera pas car les plans des trajectoires sont proches et nous ne sommes que des spectateurs et non des acteurs .

Il reste encore environ deux semaines pour qu' IKAROS atteigne son but (Venus)

Je mets les nouvelle données :
11/27 IKAROS
Solar Distance: 0.72AU
Terre Distance: 52.639.818 km, RA =- 151,3 °, déclinaison =- 10,2 °
Venus Distance: 0.02AU
Attitude: vitesse de rotation = angle 2.3rpm soleil, = 15.6deg

Giwa a écrit:Pour mettre en orbite autour d’un astre de masse importante une sonde spatiale il faut une décélération importante à proximité pour modifier sa trajectoire en un cours laps de temps et permettre une satellisation que la propulsion solaire – et même la propulsion ionique actuelle ne permettent pas et pour ces engins, il n’y a que deux choix :
- soit affiner la trajectoire bien à l’avance pour une rentrée atmosphérique – si cette atmosphère existe ce que fit Hayabusa lors de son retour sur la Terre
- soit frôler l’astre pour modifier sa trajectoire en utilisant l’assistance gravitationnelle
Par contre si l’astre a une faible masse (cas d’un astéroïde) il pourrait devenir possible de s’y satelliser. Attention toutefois de ne pas donner l’exemple d’Hayabusa lors de sa rencontre avec Itokawa car alors des petits moteurs chimiques furent utilisés.
Non, l’intérêt d’Ikaros est de tester la résistance et la longévité de la voile solaire et il n’y a aucun intérêt à la faire plonger vers Vénus. Par contre il serait beaucoup plus intéressant d’utiliser Vénus comme fronde gravitationnelle pour modifier grandement sa trajectoire.

Ça signifie qu’il faut absolument des moteurs chimiques pour qu’une sonde solaire se mette en orbite autour de venus?

Autre question: Durée moyenne d’un Allée-Retour sur Venus (pour ramener des échantillons, lol) par voilier solaire?
:bounce1: