Re: Voile solaire miniature vers Alpha du Centaure

**lhommealacigarette** Messages : 47 Inscrit le : 05/07/2014

Space Opera a écrit:On sait déjà que les différentes étoiles d'Alpha du Centaure n'ont aucune planète de masse supérieure ou égale à celle de la Terre.

sa m'étonnerait ! plusieurs équipes de recherches internationales sont à la recherche de planètes rocheuses; sans observations on ne peut ni infirmer ni confirmer, ou alors tu possèdes des informations provenant du futur :D

Ben par la méthode doppler (vitesses radiales) et par astrométrie (parallaxe), on sait mettre des bornes supérieures sur la taille des planètes qu'on peut trouver autour des étoiles. Ces étoiles-là étant très proches, on a une excellente précision et la borne max est plus basse que sur les autres étoiles, surtout en astrométrie. Malgré de nombreuses campagnes de mesures dédiées à ce système, aucune planète n'a été trouvée. On sait donc dire que la masse maximale d'hypothétiques planètes ne peut dépasser un certain seuil, sinon elles auraient déjà été détectées.

Et je ne parle pas de la planète Bb dont les preuves de l'inexistence sont aujourd'hui plus fortes que les preuves de son existence.

Space Opera a écrit:On sait déjà que les différentes étoiles d'Alpha du Centaure n'ont aucune planète de masse supérieure ou égale à celle de la Terre.

La question est beaucoup plus ouverte... La limite supérieure serait plutôt de 4 M_⊕ dans la zone habitable de Alpha Centauri B :
https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_Centauri#Planets

Ne pas oublier que nos méthodes de détection sont quasi-inopérantes si le plan orbital d'une éventuelle planète extrasolaire est proche de la perpendiculaire de l'axe de visée de l'étoile... Surtout la méthode de détection par occultation qui nécessite que la planète passe devant l'étoile.

Space Opera a écrit:Ben par la méthode doppler (vitesses radiales) et par astrométrie (parallaxe), on sait mettre des bornes supérieures sur la taille des planètes qu'on peut trouver autour des étoiles. Ces étoiles-là étant très proches, on a une excellente précision et la borne max est plus basse que sur les autres étoiles, surtout en astrométrie. Malgré de nombreuses campagnes de mesures dédiées à ce système, aucune planète n'a été trouvée. On sait donc dire que la masse maximale d'hypothétiques planètes ne peut dépasser un certain seuil, sinon elles auraient déjà été détectées.

Et je ne parle pas de la planète Bb dont les preuves de l'inexistence sont aujourd'hui plus fortes que les preuves de son existence.

salut
la méthode doppler & l'astrométrie sont loin d'être parfait c'est expliqué ici par xavier dumusque (codécouvreur d'alpha centauri Bb) :
https://palereddot.org/how-a-star-can-hide-its-earths/

Henri a écrit:
Space Opera a écrit:On sait déjà que les différentes étoiles d'Alpha du Centaure n'ont aucune planète de masse supérieure ou égale à celle de la Terre.
La question est beaucoup plus ouverte... La limite supérieure serait plutôt de 4 M_⊕ dans la zone habitable de Alpha Centauri B :
https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_Centauri#Planets

Ne pas oublier que nos méthodes de détection sont quasi-inopérantes si le plan orbital d'une éventuelle planète extrasolaire est proche de la perpendiculaire de l'axe de visée de l'étoile... Surtout la méthode de détection par occultation qui nécessite que la planète passe devant l'étoile.

Effectivement pour les 4 M_⊕ pour Alpha Centauri B, je parlais de Proxima.
Sinon l'astrométrie est là pour l'axe perpendiculaire. Et les résultats de Gaia sur Alpha Centauri seront exceptionnellement précis pour cet axe (de l'ordre de la masse de la Terre).

Edit le 24/08/2016: http://www.lemonde.fr/cosmos/article/2016/08/24/une-terre-temperee-autour-de-notre-plus-proche-etoile_4987469_1650695.html

À tout faire, une mission d'exploration vers le sous-système Alpha Centauri AB ne représenterait pas beaucoup plus de chemin que vers Alpha Centauri C (Proxima Centauri). De plus une planète dans la zone habitable de Proxima Centauri serait non seulement verrouillée gravitationnellement (présentant toujours la même face vers l'étoile), mais en plus soumise aux fortes variations d'activité (éruptions) de ce genre d'étoiles...

Henri a écrit:
À tout faire, une mission d'exploration vers le sous-système Alpha Centauri AB ne représenterait pas beaucoup plus de chemin que vers Alpha Centauri C (Proxima Centauri). De plus une planète dans la zone habitable de Proxima Centauri serait non seulement verrouillée gravitationnellement (présentant toujours la même face vers l'étoile), mais en plus soumise aux fortes variations d'activité (éruptions) de ce genre d'étoiles...

Henri à tu entendu parler de la voile solaire électrique :
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_sail

Se sont les protons solaires qui poussent la voile; hors les protons ont une masse, je suppose que la poussée sera beaucoup plus importante qu'avec des photons à masse nulle non?

le principe reprend celui de deux aimants de polarité égaux, ->ils se repoussent, c'est pour cela qu'il faut polariser positivement la "voile" avant usage; d'ailleurs ce n'est pas vraiment une voile mais une toile de multiples fils en allu !

Si on applique l'idée d'Hawking avec cette technologie on peut obtenir quelque chose d'assez monstrueux ...

lhommealacigarette a écrit:
Henri a écrit:
À tout faire, une mission d'exploration vers le sous-système Alpha Centauri AB ne représenterait pas beaucoup plus de chemin que vers Alpha Centauri C (Proxima Centauri). De plus une planète dans la zone habitable de Proxima Centauri serait non seulement verrouillée gravitationnellement (présentant toujours la même face vers l'étoile), mais en plus soumise aux fortes variations d'activité (éruptions) de ce genre d'étoiles...

Henri à tu entendu parler de la voile solaire électrique :
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_sail

Se sont les protons solaires qui poussent la voile; hors les protons ont une masse, je suppose que la poussée sera beaucoup plus importante qu'avec des photons à masse nulle non?

le principe reprend celui de deux aimants de polarité égaux, ->ils se repoussent, c'est pour cela qu'il faut polariser positivement la "voile" avant usage; d'ailleurs ce n'est pas vraiment une voile mais une toile de multiples fils en allu !

Si on applique l'idée d'Hawking avec cette technologie on peut obtenir quelque chose d'assez monstrueux ...

Diriger un puissant faisceau de plasma (neutre) composé d'un mélange de protons et d'électrons vers cette voile électriquement chargé ?

http://www.lemonde.fr/cosmos/article/2016/08/24/une-terre-temperee-autour-de-notre-plus-proche-etoile_4987469_1650695.html

Henri a écrit:
lhommealacigarette a écrit:

Henri à tu entendu parler de la voile solaire électrique :
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_sail

Se sont les protons solaires qui poussent la voile; hors les protons ont une masse, je suppose que la poussée sera beaucoup plus importante qu'avec des photons à masse nulle non?

le principe reprend celui de deux aimants de polarité égaux, ->ils se repoussent, c'est pour cela qu'il faut polariser positivement la "voile" avant usage; d'ailleurs ce n'est pas vraiment une voile mais une toile de multiples fils en allu !

Si on applique l'idée d'Hawking avec cette technologie on peut obtenir quelque chose d'assez monstrueux ...
Diriger un puissant faisceau de plasma (neutre) composé d'un mélange de protons et d'électrons vers cette voile électriquement chargé ?

Je sais que les faisceaux de protons existent déjà en particulier dans le milieu médical et de la recherche nucléaire mais appliqué pour le spatial ? aucune idée

A défaut de sondes spatiales un autre usage pourrait être intéressant --> freiner un vaisseau

Il faut utiliser un faisceau neutre (plasma de protons et d'électrons). J'ai cru comprendre que les électrons sont absorbés et pompés grâce au générateur électrique de la voile qui reste ainsi positive pour que les protons exercent une force de répulsion sur elle. Un faisceau de particules qui n'est pas neutre diverge très vite pour cause de répulsion électrostatique entre les particules de mêmes signes électriques et devient impossible à focaliser sur une cible.

**aRes** Messages : 1007 Inscrit le : 24/10/2005 Age : 44 Localisation : Alsace

Le soucis est qu'à une vitesse de 0,25 c la collision avec la moindre particule de poussière aura l'effet d'une balle de fusil sur la sonde. Et même avec un bon bouclier (ce qui va à l'encontre du principe de voile) l'impact déviera la sonde.

aRes a écrit:Le soucis est qu'à une vitesse de 0,25 c la collision avec la moindre particule de poussière aura l'effet d'une balle de fusil sur la sonde. Et même avec un bon bouclier (ce qui va à l'encontre du principe de voile) l'impact déviera la sonde.

Ce genre de voile ("solaire" électrique où les protons et les électrons solaires seraient remplacés par un faisceau de plasma) est constituée de longs fils très fins dont le déploiement est assuré par la rotation de la sonde. Ces fils sont maintenus chargés à un potentiel positif par un générateur électrique. Résultat, la section efficace d'une telle voile est infiniment plus faible que celle d'une voile solaire traditionnelle. En cas d'impact peu probable, on aurait un fil coupé, c'est tout. D'ailleurs pour une voile photonique traditionnelle, un impact se manifesterait plus par une perforation sans importance sans grand transfert de quantité de mouvement.

aRes a écrit:Le soucis est qu'à une vitesse de 0,25 c la collision avec la moindre particule de poussière aura l'effet d'une balle de fusil sur la sonde. Et même avec un bon bouclier (ce qui va à l'encontre du principe de voile) l'impact déviera la sonde.

non sa n'aura pas l'effet d'une balle de fusil ? ( ou à tu lu cette absurdité ) sa peut générer un impact de quelques micromètres de profondeur à cette vitesse c'est pour sa qu'il faut blinder la puce avec un alliage ultra-léger, un peu comme un vernis protecteur.

C'est sur si elle se mange un astéroïde ... mdr sa serait ballot

ce qui est plus préoccupant et vu qu'on en discute se sont les champs magnétiques interstellaires, les forces de Lorentz vont la faire "dévier" de sa trajectoire initiale. Ces champs sont issus de multiples sources ... il y'à un cours ici qui expliquera sa bien mieux que moi
http://aramis.obspm.fr/~combes/fcombes/cours-astro/poly-7.pdf

sans dispositifs de correction interne de trajectoire elle n’atteindra jamais alpha du centaure et dévira.

Henri a écrit:
Il faut utiliser un faisceau neutre (plasma de protons et d'électrons). J'ai cru comprendre que les électrons sont absorbés et pompés grâce au générateur électrique de la voile qui reste ainsi positive pour que les protons exercent une force de répulsion sur elle. Un faisceau de particules qui n'est pas neutre diverge très vite pour cause de répulsion électrostatique entre les particules de mêmes signes électriques et devient impossible à focaliser sur une cible.

ESTCUBE 1 un projet éducatif low cost qui aura coûté "que" 100.000 euros !!! est basé sur ce principe avec deux canons à électron nanotech. C'est la vitesse de rotation du satellite qui valide ou pas l’expérience.

To control the E-Sail element's interaction with both the plasma surrounding the Earth and the effect it has on the spacecraft's spinning speed, two nanotechnology electron emitters/guns are on board. The electron emitters are connected to the E-Sail element which it loads positively to 500 volts by shooting out electrons. The positive ions in the plasma were intended to push the E-Sail element and influence the satellite's rotation speed.

Bien vu pour les forces de Lorentz...

salut

il y'à une issue qu'Hawking n'à pas exploré est ce que tu as entendu parler de la voile à désintégration naturelle ?

une couche de la voile est imprégnée de radionucléides et l'autre couche absorbe les particules alpha, il s'agit d'une transmission énergétique qui ressemble de loin aux réacteurs à radio-isotope, à la différence que l'on ne cherche pas à générer de l'électricité mais de l'utiliser comme force pour mouvoir la voile.

il n'y à rien de révolutionnaire mais ce type de voile peut fonctionner loin du soleil et surtout peut servir comme force de poussée ou de freinage.

sa me semble plus réaliste que de vouloir construire un laser aussi puissant que le double du parc nucléaire français.

The electrical power generated per 1 sq. m is comparable to that obtained from solar cells at 1 AU. The radioisotope sail systems will maintain these propulsion and power levels at distances from the Sun where the solar powered systems are ineffective. In manuscript offered innovation which allows to decrease acceleration of conventional IsoSail in 2-3 times and got the electric energy

Je connaissais la propulsion par fragments de fission :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Propulsion_par_fragments_de_fission

**aRes** Messages : 1007 Inscrit le : 24/10/2005 Age : 44 Localisation : Alsace

lhommealacigarette a écrit:
aRes a écrit:Le soucis est qu'à une vitesse de 0,25 c la collision avec la moindre particule de poussière aura l'effet d'une balle de fusil sur la sonde. Et même avec un bon bouclier (ce qui va à l'encontre du principe de voile) l'impact déviera la sonde.
non sa n'aura pas l'effet d'une balle de fusil ? ( ou à tu lu cette absurdité ) sa peut générer un impact de quelques micromètres de profondeur à cette vitesse c'est pour sa qu'il faut blinder la puce avec un alliage ultra-léger, un peu comme un vernis protecteur.

C'est sur si elle se mange un astéroïde ... mdr sa serait ballot

ce qui est plus préoccupant et vu qu'on en discute se sont les champs magnétiques interstellaires, les forces de Lorentz vont la faire "dévier" de sa trajectoire initiale. Ces champs sont issus de multiples sources ... il y'à un cours ici qui expliquera sa bien mieux que moi
http://aramis.obspm.fr/~combes/fcombes/cours-astro/poly-7.pdf

sans dispositifs de correction interne de trajectoire elle n’atteindra jamais alpha du centaure et dévira.

J'ai recalculé, et pris comme référence la poussière interstellaire I1047.1.34.0.0 récoltée par la sonde Stardust qui pèse 4pg. En cas d'impact à la vitesse maximum de la sonde à 0,25c (soit environ 75.000km/s) l'énergie dégagée est déjà de 22,5 joules, ce qui n'est pas rien (20 joules correspondent à la chute d'une masse de 5kg à 40cm du sol sur notre bonne vieille Terre). Cela correspond à un tir d'une très bonne carabine à plomb, pas de quoi nous flinguer notre sonde, certes.
Notre sonde va balayer littéralement le système Alpha du Centaure en quelques jours.

Il existe de plus grosses poussières, voir ce que l'on peut classer de micrométéorites:
- un grain de 40pg déploiera une énergie de 225 joules à l'impact, soit plus qu'un tir de .22 long rifle
- un grain de 400pg (0,4ng) une énergie de 2250 joules, soit plus qu'un tir de calibre OTAN 5,56
- une micrométéorite de 4ng va nous libérer 20kJ, soit plus de puissance qu'un calibre 12.7 !
- un fragment d'astéroïde de 1g va libérer 5625GJ soit plus qu'un kilotonne de TNT
- un fragment de 10g va allumer les radars Alpha Centauriens : explosion équivalente à Hiroshima

Si notre sonde à la chance de ne peser que 100kg lors de son arrivée à Alpha du Centaure, il vaudrait mieux qu'elle ne percute aucune planète ou lune, car la collision (522 PJ) équivaudrait à 2 explosions de Tsar Bomba . On aurait vite toute l'armada Centaurienne sur le dos ^^

aRes a écrit:

J'ai recalculé, et pris comme référence la poussière interstellaire I1047.1.34.0.0 récoltée par la sonde Stardust qui pèse 4pg. En cas d'impact à la vitesse maximum de la sonde à 0,25c (soit environ 75.000km/s) l'énergie dégagée est déjà de 22,5 joules, ce qui n'est pas rien (20 joules correspondent à la chute d'une masse de 5kg à 40cm du sol sur notre bonne vieille Terre). Cela correspond à un tir d'une très bonne carabine à plomb, pas de quoi nous flinguer notre sonde, certes.
Notre sonde va balayer littéralement le système Alpha du Centaure en quelques jours.

salut

Stardust n'avait t'il pas prélevé des poussières de comètes à moins de 200 km de son noyau ? j'avais entendu que la masse volumique de la poussière interstellaire était proche de la fumée de cigarette.

A elle seule la poussière de comète n'est pas présente dans l'ensemble du système solaire, ce n'est pas représentatif comme échantillon.

Henri a écrit:Je connaissais la propulsion par fragments de fission :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Propulsion_par_fragments_de_fission

Pas pour une propulsion (le rapport poid / poussée étant faible) mais comme force de freinage dans le temps, par la désintégration naturelle.

Si d'un coté nous avons une force ( la pression générée par les photons ou les protons ) et de l'autre coté de la voile nous avons une force opposée générée par les fragments de fission il faut calculer la puissance nécessaire lors du "tir" initiale pour que la sonde soit décéléré totalement à son arrivée dans le système cible, en fonction bien entendu de la force opposée générée -> / temps qui est constante par la désintégration naturelle des particules alfa.

après tout la désintégration radioactive est toujours active sur voyager 1 et sa fait 44 ans

**aRes** Messages : 1007 Inscrit le : 24/10/2005 Age : 44 Localisation : Alsace

Stardust n'avait t'il pas prélevé des poussières de comètes à moins de 200 km de son noyau ? j'avais entendu que la masse volumique de la poussière interstellaire était proche de la fumée de cigarette.

A elle seule la poussière de comète n'est pas présente dans l'ensemble du système solaire, ce n'est pas représentatif comme échantillon.

Sa mission était de prélever 1000 particules cométaires et 100 particules interstellaires. Pour le moment 15 poussières interstellaires ont été identifiées. Donc oui c'est représentatif.

Dans notre bulle locale la densité de particules interstellaires et de 10e-6 par m3. Ce qui fait que notre sonde va rencontrer une particule interstellaire par m2 de sa surface tous le 1000 km parcourus. Vu sa vitesse phénoménale cela fera 75 impacts par seconde. Donc oui les tirs de carabine à plombs vont devenir critiques à la longue.

Et Voyager 2 ? elle voyage à 16 km/s, elle doit donc rencontrer une particule interstellaire par minute à une vitesse "ridicule". Fumée de cigarette : pour elle certainement.

Evaluer qualitativement c'est une chose, passer en mode quantitatif s'en est une autre, et l'analogie avec la fumée de cigarette c'est parlant en terme d'énergie. Au fait pourquoi choisir la fumée de cigarette ? Son avatar donne la réponse LOL

lhommealacigarette a écrit:
il y'à une issue qu'Hawking n'à pas exploré est ce que tu as entendu parler de la voile à désintégration naturelle ?
une couche de la voile est imprégnée de radionucléides et l'autre couche absorbe les particules alpha, il s'agit d'une transmission énergétique qui ressemble de loin aux réacteurs à radio-isotope, à la différence que l'on ne cherche pas à générer de l'électricité mais de l'utiliser comme force pour mouvoir la voile.
il n'y à rien de révolutionnaire mais ce type de voile peut fonctionner loin du soleil et surtout peut servir comme force de poussée ou de freinage.

Il y a un mini-article sur Wikipedia. D'autres sources sont bien sûr bienvenues.
https://en.wikipedia.org/wiki/Fission_sail

L'astuce c'est d'essayer de gérer au mieux l'émission dans des directions aléatoires des produits de la désintégration. Il n'y a en effet aucune raison que les émissions se fassent en avant et en arrière de la voile exclusivement, donc pile dans la direction où il faut aller. De plus ce système ne permet pas le pilotage.
L'idée est effectivement de transformer les émissions qui sont "optimales" donc en avant et en arrière en force de propulsion.

In the simple case where the decay releases the fragments "front" and "rear", the rearward moving fragment generates thrust directly, while the frontward moving one is absorbed in the front half of the sail, also contributing thrust.
.../cut/...
Another problem is that the sail receives the energy equally over the entire sail surface, and thus can't be steered.

De plus ce système nécessite pour fournir une poussée significative d'avoir une voile plutôt de grande surface (à voir évidemment en fonction de la masse totale de la CU qui devrait être accélérée), ce qui permettrait de capter aussi des particules émises "de travers" (mais bon .... il y aura une composante radiale à ces impacts .... donc question orientation de la voile et maintien de la direction voulue .... c'est chaud *)

The system must be built very large in order to ensure that those fragments that are not moving directly to the front of rear nevertheless tend to hit the sail somewhere. A sail several kilometers on a side would have fairly good "capture ratios"

On sort évidemment du projet initial Hawking/Milner "Breakthrough Starshot " d'atteindre Alpha Centauri Proxima, et surtout d'y aller à une vitesse d'une fraction notable de c. Ce genre de voilier .... serait une mission qui, une fois lancée, serait à léguer aux générations futures.

* on peut espérer que les phénomènes aléatoires se produisent de façon à ce que ces composantes s'annulent ou bien prier les dieux de la désintégration de nous être favorables :lol!:

**aRes** Messages : 1007 Inscrit le : 24/10/2005 Age : 44 Localisation : Alsace

Astro-notes a écrit:Evaluer qualitativement c'est une chose, passer en mode quantitatif s'en est une autre, et l'analogie avec la fumée de cigarette c'est parlant en terme d'énergie. Au fait pourquoi choisir la fumée de cigarette ? Son avatar donne la réponse

Oui la fumée de cigarette est parlant en terme d'énergie pour les vitesses des sondes actuelles, vitesses proches du zéro à l'échelle de la lumière.
Mais là on parle d'une sonde qui va être poussée à des vitesses vertigineuse : 0,25c. Chaque facteur apparemment anecdotique va devenir critique. La "fumée de cigarette" va se transformer en "tempête de sable" voir en pluie de micro-météorites si elle passe dans un nuage de grosses poussières en arrivant à destination.

aRes a écrit:
Mais là on parle d'une sonde qui va être poussée à des vitesses vertigineuse : 0,25c. Chaque facteur apparemment anecdotique va devenir critique. La "fumée de cigarette" va se transformer en "tempête de sable" voir en pluie de micro-météorites si elle passe dans un nuage de grosses poussières en arrivant à destination.

C'est pourquoi le projet envisage de lancer un très grand nombre de ces micro-vaisseaux .... qui devront affronter de multiples embuches dont certaines qu'on n'envisage peut-être même pas.
L'idée c'est qu'il y en ait quelques-unes qui arrivent en état de marche à destination et qui surtout puissent envoyer des "données".
Déjà un seul "je suis bien arrivé" serait formidable .... sans parler de données diverses dont une image fut-elle mal cadrée

.
Pour le portrait d'un centaurien .... cela tiendrait de l'impossible et on n'y croirait pas :lol!:

Lun 22 Aoû 2016 - 21:44

Lun 22 Aoû 2016 - 21:51

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