Mars 2006, nouvelle livrée des études financées par le NIAC

La nouvelle livrée de mars 2006 des études financées par le célèbre NIAC (NASA Institute for Advanced Concepts) :
http://www.niac.usra.edu/library/meetings/fellows/mar06.html
Pas mal de pdf sympas à éplucher.

Merci pour ces références.
Toujours intéressant de voir la variété des concepts envisagés.

Petites remarques sur la présentation de Positronics :
- Cette valeur de 4 mg de positrons pour envoyer une charge de 100 t vers Mars me semble un peu optimiste. Sauf erreur de calcul de ma part, j'arrive plutôt à des valeurs de l'ordre de 50 à 100 mg (pour un moteur thermique à coeur solide)
- Quelles sont les capacités de fabrication de positronium envisageables ? Il me semble que 100 mg représente une quantité très importante, plusieurs ordres de grandeur au dessus de ce qu'on sait faire.

Mais si on arrive à fabriquer les quantités requises de positronium (et surtout à stocker!), ce moteur thermique à coeur solide semble tout à fait réalisable.

A+

lambda0 a écrit:Merci pour ces références.
Toujours intéressant de voir la variété des concepts envisagés.

Petites remarques sur la présentation de Positronics :
- Cette valeur de 4 mg de positrons pour envoyer une charge de 100 t vers Mars me semble un peu optimiste. Sauf erreur de calcul de ma part, j'arrive plutôt à des valeurs de l'ordre de 50 à 100 mg (pour un moteur thermique à coeur solide)
- Quelles sont les capacités de fabrication de positronium envisageables ? Il me semble que 100 mg représente une quantité très importante, plusieurs ordres de grandeur au dessus de ce qu'on sait faire.

Mais si on arrive à fabriquer les quantités requises de positronium (et surtout à stocker!), ce moteur thermique à coeur solide semble tout à fait réalisable.

A+

En fait la confection de positrons à 512 keV dans un accélérateur de particules se fait avec des rendements beaucoup plus élevés que pour des anti-protons qui tournent aux alentours du GeV...
Le vrai problème est plutot le stockage des atomes de positronium, cf la discussion suivante dans le forum il y a quelques mois :
https://astronautique.actifforum.com/ftopic122.La-propulsion-a-fusion.htm

Je me souviens bien de cette discussion (stockage sous la forme de condensat BE).
Je cherchais juste quelques infos quantitatives sur l'ordre de grandeur de la capacité de production actuelle, pour voir si on peut produire déjà des mg, ou si on en est plutôt au µg, voire moins. Comme les trappes de Penning actuelles stockent tout au plus des ng, les capacités de production ne doivent pas être beaucoup plus élevées (si les accélérateurs ne sont pas optimisés pour celà).
L'idée est que s'il faut construire une installation dédiée de 10 G$ rien que pour produire le positronium, ce concept de propulsion risque bien de rester une belle idée.

A+

lambda0 a écrit:Je me souviens bien de cette discussion (stockage sous la forme de condensat BE).
Je cherchais juste quelques infos quantitatives sur l'ordre de grandeur de la capacité de production actuelle, pour voir si on peut produire déjà des mg, ou si on en est plutôt au µg, voire moins. Comme les trappes de Penning actuelles stockent tout au plus des ng, les capacités de production ne doivent pas être beaucoup plus élevées (si les accélérateurs ne sont pas optimisés pour celà).
L'idée est que s'il faut construire une installation dédiée de 10 G$ rien que pour produire le positronium, ce concept de propulsion risque bien de rester une belle idée.

A+

Ce qu'on trouve surtout sur le net c'est les capacités de production de p-barre qu'on sait stocker dans des pièges de Penning, et là les rendements sont horriblements mauvais et donc la production ridiculement faible. Pour les capacités de production de positrons je n'ai pas réussi à trouver d'infos hormis qu'on sait les produire en plus grandes quantitées mais pas du tout les stocker (sauf à considérer les dispositifs futuristes à base de BEC évoqués dans la discussion dont j'ai donné le lien dans le post précédent). Tous les chiffres de productions et de coûts de production donnés pour l'antimatière dans la littérature et sur le net semblent concerner les antiprotons et les atomes d'antihydrogène.

Quelques méthodes proposées, dont l'utilisation d'émetteur beta, comme le sodium 22.
http://positron.physik.uni-halle.de/panet/techniques/Positron%20Sources.pdf

Ici, l'auteur de Positronics Research parle de 5e12 positrons/s (1 trillion = 1e12 aux US ?) "d'ici quelques années", soit 0.4 ng/j, "after 4 years of hard work".
http://www.universetoday.com/am/publish/positron_drive_pluto.html
Ca doit être 1000 fois mieux que les antiprotons, mais il manque encore quelques ordres de grandeur...
Néanmoins, ça peut déjà être crédible pour propulser des petites sondes, pour peu qu'on arrive à les stocker dans des dispositifs pas trop massifs évidemment.

A+

lambda0 a écrit:Quelques méthodes proposées, dont l'utilisation d'émetteur beta, comme le sodium 22.
http://positron.physik.uni-halle.de/panet/techniques/Positron%20Sources.pdf

Ici, l'auteur de Positronics Research parle de 5e12 positrons/s (1 trillion = 1e12 aux US ?) "d'ici quelques années", soit 0.4 ng/j, "after 4 years of hard work".
http://www.universetoday.com/am/publish/positron_drive_pluto.html
Ca doit être 1000 fois mieux que les antiprotons, mais il manque encore quelques ordres de grandeur...
Néanmoins, ça peut déjà être crédible pour propulser des petites sondes, pour peu qu'on arrive à les stocker dans des dispositifs pas trop massifs évidemment.

A+

Une page qui détaille ces histoires de trillions et compagnie :
http://www.jimloy.com/math/billion.htm

Gerald Smith, de Positronics Research, estime à 250 M$ le coût de production des 10 mg de positrons destinés à alimenter un moteur à antimatière pour un vol habité vers Mars.

http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2006/antimatter_spaceship.html

11 nouvelles études subventionnées par le NIAC en 2006 sont en ligne à :
http://www.niac.usra.edu/studies/studies.jsp?cpnum=06-01&Submit=Submit

Akin, David : Development of a Single-Fluid Consumable Infrastructure for Life Support, Power, Propulsion, and Thermal Control
Angel, Roger : PRACTICALITY OF A SOLAR SHIELD IN SPACE TO COUNTER GLOBAL WARMING
Crowe, Devon : Self-Deployed Space or Planetary Habitats and Extremely Large Structures
Ditto, Tom : Primary Objective Grating Astronomical Telescope
Hoyt, Robert : Reduction of Trapped Energetic Particle Fluxes in Earth and Jovian Radiation Belts
Peck, Mason : In-Orbit Assembly of Modular Space Systems with Non-Contacting, Flux-Pinned Interfaces
Ritter, Joe : Large Ultra-Lightweight Photonic Muscle Telescope
Silver, Matthew : Bio-Electric Space Exploration
Slough, John : Plasma Magnetic Shield for Crew Protection
Trotti, Guillermo (Gui) : Extreme eXPeditionary Architecture (EXP?Arch): Mobile, Adaptable Systems for Space and Earth Exploration
Williams, George : Spacecraft Propulsion Utilizing Ponderomotive Forces

Bonne lecture... ;)

Henri a écrit:
Williams, George : Spacecraft Propulsion Utilizing Ponderomotive Forces
Bonne lecture... ;)

Argh, on est juste alléché par 6 lignes d'abstract sur cette propulsion pondéromotive, mais je n'ai pas trouvé l'article complet.
Une nouvelle propulsion plasmique ?

lambda0 a écrit:

Henri a écrit:
Williams, George : Spacecraft Propulsion Utilizing Ponderomotive Forces
Bonne lecture... ;)

Argh, on est juste alléché par 6 lignes d'abstract sur cette propulsion pondéromotive, mais je n'ai pas trouvé l'article complet.
Une nouvelle propulsion plasmique ?

En fait il s'agit de l'accélération par influence de particules neutres ou de plasma par des gradients de champs électriques et/ou magnétiques. Sous la forme bobines et/ou électrodes, les performances sont de l'ordre des propulseurs électriques classiques avec l'absence d'érosion d'électrodes. Voir :
http://www.elwingcorp.com/extras2.html
et
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrodeless_plasma_thruster

Mais la version à impulsions laser femtosecondes permet des gradients de champs E et B gigantesques. Voir :
http://draco.uni.opole.pl/plasma2005/Book%20of%20Abstracts.doc
ou
http://www.unl.edu/dumstadter/umstadter_physlettsA_05.pdf

Quelques nouvelles de Positronics Research sur le mythique moteur à anti-matière, déjà évoqué il y a quelques mois :
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=2625

Il est étrange quand même de voir comment l'antimatière a toujours excité les chercheurs à ce niveau là. C'est un peu oublier tout de même tous les inconvénients liés à cette technologie, et surtout le peu d'avantages qu'elle apporte par rapport à certaines technologie éprouvées ou facilement éprouvable comme le nucléaire. Personnellement l'antimatière ne m'a jamais convaincu de sa faisabilité ni du bon de sens de développer à l'heure actuelle un moteur qui utiliserait cette technologie.

C'est sûr que tout celà est assez prospectif...
Néanmoins, dans sa version thermique, le moteur au positronium n'est pas beaucoup plus complexe qu'un moteur nucléaire à fission, et moins spéculatif que la fusion nucléaire.
Les problèmes se trouvent surtout au niveau de la production et du stockage. Si on arrive vraiment à stocker le positronium dans des dispositifs pas trop massifs, ces projets peuvent être crédibles.
Pour ce qui est des avantages, une des versions arrive quand même à une Isp de 5000 s, idéale pour les vols interplanétaires. En nucléothermique, il n'y a guère que le GCNR qui arrive à ce niveau ...sur le papier et comme toujours avec tous les inconvénients liés à la manipulation d'éléments radioactifs.

Enfin, il est possible que les applications astronautiques de l'anti-matière soient une retombée de recherches militaires... Ce serait aussi une façon détournée de faire financer une partie de ces développements sur des budgets militaires.

A+

C'est précisément à ce à quoi je pensais. Il ne s'agit pas là de la recherche d'un nouveau moyen de propulsion mais réellement d'une nouvelle source d'énergie. L'anti-matière n'aura pas vraiment les moyens d'être une arme plus destructrice que l'énergie "atomique classique" avant longtemps.
Pour ce qui est du moteur thermique ayant pour source d'énergie au positronium, je pense qu'on se rapproche doucement de quelque chose de réalisable à long terme, mais une donnée intéressante à avoir serait le rendement d'une telle machine et son poids. Sans ces 2 données, on ne peut pas vraiment en dire grand chose.

La nouvelle livrée de l'automne 2006 des études financées par le célèbre NIAC (NASA Institute for Advanced Concepts) :
http://www.niac.usra.edu/studies/studies.jsp?cpnum=06-02&Submit=Submit
Au sommaire :

• Bae, Young : A Contamination-Free Ultrahigh Precision Formation Flight Method Based on Intracavity Photon Thrusters and Tethers: Photon Tether Formation Flight
  
• Bickford, Jim : Extraction of Antiparticles Concentrated in Planetary Magnetic Fields
  
• Gilchrist, Brian : Scalable Flat-Panel Nanoparticle MEMS/NEMS Propulsion Technology for Space Exploration in the 21st Century
  
• Peck, Mason : Lorentz-Actuated Orbits: Electrodynamic Propulsion Without a Tether
  
• Voronka, Nestor : An Architecture of Modular Spacecraft with Integrated Structural Electrodynamic Propulsion (ISEP)
  

Euh, les abstracts c'est bien, mais les présentations PowerPoint qui vont avec c'est mieux...
http://www.niac.usra.edu/library/meetings/annual/oct06.html
Le programme :

Webster Cash New Worlds Imager University of Colorado Boulder

Roger Angel A Deep Field Infrared Observatory Near the Lunar Pole University of Arizona

Young Bae A Contamination-Free Ultrahigh Precision Formation Flight Method Based on Intracavity Photon Thrusters and Tethers: Photon Tether Formation Flight Bae Institute

Dava Newman Astronaut Bio-Suit System for Exploration Class Missions Massachusetts Institute of Technology

Wendy Boss & Amy Grunden Redesigning Living Organisms for Mars NC State University

Paul Mexcur NASA Funding Opportunities NASA SBIR/STTR Program

Bob Scaringe Advanced Concept Marketing AVG Communications

Nestor Voronka An Architecture of Modular Spacecraft with Integrated Structural Electrodynamic Propulsion (ISEP) Tethers Unlimited, Inc.

Mason Peck Lorentz-Actuated Orbits: Electrodynamic Propulsion Without A Tether Cornell University

Steven Dubowsky Microbots for Large-Scale Planetary Surface & Subsurface Exploration Massachusetts Institute of Technology

Brian Gilchrist Scalable Flat-Panel Nanoparticle MEMS/NEMS Propulsion Technology for Space Exploration in the 21st Century University of Michigan