La voile solaire IKAROS

Giwa a écrit:
Superbe performance de ce voilier solaire interplanétaire toujours opérationnel !

Merci à toi pour nous avoir tenu en haleine avec Ikaros, toute une année. J’avoue qu’au début, je n’y croyais pas beaucoup.

Pour faire la fête, pas mieux que les gâteaux d’Aldebarande:

:hot:

Merci de nous rappeler cette date anniversaire Giwa…un peu de nostalgie quand même :)

Bien cher Giwa, merci de suivre avec pugnacité cette expérience remarquable de IKAROS.
Je me disais que tous les sujets sont passionnants au FCS, mais au moins pour moi, ma dissociation d'attention n'étant pas expensive et même se rétrécissant en fonction du temps, je crains même une raison en 1/t² alors que toi, ou d'autres comme Argyre avec Mars, Henri avec le nucléaire, lambda0 avec la physique de l'élémentaire, et bien d'autres, me permettez de suivre les progrès des techniques spatiales avec avidité, je dis .

Ce prototype prépare l'avenir de la navigation à voile solaire . Rappelons le projet ambitieux japonais d'un voilier solaire de 50 m de diamètre qui aurait pour objectif Jupiter et ses astéroïdes troyens :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Ast%C3%A9ro%C3%AFde_troyen
ce voilier serait un hybride solaire /ionique en exploitant donc à la fois la poussée photonique sur un film réfléchissant et des photopiles pour l'alimentation en énergie des propulseurs ioniques.
Un projet très intéressant non seulement dans le domaine scientifique, mais aussi au niveau technologique pour le progrès des films solaires qui pourraient aussi trouver des applications pour des centrales solaires orbitales...sans risque de tsunamis.

Et ils réussiront certainement ! :)

Voilà approximativement la trajectoire et où se situe actuellement Ikaros par rapport à la Terre et le Soleil



Actuellement Ikaros étant proche de son aphélie a une vitesse radiale héliocentrique plus faible que celle de la Terre , d'ou son rapprochement provisoire car leur distance va ré-augmenter quand Ikaros se rapprochera de nouveau du Soleil . Jusqu'à quelle distance pourra-t-on alors maintenir les communications ?

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

Ikaros continue son chemin et plonge de nouveau vers le soleil après être passé par son second aphélie puisque la distance au soleil est repassée de 1,08 UA à 1,07 UA .

Le premier aphélie s’était produit le 6 juillet 2010 à une distance au soleil de 1,07 UA.

Il serait intéressant de pouvoir suivre Ikaros jusqu’à son périhélie suivant et mieux saisir la déformation de trajectoire que subit Ikaros sous la poussée photonique de la lumière solaire.

Donc à suivre…
;)

Encore un anniversaire pour Ikaros : le début du déploiement délicat de sa voile

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F



…comme un papillon émergeant de sa chrysalide pour déployer ses ailes !

La navigation spatiale à voile solaire –comme d’ailleurs celle sur les mers des voiliers est très subtile.

Si on ne maintient pas la vitesse de rotation de la voile elle se réduit sous l’effet « moulin à vent » et actuellement on a laissé la rotation se réduire à 1 rpm (une rotation par minute) pour tester le comportement d’Ikaros à cette faible vitesse angulaire.
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

Cette expression un peu mystérieuse « moulin à vent » provient de la traduction du japonais en français, mais à quoi correspond-t –elle ?
Comment en effet dans le vide poussé de l’Espace interplanétaire où les forces de frottement deviennent très faibles la rotation de la voile puisse décroitre ?
Pas toujours facile de suivre les explications à partir d’une traduction française d’un texte en japonais : donc j’en donne sous toute réserve mon interprétation.
La rotation de la voile-miroir doit augmenter d’une quantité infinitésimale la composante tangentielle de la quantité de mouvement de chaque photon après réflexion, celle –ci étant prélevé sur le moment cinétique de la voile. Et cet effet cumulé sur les milliards de milliard d’etc… de photons doit finalement provoquer une réduction non négligeable du moment cinétique de la voile, donc de sa rotation.
Je ne sais pas si l’interprétation que j’en donne est juste, mais en tout cas le phénomène est là.

Mais en quoi ne faut-il pas trop laisser réduire la vitesse de rotation de la voile solaire ?
Pour éviter de plier la voile sous l’effet de la pression photonique si sa rigidité assurée par la force centrifuge devient trop faible.

Mais alors quel est l’intérêt de chercher à réduire la vitesse de rotation ?
Sans doute pour réduire le couple-moteur nécessaire au maintien de cette vitesse de rotation.

N’oublions pas Ikaros qui continue son périple autour du Soleil !
Hier Ikaros a recroisé l’orbite terrestre après s’être éloigné jusqu’à 1,08 UA -fin mai, lors de sa dernière aphélie. Le voilier solaire continue à se comporter correctement après plus de 400 jours de navigation.
http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/
IKAROS 7 / 12 : Distance solaire: 1.00AU … Attitude: vitesse de rotation = 0.2rpm

A noter que la rotation d’Ikaros a été considérablement réduite à 0,2 rpm (soit un tour toutes les cinq minutes) sans que la voile ne se déforme sous la pression photonique, malgré sa tension plus faible.
Cette diminution est intéressante car elle permet de réduire la consommation en jets de vapeur HFC (hydrofluorocarbone, plus précisément du HFC -134a ou 1, 1, 1,2-tétrafluoroéthane) nécessaire au maintien de la rotation.

Merci Giwa pour ton suivi!

Giwa a écrit:

Ikaros continue son périple dans le système solaire intérieur depuis 434 jours.
Depuis avant-hier - le 27 juillet 2011-, il s’éloigne de nouveau de la Terre après s’être rapproché à moins de 105 millions de km (104,72 Gm plus exactement)
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

Sa distance finira par dépasser largement les 200 millions de km et un des challenges sera de maintenir le plus longtemps possible les communications et les instructions à lui fournir avant qu’il ne passe derrière le soleil (conjonction supérieure) à la fin de l’année2012 .

Ikaros continue son périple autour du Soleil et se rapproche de nouveau de l’orbite de Vénus. Toutefois lors de ce nouveau passage Vénus sera très éloignée d’Ikaros en étant ailleurs sur son orbite.
En tout cas l’équipe d’Ikaros est toujours à la manœuvre et teste des changements d’attitude de la voile solaire en ayant ces derniers temps augmenté l’angle d’incidence. Il faut rappeler que les objectifs initiaux –déploiement de la voile et passage à proximité de Vénus sont déjà atteints et que maintenant on essaye de continuer à suivre Ikaros à très grande distance de la Terre. La distance maximale sera atteinte fin 2012 quand Ikaros passera derrière le Soleil.



PS : Quant aux calculs qui me permettent de suivre Ikaros, ils font appel simplement aux relations trigonométriques dans les triangles quelconques en exploitant les données fournies par l’équipe d’Ikaros comme les derniers calculs le montrent :
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F
489 d IKAROS 9 / 22
Distance solaire: 0.75AU
Distance Terre: 134.747.028 km = 134,1 ° à droite de l'Ascension, = 15,7 ° déclinaison
Venus Distance: 1.40AU (210, 141,416 km)
Attitude: spin = taux 0.60rpm, = 12deg angle du soleil
T=134,7/149,6 =0,900
STI = arc cos [(0,9002 +1 –0,752) /(2*0,900)] =46,1
TSI = arc cos [(0,752 +1 –0,9002) /(2*0,75)]=59,9
Pour la position de Vénus et Mercure j’exploite ce logiciel fourni gratuitement sur Internet:
http://a.a.m.b.free.fr/helio_fr.html

Il y a 500 jours
aujourd’hui qu’Ikaros navigue dans l’espace interplanétaire


http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

Ikaros est avant tout un démonstrateur qui va permettre d’acquérir l’expérience nécessaire pour les futurs voiliers solaires de plus grandes tailles et bien plus performants.
Un point capital est de tester la tenue de la voile à différentes allures et vitesses de rotation . Une expérience risquée vient de réussir : changer le sens du spin -c’est à dire le sens de la rotation - comme l’indique le signe moins de la vitesse de rotation qui vient de s’établir à - 0,2 rpm (rpm:rotation par minute ). On pouvait craindre des ondulations de la voile et un froissement de celle-ci au moment de l’inversion, mais finalement la manoeuvre s’est passée sans encombre.

Maintenant le voilier navigue à plus de 165 millions de km de la Terre et se trouve plus éloigné de nous que le Soleil en étant de nouveau au niveau de l’orbite de Vénus ...mais qui n’est pas là car à plus de 200 millions de km ailleurs.

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F
IKAROS du 10/18 515 d
Distance solaire: 0.72AU
Distance Global: 165.469.282 km, = 166,0 ° à droite de l'Ascension, = 7.0 ° de déclinaison
Venus Distance: 1.36AU (203.773.965 km)
Attitude: Spin Taux =- 0.2rpm, = 28deg angle du soleil
T=161,7/149,6 =1,08

Un article en anglais sur le changement du sens de rotation de la voile solaire d’Ikaros…plus facile à traduire en français qu’à partir du japonais :
http://www.jaxa.jp/projects/sat/ikaros/index_e.html

Pendant ce temps - riche en évènements astronautiques (amarrages de SZ -8 et Progress M-13 M ) -, Ikaros continue - imperturbable * - son bonhomme de chemin dans le système solaire intérieur en étant actuellement à proximité de l'orbite de Vénus . Il commence son contournement du Soleil comme on peut le remarquer sur cette carte ci-jointe en entrant dans le troisième quadrant.



PS: Sa distance à la Terre dépasse maintenant 185 Gm (gigamètres) soit 185 millions de kilomètres !
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

* rectificatif : Imperturbable...euh ....sauf à l'attraction gravitationnelle et la répulsion photonique ;)

Le voilier solaire Ikaros s’éloigne de plus en plus de la Terre et sa distance à celle–ci vient de franchir - le 16 novembre - 200 Gm, soit deux cent millions de km.

On continue à tester différentes attitudes et vitesse de rotation : cette dernière étant à plus de
3 rpm (en mode inverse) afin de rigidifier la membrane de la voile par l’effet de la force centrifuge.

Voir le blog Ikaros traduit en français par Google : http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

Voici la situation d’Ikaros au 16/11/2011 et sa trajectoire dans le repère géo-hélio-centrique depuis son départ :

Actuellement Ikaros s'éloigne de plus en plus de la Terre et les communications deviennent très difficiles . Il se peut que bientôt celles-ci deviennent impossibles et qu'Ikaros soit mis en "hibernation" en attendant une reprise quand sa position et son orientation redeviendront plus favorables
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

IKAROS du 12/24 - 582 d
Distance solaire: 0.90AU
Distance Global: 232.461.421 km, =- 122,7 ° à droite de l'Ascension, =- 17,9 ° de déclinaison
Venus Distance: 1.56AU (233.162.683 km)
Attitude: Spin Taux =- 5.3rpm, = 61deg angle du soleil

Voici où se situe actuellement le voilier solaire:

Dernières nouvelles d’Ikaros …peut-être jusqu’en Avril !

http://www.jaxa.jp/projects/sat/ikaros/index_e.html

Traduction :

Janvier 6, 2012 Mise à jour

IKAROS: Détails sur le résultat de l’inversion de son spin et sur sa mise en hibernation

L'équipe du projet IKAROS a effectué l'inversion du spin d’IKAROS le 18 octobre 2011, et a acquis des résultats détaillées sur cette opération.
D’autre part, IKAROS vient de passer en mode hibernation (ce qui signifie que les dispositifs de bord sont actuellement fermés en raison de la faible production d'électricité).
En effet, quelque temps avant le 6 janvier 2012, ses conditions d'exploitation (la distance au soleil augmentant jusqu'au mois de Mars - où un nouvel aphélie sera atteint - et l’angle entre l’axe du spin et la lumière solaire devenant plus grand) ont amené IKAROS à être moins exposé à cette lumière solaire d’où une production d’électricité réduite..



Commentaire : N'oublions pas non plus que la distance à la Terre est maintenant bien plus grande et réduit considérablement la puissance des signaux reçus depuis Ikaros


La distance et l'angle au soleil seront plus favorables à partir du printemps 2012 pour permettre de sortir du mode d'hibernation.
En attendant nous nous préparons pour le signal d'essai de réception d’IKAROS lors de son réveil et la synchronisation des réponses appropriées


Commentaire : il semble donc qu’Ikaros sortira de lui-même de son hibernation et que l’équipe d’Ikaros devra être prête à ce moment là pour recevoir à nouveau ses signaux

Ikaros continue son périple dans l’espace interplanétaire entre Vénus et la Terre.

http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F

Le 7 février, une opération de localisation a été tentée sans succès, mais rien n’est compromis pour autant car la probabilité d’obtenir un contact était faible d’après la position et l’attitude actuelles d’Ikaros. Une nouvelle tentative aura lieu le 14 mars prochain – avec plus de chance de réussite car Ikaros sera un plus proche qu’actuellement.

Voir l’estimation de la trajectoire sur les mois de février et mars :

Je suis sûr que vous vous languissez tous du retour d’Ikaros sur les ondes de FCS prévu pour le 16 Mars … enfin j’ose le croire. ;)

En attendant ce retour pour vous faire patienter, j’ai trouvé sur :
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=ja&tl=fr&u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F
cette chanson pour que vous en entrainiez en karaoké :
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn019.html
:)

C’est un cantique drôlement enjoué !
On pourra peut-être faire quelque chose avec une petite transcription phonétique ;)

Bonjour,

je constate que vous êtes tous très connaissant en matière de voile solaire, et je suis très mal-à-l'aise face à vous du haut de mes 19 ans...:oops: Mon projet de fin de programme au CÉGEP a comme sujet IKAROS. (Avant d'aller plus loin, je tiens à préciser que j'ai tenté de rejoindre par MP un membre quelconque pour lui adresse ce message, mais je n'ai pas assez de message sur le forum pour envoyer un MP, je m'excuse donc de polluer votre forum :oops: ) Évidemment, mon projet n'est pas trop poussé puisqu'il fait parti d'un de mes cours complémentaire, et je tiens à préciser que je n'ai jamais étudié le sujet ! Bref, je suis bloqué par cette question : je dois démontrer qu'à partir de la formule de l'accélération d'une voile ci-dessous, on peut arriver à la formule de la vitesse, en intégrant. L'intégrale n'est pas nouvelle pour moi, or je ne comprend pas d'où vient la racine carré (On peut voir cette racine aussi dans le livre The starflight handbook, 1st ed, de Mallove et Matloff p94) Je me demandais s'il me manquait un concept important lié à la voile solaire.

a = [ (1+k)A Lsolaire / 4 pi m c ] x^-2

où A : l'aire de la voile, Lsolaire : luminosité solaire, m : masse et c : vitesse de la lumière

v = {[(1+k)A Lsolaire / 2 pi m c ][x0^-1 - x^-1]}^-1/2

où x0 : distance à l'instant 0.

Je suis conscient d'être tel un cheveux sur la soupe, désolé du dérangement !

Merci !

p.s. : C'est tout de même un sujet captivant ! ;)

lemieuxpl a écrit:Bonjour,

je constate que vous êtes tous très connaissant en matière de voile solaire, et je suis très mal-à-l'aise face à vous du haut de mes 19 ans...:oops: Mon projet de fin de programme au CÉGEP a comme sujet IKAROS. (Avant d'aller plus loin, je tiens à préciser que j'ai tenté de rejoindre par MP un membre quelconque pour lui adresse ce message, mais je n'ai pas assez de message sur le forum pour envoyer un MP, je m'excuse donc de polluer votre forum :oops: ) Évidemment, mon projet n'est pas trop poussé puisqu'il fait parti d'un de mes cours complémentaire, et je tiens à préciser que je n'ai jamais étudié le sujet ! Bref, je suis bloqué par cette question : je dois démontrer qu'à partir de la formule de l'accélération d'une voile ci-dessous, on peut arriver à la formule de la vitesse, en intégrant. L'intégrale n'est pas nouvelle pour moi, or je ne comprend pas d'où vient la racine carré (On peut voir cette racine aussi dans le livre The starflight handbook, 1st ed, de Mallove et Matloff p94) Je me demandais s'il me manquait un concept important lié à la voile solaire.

a = [ (1+k)A Lsolaire / 4 pi m c ] x^-2

où A : l'aire de la voile, Lsolaire : luminosité solaire, m : masse et c : vitesse de la lumière

v = {[(1+k)A Lsolaire / 2 pi m c ][x0^-1 - x^-1]}^-1/2

où x0 : distance à l'instant 0.

Je suis conscient d'être tel un cheveux sur la soupe, désolé du dérangement !

Merci !

p.s. : C'est tout de même un sujet captivant ! ;)

Bonjour,

Non, il ne manque aucun concept important ... rassurez vous !

Pour un MRUV (Mouvement Rectiligne Uniformément Varié) à partir de v= at et x -x₀= 1/2 a t², on en déduit :v = (2a (x -x₀))^1/2 : voilà d'où provient cette puissance demi ou racine carrée